2019届高三物理一轮复习课时规范练21力学三大观点的综合应用 Word版含解析

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1、课时规范练21　力学三大观点的综合应用　课时规范练第40页　能力提升组1、(2017·河南新乡模拟)如图所示，半径为R=1m的圆弧形轨道固定在水平轨道上，与圆弧形轨道相切的水平轨道上静置一小球B.小球A从圆弧形轨道上离水平轨道高度为h=0、8m处沿轨道下滑，与小球B发生碰撞并粘在一起.所有接触面均光滑，A、B两球的质量均为m=1kg，g取10m/s2.求:(1)小球A在弧形轨道最低点时对轨道的压力大小F;(2)小球A、B碰撞过程中损失的机械能ΔE.答案(1)26N　(2)4J解析(1)设小球A在圆弧形轨道最低点时的速度大小为v

2、，其在圆弧形轨道上下滑过程机械能守恒，mgh=mv2设小球A在圆弧形轨道最低点受到轨道的支持力大小为F'，由牛顿第二定律得F'-mg=由以上两式解得F'=26N由牛顿第三定律可知，F=F'=26N.(2)对小球A、B碰撞的过程，由动量守恒定律有mv=2mv'，其中由于A、B碰撞并粘在一起，对该过程，由能量守恒定律有ΔE=mv2-×2mv'2，解得ΔE=4J.2、如图甲所示，在倾角为37°的粗糙足够长的斜面的底端，一质量m=1kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧，滑块与弹簧不相连.t=0时释放物块，计算机通过传感器描绘出滑块的v-t

3、图象如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，在t1=0、1s时滑块已上滑x=0、2m的距离，g取10m/s2.(sin37°=0、6，cos37°=0、8)求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ的大小;(2)压缩弹簧时，弹簧具有的弹性势能Ep.答案(1)0、5　(2)4、0J解析(1)由题图可知0、1s物体离开弹簧向上做匀减速运动，加速度的大小a=m/s2=10m/s2.2019高三物理根据牛顿第二定律，有mgsin37°+μmgcos37°=ma解得μ=0、5.(2)由题中图线可知，t2=0、1s时的速度大小v=2、0m

4、/s，由功能关系可得Ep=mv2+mgxsin37°+μmgxcos37°代入数据得Ep=4、0J.〚导学号06400322〛3、(2017·四川广元二模)某校物理兴趣小组制作了一个游戏装置，其简化模型如图所示，在A点用一弹射装置可将静止的小滑块以v0水平速度弹射出去，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径R=0、3m的光滑竖直圆形轨道，运行一周后自B点向C点运动，C点右侧有一陷阱，C、D两点的竖直高度差h=0、2m，水平距离s=0、6m，水平轨道AB长为l1=1m，BC长为l2=2、6m，小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0、

5、5，重力加速度g取10m/s2.(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点，求小滑块在A点弹射出的速度大小.(2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出，求小滑块在A点弹射出的速度大小的范围.答案(1)5m/s　(2)5m/s≤vA≤6m/s和vA≥3m/s解析(1)小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v，由牛顿第二定律得mg=m从B到最高点小滑块机械能守恒，有=2mgR+mv2从A到B由动能定理得-μmgl1=由以上三式解得A点的速度v1=5m/s.(2)若小滑块刚好停在C处，从A到C由动能定理

6、得-μmg(l1+l2)=0-解得A点的速度为v2=6m/s，若小滑块停在BC段，应满足5m/s≤vA≤6m/s.若小滑块能通过C点并恰好越过陷阱，利用平抛运动，竖直方向h=gt2，水平方向s=vCt.从A到C由动能定理得-μmg(l1+l2)=解得v3=3m/s.2019高三物理所以初速度的范围为5m/s≤vA≤6m/s和vA≥3m/s.〚导学号06400323〛4、(2017·山东临沂莒南县月考)如图所示，一辆质量为m0=3kg的平板小车A停靠在竖直光滑墙壁处，地面水平且光滑，一质量为m=1kg的小铁块B(可视为质点)放在

7、平板小车A最右端，平板小车A上表面水平且与小铁块B之间的动摩擦因数μ=0、5，平板小车A的长度l=0、9m.现给小铁块B一个v0=5m/s的初速度使之向左运动，与竖直墙壁发生弹性碰撞后向右运动，求小铁块B在平板小车A上运动的整个过程中系统损失的机械能(重力加速度g取10m/s2).答案9J解析设小铁块B向左运动到达竖直墙壁时的速度为v1，根据动能定理得-μmgl=，解得v1=4m/s.假设发生弹性碰撞后小铁块B最终和平板小车A达到的共同速度为v2，根据动量守恒定律得mv1=(m0+m)v2，解得v2=1m/s.设小铁块B在平板

8、小车A上相对滑动的位移为x时与平板小车A达到共同速度v2，则根据功能关系得-μmgx=(m0+m)，解得x=1、2m.由于x>l，说明小铁块B在没有与平板小车A达到共同速度时就滑出平板小车A，所以小铁块B在平板小车上运动的整个过程中系统损失的机械能为ΔE=2μmgl=9J.5