2020版高考物理一轮总复习第六章第5课时动力学和能量观点解决力学综合问题能力课时限时规范训练含解析新人教版.doc
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1、动力学和能量观点解决力学综合问题基础巩固题组(20分钟,50分)1(2019安庆模拟)如图所示,一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v向右匀速运动,现将质量为m的物体轻轻地放置在木板上的右端,已知物体m和木板之间的动摩擦因数为,为保持木板的速度不变,从物体m放到木板上到它相对木板静止的过程中,须对木板施一水平向右的作用力F,那么力F对木板做功的数值为()A.BCmv2 D2mv2解析:选C.由能量转化和守恒定律可知,力F对木板所做的功W一部分转化为物体m的动能,一部分转化为系统内能,故Wmv2mgx相,x相vtt,ag,vat即vgt,联立以上各式可得:Wmv2,故选项C正确2如图所示,足够长
2、的传送带以恒定速率顺时针运行将一个物体轻轻放在传送带底端,第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度,第二阶段与传送带相对静止,匀速运动到达传送带顶端下列说法中正确的是()A第一阶段摩擦力对物体做正功,第二阶段摩擦力对物体不做功B第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体重力势能的变化C第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量D物体从底端到顶端全过程机械能的增加量等于全过程摩擦力对物体所做的功解析:选D.物体受重力、支持力和摩擦力,摩擦力一直沿斜面向上,第一阶段滑动摩擦力对物体做正功,第二阶段静摩擦力对物体做正功,故A错误;假定传送带速度为v,第一阶段,物体匀加速位移x1t
3、,传送带位移x2vt,除重力外其余力做的功等于机械能的变化量,故物体机械能增加量等于Ffx1,由功能关系得内能增加量为QFfxFf(x2x1),故第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加量,大于重力势能的增加量,故B错误;根据动能定理,第一阶段合力做的功等于动能的增加量,由于重力和摩擦力都做功,故第一阶段摩擦力对物体做的功不等于第一阶段物体动能的增加量,故C错误;由功能关系物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程摩擦力对物体所做的功,故D正确3质量为5 kg的物块自倾角为37的传送带上由静止下滑,物块经过水平地面CD后进入光滑半圆弧轨道DE,传送带向下匀速转动,其速度v
4、10 m/s,传送带与水平地面之间光滑连接(光滑圆弧BC长度可忽略),传送带AB长度为16 m,水平地面CD长度为6.3 m,物块与水平地面、传送带间的动摩擦因数均为0.5,圆弧DE的半径R1.125 m(sin 370.6,cos 370.8,g10 m/s2)(1)求物块在传送带上运动的时间t;(2)求物块到达D点时的速度;(3)物块能否到达E点,若能,求通过E点后物块落地点距离D点的距离解析:(1)刚开始时,对物块受力分析可知mgsin 37mgcos 37ma1解得a110 m/s2物块与传送带达到共同速度时va1t1,解得t11 s物块的位移xa1t5 m此后对物块受力分析可知mgs
5、in 37mgcos 37ma2解得a22 m/s2物块在传送带上的第二段运动:LABxvt2a2t解得t21 s物块在传送带上运动的时间tt1t22 s.(2)物块到达传送带底端的末速度v2va2t212 m/s对物块在CD部分的运动,由动能定理可得mgLCDmvmv解得v39 m/s.(3)若物块能到达E点,则由动能定理得mg2Rmvmv解得v46 m/s物块恰能过最高点的速度v53.35 m/s显然v5v4,故物块可以通过最高点,经过最高点后物块做平抛运动xv4t32Rgt解得x m.答案:(1)2 s(2)9 m/s(3)见解析4(2019临沂模拟)某电视台“快乐向前冲”节目中的场地设
6、施如图所示,AB为水平直轨道,上面安装有电动悬挂器,可以载人运动,水面上漂浮着一个半径为R,角速度为,铺有海绵垫的转盘,转盘的轴心离平台的水平距离为L,平台边缘与转盘平面的高度差为H.选手抓住悬挂器,可以在电动机带动下,从A点下方的平台边缘处沿水平方向做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动选手必须在合适的位置放手,才能顺利落在转盘上设人的质量为m(不计身高大小),人与转盘间的最大静摩擦力为mg,重力加速度为g.(1)假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零,为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘,转盘的角速度应限制在什么范围?(2)若已知H5 m,L8 m,a2 m/s2,g10 m/s2
7、,且选手从某处C点放手能恰好落到转盘的圆心上,则他是从平台出发后多长时间放手的?(3)若电动悬挂器开动后,针对不同选手的动力与该选手重力关系皆为F0.6mg,悬挂器在轨道上运动时存在恒定的摩擦阻力,选手在运动到(2)中所述位置C点时,因恐惧没有放手,但立即关闭了它的电动机,则按照(2)中数据计算,悬挂器载着选手还能继续向右滑行多远?解析:(1)设人落在转盘边缘也不至被甩下,由最大静摩擦力提供向心力,则有mgm2R即转盘转动角速度应满足 .(2)设水平加速段位移为x1,时间为t1;平抛时水平位移为x2,时间为t2,则加速时有x1atvat1平抛运动阶段:x2vt2Hgt全程水平方向:x1x2L解
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