2020版高考物理新优选大一轮人教通用版考点规范练:21 力学三大观点的综合应用 Word版含解析.pdf
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1、考点规范练考点规范练 21 力学三大观点的综合应用力学三大观点的综合应用 考点规范练第考点规范练第 40 页页 1.(2018河南南阳一中模拟)如图所示,一质量为 m=1 kg、长为 l=1 m的直棒上附有倒刺,物体顺着直 棒倒刺下滑,所受阻力为物体重力的 ,逆倒刺而上时,将立即被倒刺卡住。现该直棒竖直静止在地面 1 5 上,一弹性环自直棒的顶端由静止开始下滑,设弹性环与地面碰撞过程不损失机械能,弹性环的质量 m 环=3 kg,重力加速度 g 取 10 m/s2,求直棒在之后的运动过程中底部离开地面的最大高度。 答案 0.45 m 解析设弹性环下落到地面时,速度大小为 v1,由动能定理得 m环
2、gl-Ffl= m环,且有 Ff= m环g,解得 v1=4 m/s, 1 2 12 1 5 弹性环反弹后被直棒倒刺卡住,与直棒速度相同,设为 v2,由动量守恒定律得 m环v1=(m环+m)v2,解 得 v2=3 m/s, 故直棒能上升的最大高度为 H=0.45 m。 22 2 2. 在光滑水平桌面上 O 处固定一个弹性挡板,P 处静止一质量为 2 kg 的质点 C,OP 的距离等于 PQ 的距 离,两个可视为质点的小物块 A、B 间夹有炸药,一起以 v0=5 m/s 的速度向右做匀速运动,到 P处与质 点 C碰前引爆炸药,小物块 A、B 瞬间被炸开且在一条直线上运动,当 B 与 C发生碰撞时瞬
3、间粘到一 块,已知 A 的质量为 1 kg,B 的质量为 2 kg,若要 BC到达 Q 之前不再与 A 发生碰撞,则小物块 A、B 间 炸药释放的能量应在什么范围内?(假设爆炸释放的能量全部转化为物块的动能) 答案 31 875 J 解析引爆炸药前后,由动量守恒定律可得(mA+mB)v0=mAvA+mBvB,设火药爆炸释放出来的能量为 E,由 能量守恒定律可得 mAmB(mA+mB)=E。B、C 碰撞前后,由动量守恒定律得 1 2 2+ 1 2 2 1 2 02 mBvB=(mC+mB)v共,根据题意可知,若炸开后,物块 A 仍向右运动,根据题意有 vAv共,可得 Emin=3 J;若 炸开后
4、,A 向左运动,根据题意有-vA3v共,可得 Emax=1 875 J。 3.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 滑块以水平速度 v0弹射出去,沿水平直线轨道运动到 B 点后,进入半径 R=0.3 m 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=0.2 m,水平距离 s=0.6 m,水平轨道 AB 长为 l1=1 m,BC 长为 l2=2.6 m,小滑块与水平轨道间的动摩擦因数 =0.5,重力加速度 g取 10 m/s2。 (1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点,求小滑块在 A
5、 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)5 m/s (2)5 m/svA6 m/s 和 vA3 m/s 5 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 2 从 B 到最高点小滑块机械能守恒,有 =2mgR+ mv2 1 2 m 2 1 2 从 A 到 B 由动能定理得 -mgl1= 1 2 m 2 1 2 m 12 由以上三式解得 A 点的速度 v1=5 m/s。 (2)若小滑块刚好停在 C 处,从 A 到 C 由动能定理得 -mg(l1+
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