高考物理課標(biāo)版一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)規(guī)范練21力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用

考點(diǎn)規(guī)范練21力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用1.(2017·山東青島模擬)質(zhì)量為m0的木板B置于光滑水平面上,另一質(zhì)量為m的木塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))在木板B的左端以水平速度v0開始向右運(yùn)動(dòng),如圖所示,木塊A與木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度大小為g,若要使木塊A剛好不從木板B的右端掉下去,則木板B的長(zhǎng)度至少應(yīng)多長(zhǎng)?2.(2017·黑龍江哈爾濱模擬)在光滑水平桌面上O處固定一個(gè)彈性擋板,P處?kù)o止一質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)C,OP的距離等于PQ的距離,兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊A、B間夾有炸藥,一起以v0=5m/s的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng),到P處與質(zhì)點(diǎn)C碰前引爆炸藥,小物塊A、B瞬間被炸開且在一條直線上運(yùn)動(dòng),當(dāng)B與C發(fā)生碰撞時(shí)瞬間粘到一塊,已知A的質(zhì)量為1kg,B的質(zhì)量為2kg,若要BC到達(dá)Q之前不再與A發(fā)生碰撞,則小物塊A、B間炸藥釋放的能量應(yīng)在什么范圍內(nèi)?(假設(shè)爆炸釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為物塊的動(dòng)能)3.某校物理興趣小組制作了一個(gè)游戲裝置,其簡(jiǎn)化模型如圖所示,在A點(diǎn)用一彈射裝置可將靜止的小滑塊以水平速度v0彈射出去,沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后,進(jìn)入半徑R=0.3m的光滑豎直圓形軌道,運(yùn)行一周后自B點(diǎn)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng),C點(diǎn)右側(cè)有一陷阱,C、D兩點(diǎn)的豎直高度差h=0.2m,水平距離s=0.6m,水平軌道AB長(zhǎng)為l1=1m,BC長(zhǎng)為l2=2.6m,小滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0(1)若小滑塊恰能通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn),求小滑塊在A點(diǎn)彈射出的速度大小;(2)若游戲規(guī)則為小滑塊沿著圓形軌道運(yùn)行一周離開圓形軌道后只要不掉進(jìn)陷阱即為勝出,求小滑塊在A點(diǎn)彈射出的速度大小的范圍。4.如圖所示,一輛質(zhì)量為m0=3kg的平板小車A?？吭谪Q直光滑墻壁處,地面水平且光滑,一質(zhì)量為m=1kg的小鐵塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))放在平板小車A最右端,平板小車A上表面水平且與小鐵塊B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,平板小車A的長(zhǎng)度l=0.9m?，F(xiàn)給小鐵塊B一個(gè)v0=5m/s的初速度使之向左運(yùn)動(dòng),與豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞后向右運(yùn)動(dòng),求小鐵塊B在平板小車A上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能(重力加速度g取10m/s5.如圖所示,一質(zhì)量m=2kg的滑塊從高h(yuǎn)=1.5m處無(wú)初速度下落,沿切線方向進(jìn)入固定的粗糙圓弧AB,圓弧半徑R=1.5m,再經(jīng)長(zhǎng)l=4m的粗糙平面BC滑上靜止于光滑水平地面上質(zhì)量為m0=4kg的足夠長(zhǎng)的長(zhǎng)木板,長(zhǎng)木板的上表面與BC面齊平,與C點(diǎn)的間隙可忽略,滑塊滑至C點(diǎn)時(shí)的速度vC=6m/s。當(dāng)滑塊滑至長(zhǎng)木板上表面的同時(shí)施加給長(zhǎng)木板一個(gè)大小為F=6N的水平向右的作用力,經(jīng)t0=1s撤去F。