2019高考物理三轮冲刺大题提分大题精做6以能量为核心的综合应用问题

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1、题精做六以能量为核心的综合应用问题1.【2019重庆市模拟】如图,2个长度为L、质量为m的相同长方体形物块1和2叠放在一起,置于固定且正对的两光滑薄板间,薄板间距也为L,板底部有孔正好能让最底层的物块通过并能防止物块2翻倒,质量为m的钢球用长为R有轻绳悬挂在O点.将钢球拉到与O点等高的位置A静止释放,钢球沿圆弧摆到最低点时与物块1正碰后静止,物块1滑行一段距离s(s>2L)后停下.又将钢球拉回A点静止释放,撞击物块2后钢球又静止.物块2与物块1相碰后,两物块以共同速度滑行一段距离后停下.重力加速度为g,绳不可伸长,不计物块之间的摩擦.求:(1)物块与地面间的动摩擦因数

2、;(2)两物块都停下时物块2滑行的总距离.【解析】(1)设钢球与物块1碰撞前的速率为v0,根据机械能守恒,有:mgR=12mv02解得v0=2gR钢球与物块1碰撞,设碰后物块1速度为v1,根据动量守恒定律:mv0=mv1,解得v1=2gR设物块与地面间的动摩擦因数为μ,物块1获得速度后直到停止,由动能定理:-2μmgL-μmg(s-L)=0-12mv12解得μ=RL+s(2)设物块2被钢球碰后的速度为v3,物块2与物块1碰前速度为v2,根据机械能守恒定律和动能定理v2=v1=2gR-μmg(s-L)=12mv32-12mv22设物块1和物块2碰后的共同速度为v4两物块

3、一起继续滑行的距离为s1根据机械能守恒定律和动能定理mv3=2mv4;-2μmgs1=0-12×2mv42可得s1=12L;设物块2滑行的总距离为d,则d=s-L+s1=s-12L1.【2019湖南株洲市模拟】足够长的光滑水平面上,有10个相同的小球沿直线等间隔均匀分布,总长度为l,并以相同的速度v0向右运动,如图甲所示。在小球的正前方有一“加速带”AB,当小球从左端A进入加速带后在水平恒力作用下被加速,直至从右端B离开,小球经过加速带前后速度的变化情况如图乙所示。已知1号球刚从B端离开时,4号球刚好从A端进入。不考虑球的大小,试求(1)10个小球最终分布的总长度。(

4、2)加速带对10个小球做功的总功率P。已知小球在加速带上所受水平恒力为F。【解析】(1)“最终”是指10个小球全部离开了加速带。根据图乙可知,所有小球从加速带B端出来后速度都被加速到了3v0,且保持这个速度不变,这就意味着一旦10个小球全部从B端出来后,它们的总长度也会保持不变。这个长度就是10号球刚离开B端时,它与1号间的距离。由于每个小球在加速带上运动的情况完全相同,因此,小球依次从B端离开加速带的时间差等于依次进入加速带的时间差。这样,10号球与1号球出加速带的时间差与进入加速带的时间差Δt相等,而Δt=lv0故10号球刚从B端出来时,1号与10号间的距离L=3

5、v0Δt解得L=3l此即10个小球最终分布的总长度。(2)因加速带对10个小球做功并不同步,故对10个小球做功的总功率要小于对单个小球做功的功率之和。小球在加速带上运动的时间T=Δt3小球在加速带上运动的平均速度v=v0+3v02=2v0故加速带长度为L0=vT因而加速带对10个小球所做总功为W=10FL0加速带做功的总时间应是从1号球进入加速带A端开始,直到10号球离开加速带B端为止,这段时间即t=Δt+T又加速带对10个小球做功的总功率为P=Wt解得P=5Fv02.【2019四川省广元市模拟】如图所示,倾角θ=37º的粗糙传送带与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆

6、弧平滑连接,传送带始终以v=3m/s的速率顺时针匀速转动,A、B、C滑块的质量分别为mA=1kg,mB=2kg,mC=3kg,(各滑块均可视为质点).A、B间夹着质量可忽略的火药.k为处于原长的轻质弹簧,两端分别与B、C连接.现点燃火药(此时间极短且不会影响各物体的质量和各表面的光滑程度),滑块A以6m/s的速度水平向左冲出,接着沿传送带向上运动,已知滑块A与传送带间的动摩擦因数为μ=0.75,传送带与水平面足够长,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.(1)计算滑块A沿传送带向上滑行的最大距离x;(2)在滑块B、弹簧、滑块C相互作用的过程中

7、,当弹簧第一次恢复原长时(此时滑块A还未追上滑块B),计算B、C的速度;(3)若滑块A追上滑块B时能粘住,定量分析在A与B相遇的各种可能情况下,A、B、C及弹簧组成系统的机械能范围.(提示:因A、B相遇时,B的速度不可预知,故粘住后A、B、C及弹簧组成系统的机械能有各种可能值)【解析】(1)滑块A沿传送带向上的运动的过程由动能定理有:-(mAgsinθ+μmAgcosθ)x=0-12mAvA2代入数据解得:x=1.5m(2)炸药爆炸过程,设B获得的速度为vB,对A、B系统由动量守恒有:–mAvA+mBvB=0解得:vB=3m/s在B、C相互作用的过程

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