2019年高考物理专题11回归基础专题训练——力学综合（含解析）

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1、专题11回归基础专题训练——力学综合1．如图1为某水上滑梯示意图，滑梯斜面轨道与水平面间的夹角为37°，底部平滑连接一小段水平轨道(长度可以忽略)，斜面轨道长L＝8m，水平端与下方水面高度差为h＝0.8m。一质量为m＝50kg的人从轨道最高点A由静止滑下，若忽略空气阻力，将人看成质点，人在轨道上受到的阻力大小始终为f＝0.5mg。重力加速度为g＝10m/s2，sin37°＝0.6。求：图1(1)人在斜面轨道上的加速度大小；(2)人滑到轨道末端时的速度大小；(3)人的落水点与滑梯末端B点的水平距离。【解析】(1)设人在滑梯上的加速度为a，由牛顿第二定律得：mgsin3

2、7°－f＝ma得：a＝1m/s2。(2)设人滑到滑梯末端时的速度大小为v，对人下滑的过程，由动能定理得：mgLsin37°－fL＝mv2－0得：v＝4m/s。(3)人离开滑梯后做平抛运动，下落时间为th＝gt2水平距离x＝vt得：x＝1.6m。2．如图2所示，质量为m＝1kg的物块，放置在质量M＝2kg足够长木板的中间，物块与木板间的动摩擦因数为0.1，木板放置在光滑的水平地面上。在地面上方存在两个作用区，两作用区的宽度均为1m，边界距离为d，作用区只对物块有力的作用：Ⅰ作用区对物块作用力方向水平向右，Ⅱ作用区对物块作用力方向水平向左。作用力大小均为3N。将物块与木

3、板从图示位置(物块在Ⅰ作用区内的最左边)由静止释放，已知在整个过程中物块不会滑离木板。取g＝10m/s2。(1)在物块刚离开Ⅰ区域时，物块的速度多大？(2)若物块刚进入Ⅱ区域时，物块与木板的速度刚好相同，求两作用区的边界距离d。(3)物块与木板最终停止运动时，求它们相对滑动的路程。图2【解析】(1)对物块由牛顿第二定律：F－μmg＝mam1得：am1＝＝2m/s2由L＝am1t得t1＝＝1svm1＝am1t1＝2m/s。(2)Ⅰ区域内，对木板：由μmg＝MaM1得aM1＝0.5m/s2在物块刚离开Ⅰ区域时，木板速度为vM1＝aM1t1＝0.5m/s物块离开Ⅰ区域后：

4、对物块：由μmg＝mam2得am2＝1m/s2对木板：aM2＝aM1＝0.5m/s2当物块与木板达共同速度时：vm1－am2t2＝vM1＋aM2t2得：t2＝1s两作用区边界距离为：d＝vm1t2－am2t＝1.5m。(3)由于F＞μmg，所以物块与木板最终只能停在两作用区之间。由全过程能量守恒与转化规律：FL＝μmgs得：s＝＝3m。3．一半径为R＝0.8m的半圆形凹槽按如图3所示的方式置于水平地面上，凹槽内侧光滑，紧挨着凹槽的左侧有一足够长的长木板，但两者没有拴接，长木板的右侧上端正好和凹槽内侧相切，两者位于同一竖直平面内，质量均为M＝2kg。质量不计的轻弹簧的

5、一端固定在凹槽的最低点B，另一端连接一可视为质点的质量为m＝1kg小物块。现给长木板施加一水平向右的推力F，使整个系统共同向右做匀加速直线运动，此时小物块处于凹槽内与竖直方向成θ＝60°的位置，且凹槽对小物块的支持力恰好为零。已知长木板、凹槽与地面间的动摩擦因数均为μ1＝0.2，小物块与长木板上表面的动摩擦因数为μ2＝0.5(g取10m/s2，结果可保留根号)。求图3(1)整个系统匀加速运动的加速度；(2)力F的大小；(3)若整个系统从静止开始运动t＝s后将推力F撤掉，同时锁定凹槽，并迅速撤掉轻弹簧。小物块由于与凹槽的瞬时作用仅剩下沿切线方向的分速度，试通过计算分析

6、判断小物块m能否越过凹槽的最高点？若能，请确定小物块距B点的最终位置；若不能，请确定小物块距B点的最终位置。【解析】(1)对小物块受力分析如图所示，Ncos30°＝maNsin30°＝mga＝gcot30°＝g＝10m/s2。(2)F－μ1(2M＋m)g＝(2M＋m)a解得：F＝(10＋50)N。(3)撤去力F前的瞬间，小物块的速度为v0，方向水平向右，v0＝at＝10×＝4m/s锁定瞬间，小物块垂直于曲面切线的速度分量瞬间损失为零，只剩下沿曲面切线向上的速度分量v切v切＝v0sin30°＝2m/s当小物块以v切沿圆周向上减速到零时，上升的高度为h－mgh＝0－mv

7、h＝0.4mh＜R＋Rsin30°所以不能通过最高点小物块正好上升了h＝高度，即正好上升到与O点等高位置，然后会返回到B点，滑上长木板μ2mg＜μ1(M＋m)g所以木板不动mgR＝mv－0vB＝4m/s－μ2mgs＝0－mvs＝1.6m最后距B点距离s＝1.6m。4．如图4所示，水平地面上一木板质量M＝1kg，长度L＝3.5m，木板右侧有一竖直固定的四分之一光滑圆弧轨道，轨道半径R＝1m，最低点P的切线与木板上表面相平。质量m＝2kg的小滑块位于木板的左端，与木板一起向右滑动，并以v0＝m/s的速度与圆弧轨道相碰，木板碰到轨道后立即停止，滑块沿木板冲上圆弧轨道，