已知滑塊與粗糙圓弧AB、粗糙平面BC及長(zhǎng)木板上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.2(g取(1)滑塊在粗糙圓弧AB上運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力所做的功;(2)滑塊與長(zhǎng)木板的最終速度的大小及滑塊在長(zhǎng)木板上表面上滑動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的熱量。##考點(diǎn)規(guī)范練21力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用1.解析若要使木塊A剛好不從木板B的右端掉下去,則木塊滑至木板右端時(shí)兩者具有共同速度v,在木塊A、B相互作用的過(guò)程中,系統(tǒng)不受外力作用,系統(tǒng)內(nèi)力為一對(duì)摩擦力,小木塊A可視為“子彈”,木板B可視為“木塊”,這與子彈打擊木塊模型相似。由動(dòng)量守恒定律得mv0=(m0+m)v①由能量守恒定律得(m0+m)v2+Q②②式中的Q=μmgl,其中l(wèi)為木塊相對(duì)于木板發(fā)生的位移(即木板最小的長(zhǎng)度),解①②可得l=。答案2.解析引爆炸藥前后,由動(dòng)量守恒定律可得(mA+mB)v0=mAvA+mBvB,設(shè)火藥爆炸釋放出來(lái)的能量為E,由能量守恒定律可得mAmB(mA+mB)=E。B、C碰撞前后,由動(dòng)量守恒定律得mBvB=(mC+mB)v共,根據(jù)題意可知,若炸開后,物塊A仍向右運(yùn)動(dòng),聯(lián)立以上三式代入數(shù)據(jù)可得E=3J;若炸開后,A向左運(yùn)動(dòng),根據(jù)題意有vA≤v共,代入數(shù)據(jù)可得E=1875J答案3~1875J3.解析(1)小滑塊恰能通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)的速度為v,由牛頓第二定律得mg=m從B到最高點(diǎn)小滑塊機(jī)械能守恒,有=2mgR+mv2從A到B由動(dòng)能定理得μmgl1=由以上三式解得A點(diǎn)的速度v1=5m(2)若小滑塊剛好停在C處,從A到C由動(dòng)能定理得μmg(l1+l2)=0解得A點(diǎn)的速度為v2=6m/s,若小滑塊停在BC段,應(yīng)滿足5m/s≤vA若小滑塊能通過(guò)C點(diǎn)并恰好越過(guò)陷阱,利用平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向h=gt2,水平方向s=vCt。從A到C由動(dòng)能定理得μmg(l1+l2)=解得v3=3m/s。所以初速度的范圍為5m/s≤vA≤6m/s和答案(1)5m/s(2)5m/s≤vA≤6m/s和vA≥3m/s4.解析設(shè)小鐵塊B向左運(yùn)動(dòng)到達(dá)豎直墻壁時(shí)的速度為v1,根據(jù)動(dòng)能定理得μmgl=,解得v1=4m假設(shè)發(fā)生彈性碰撞后小鐵塊B最終和平板小車A達(dá)到的共同速度為v2,根據(jù)動(dòng)量守恒定律得mv1=(m0+m)v2,解得v2=1m設(shè)小鐵塊B在平板小車A上相對(duì)滑動(dòng)的位移為x時(shí)與平板小車A達(dá)到共同速度v2,則根據(jù)功能關(guān)系得:μmgx=(m0+m),解得x=1.由于x>l,說(shuō)明小鐵塊B在沒有與平板小車A達(dá)到共同速度時(shí)就滑出平板小車A,所以小鐵塊B在平板小車上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為ΔE=2μmgl=9J。答案9J5.解析(1)由動(dòng)能定理可得mg(h+R)μmg·l+解得WfAB=8J,即在AB圓弧上克服摩擦力做功為8J。(2)設(shè)滑塊滑上長(zhǎng)木板后,相對(duì)長(zhǎng)木板滑動(dòng)時(shí)加速度大小為a1,此過(guò)程中長(zhǎng)木板的加速度大小為a2,則有μmg=ma1,F+μmg=m0a2,解得a1=μg=2m/s2,a2=2當(dāng)二者速度相等時(shí)vCa1t1=a2t1,解得t1=s。因?yàn)閠0<t1,所以撤去外力F時(shí),二者還未相對(duì)靜止,t0=1s時(shí)m的速度v1=vCa1t0=4長(zhǎng)木板的速度v2=a2t0=2.5該過(guò)程滑塊相對(duì)木板的位移為s相對(duì)=t0t0=3.產(chǎn)生的熱量Q1=μmgs相對(duì)=15J。此后由于撤去F,由二者組成的系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒,