2019届高考物理二轮复习 专题二 功和能 考点4 力学三大观点的应用限时集训

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1、考点四　力学三大观点的应用[限时45分钟；满分100分]1．(16分)(2018·济宁二模)如图2－4－9所示，长木板B的质量为m2＝1.0kg，静止放在粗糙的水平地面上，质量为m3＝1.0kg的物块C(可视为质点)放在长木板的最右端。一个质量为m1＝0.5kg的物块A由左侧向长木板运动。一段时间后物块A以v0＝6m/s的速度与长木板B发生弹性正碰(时间极短)，之后三者发生相对运动，整个过程物块C始终在长木板上。已知长木板与地面间的动摩擦因数为μ1＝0.1，物块C与长木板间的动摩擦因数μ2＝0.3，物块C与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10m/

2、s2，求：图2－4－9(1)碰后瞬间物块A和长木板B的速度；(2)长木板B的最小长度。解析　(1)A与B发生完全弹性碰撞，设碰撞后瞬间的速度分别为v1、v2，由动量守恒定律得：m1v0＝m1v1＋m2v2，由机械能守恒定律得：mv＝m1v＋m2v，联立解得：v1＝－2m/s，v2＝4m/s。(2)之后B减速运动，C加速运动，B、C达到共同－μ1(m2＋m3)g－μ2m3g＝m2a2速度之前，由牛顿运动定律对木板B有：对物块C有μ2m3g＝m3a3，设从碰撞后到两者达到共同速度经历的时间为t，v2＋a2t＝a3t，木板B的最小长度d＝v2t＋a2t2－a3t2

3、＝1m。答案　(1)－2m/s　4m/s　(2)1m2．(16分)如图2－4－10所示，半径R＝0.1m的竖直半圆形光滑轨道BC与水平面AB相切，AB距离x＝1m。质量m＝0.1kg的小滑块1放在半圆形轨道底端的B点，另一质量也为m＝0.1kg的小滑块2，从A点以v0＝2m/s的初速度在水平面上滑行，两滑块相碰，碰撞时间极短，碰后两滑块粘在一起滑上半圆形轨道。已知滑块2与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.2。取重力加速度g＝10m/s2。两滑块均可视为质点。求：图2－4－10(1)碰后瞬间两滑块共同的速度大小v；(2)两滑块在碰撞过程中损失的机械能ΔE；(3)在

4、C点轨道对两滑块的作用力F。解析　(1)滑块2从A运动到B，设滑块2在B点的速度为v1，由动能定理可得－μmgx＝mv－mv，解得v1＝6m/s；在B点，滑块2与滑块1发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得mv1＝2mv，解得v＝3m/s。(2)滑块2与滑块1在B点发生完全非弹性碰撞，由能量守恒得ΔE＝mv－·2m·v2，解得ΔE＝0.9J。(3)滑块2和滑块1作为一个整体一起沿着光滑的半圆形轨道从B点运动到C点做非匀速圆周运动，设到达C点的速度为v2，由动能定理得－2mg·2R＝·2m·v－·2m·v2，解得v2＝m/s；在C点，由圆周运动条件得F＋2mg＝

5、2m·，解得F＝8N。答案　(1)3m/s　(2)0.9J　(3)8N3．(20分)如图2－4－11所示，光滑水平台面MN上放两个相同小物块A、B，右端N处与水平传送带理想连接，传送带水平部分长度L＝8m，沿逆时针方向以恒定速度v0＝2m/s匀速转动。物块A、B(大小不计，视作质点)与传送带间的动摩擦因数均为μ＝0.2，物块A、B质量均为m＝1kg。开始时A、B静止，A、B间压缩一轻质短弹簧。现解除锁定，弹簧弹开A、B，弹开后B滑上传送带，A掉落到地面上的Q点，已知水平台面高h＝0.8m，Q点与水平台面右端间的距离s＝1.6m，g取10m/s2。图2－4－1

6、1(1)求物块A脱离弹簧时速度的大小；(2)求弹簧储存的弹性势能；(3)求物块B在水平传送带上运动的时间。解析　(1)A做平抛运动，竖直方向：h＝gt2水平方向：s＝vAt代入数据联立解得：vA＝4m/s(2)解锁过程系统动量守恒，规定A的速度方向为正方向，有：mvA－mvB＝0由能量守恒定律：Ep＝mv＋mv由能量守恒定律：代入数据解得：Ep＝16J(3)B作匀变速运动，由牛顿第二定律有：μmg＝ma解得：a＝μg＝0.2×10m/s2＝2m/s2B向右匀减速至速度为零，由v＝2asB，解得：sB＝4m＜L＝8m，所以B最终回到水平台面。设B向右匀减速的时

7、间为t1，vB＝at1设B向左加速至与传送带共速的时间为t2，v0＝at2由v＝2as2，共速后做匀速运动的时间为t3，有：sB－s2＝v0t3代入数据解得总时间：t＝t1＋t2＋t3＝4.5s。答案　(1)4m/s　(2)16J　(3)4.5s4．(24分)(2018·怀化三模)如图2－4－12所示，光滑管状轨道ABC由直轨道AB和圆弧轨道BC组成，二者在B处相切并平滑连接，O为圆心，O、A在同一条水平线上，OC竖直，一直径略小于圆管直径的质量为m的小球，用细线穿过管道与质量为M的物块连接，将小球由A点静止释放，当小球运动到B处时细线断裂，小球继续运动。已

8、知弧形轨道的半径为R＝m，所对应的圆心角为53°，s