15高考前四周物理高效专训：应用动力学​

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1、15高考前四周物理高效专训：应用动力学​　　【第二教育资源网www.02edu.com—高考物理试题】　　以下是小编为各位同学整理的，希望可以帮助到大家!　　专练17　应用动力学和能量观点分析力学综合问题　　　1．某同学玩“弹珠游戏”的装置如图1所示，S形管道BC由两个半径为R的14圆形管道拼接而成，管道内直径略大于小球直径，且远小于R，忽略一切摩擦，用质量为m的小球将弹簧压缩到A位置，由静止释放，小球到达管道C时对管道恰好无作用力．　　　　图1　　(1)求小球到达最高点C时的速度大小；　

2、　(2)求小球运动至h＝32R高度处对管道的作用力；　　(3)求小球从C处飞出后落地点到B点的距离．　　解析　(1)设小球运动至最高点C时的速度大小为vC，由牛顿第二定律得mg＝mv2CR，　　解得vC＝gR.　　(2)设小球运动至h＝32R高度处速度大小为v，由机械能守恒定律得mg•2R＋12mv2C＝mg•32R＋12mv2　　设在h＝32R高度处管道对小球的压力大小为FN，则　　mgsin30°＋FN＝mv2R　　联立解得FN＝32mg　　FN>0说明管道对小球的作用力沿半径指向圆心．　　由牛顿

3、第三定律知小球对管道的作用力沿半径背离圆心．　　(3)小球从C处飞出后做平抛运动，　　则2R＝12gt2，x＝vCt可得x＝2R.　　则小球落点距B点的距离为4R.　　答案　(1)gR　(2)32mg　沿半径背离圆心　(3)4R　　2．(2014•山东名校高考冲刺卷二)如图2所示，固定的粗糙弧形轨道下端B点水平，上端A与B点的高度差为h1＝0.3m，倾斜传送带与水平方向的夹角为θ＝37°，传送带的上端C点到B点的高度差为h2＝0.1125m(传送带传动轮的大小可忽略不计)．一质量为m＝1kg的滑块(可

4、看作质点)从轨道的A点由静止滑下，然后从B点抛出，恰好以平行于传送带的速度从C点落到传送带上，传送带逆时针传动，速度大小为v＝0.5m/s，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.8，且传送带足够长，滑块运动过程中空气阻力忽略不计，g＝10m/s2，试求：　　　　图2　　(1)滑块运动至C点时的速度vC大小；　　(2)滑块由A到B运动过程中克服摩擦力做的功Wf；　　(3)滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量Q.　　解析　(1)在C点，竖直分速度：vy＝2gh2＝1.5m/s　　vy＝vCsin37°

5、，解得vC＝2.5m/s　　(2)C点的水平分速度为：vx＝vB＝vCcos37°＝2m/s　　从A到B点的过程中，据动能定理得：　　mgh1－Wf＝12mv2B，所以Wf＝1J　　(3)滑块在传送带上运动时，根据牛顿第二定律得：μmgcos37°－mgsin37°＝ma　　解得a＝0.4m/s2　　达到共同速度的时间t＝v－vCa＝5s　　二者间的相对位移为Δx＝v＋vC2t－vt＝5m　　由于mgsin37°　　Q＝μmgcos37°•Δx＝32J　　答案　(1)2.5m/s　(2)1J　(3)3

6、2J　　3．如图3所示，在游乐节目中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到对面的高台上，一质量m＝60kg的选手脚穿轮滑鞋以v0＝7m/s的水平速度抓住竖直的绳开始摆动，选手可看作质点，绳子的悬挂点到选手的距离L＝6m．当绳摆到与竖直方向夹角θ＝37°时，选手放开绳子，不考虑空气阻力和绳的质量．取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：　　　　图3　　(1)选手放开绳子时的速度大小；　　(2)选手放开绳子后继续运动到最高点时，刚好可以站到水平传送带A点，传送带始终以v1

7、＝3m/s的速度匀速向左运动，传送带的另一端B点就是终点，且sAB＝3.75m．若选手在传送带上自由滑行，受到的摩擦阻力为自重的0.2倍，通过计算说明该选手是否能顺利冲过终点B，并求出选手在传送带上滑行过程中因摩擦而产生的热量Q.　　解析　(1)对选手从抓住绳子到放开绳子的整个过程，由机械能守恒得12mv20＝mgL(1－cos37°)＋12mv2　　解得：v＝5m/s.　　(2)设选手在放开绳子时，水平速度为vx，则　　vx＝vcos37°＝4m/s　　选手在最高点站到传送带上时有4m/s的向右的速

8、度，在传送带上做匀减速直线运动　　选手的加速度：a＝kmgm＝2m/s2　　以地面为参考系，设选手在传送带上向右运动了x后速度减为零，由运动学公式得－v2x＝－2ax，　　解得x＝4m>3.75m，所以选手可以顺利冲过终点　　设选手从A到B运动的时间为t，则　　sAB＝vxt－12at2　　得：t1＝1.5s，t2＝2.5s(舍去)　　在这段时间内传送带通过的位移为：　　x1＝v1t1＝4.5m　　摩擦力做功：WFf＝Q＝kmg(sAB＋x1)＝990J