通用版2019版高考物理二轮复习专题检测十应用“动力学观点”破解力学计算题含解析2.pdf
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1、应用“动力学观点”破解力学应用“动力学观点”破解力学 1如图甲所示,倾角30的光滑斜面固定在水平地面上,质量均为m的物块A和 物块B并排在斜面上,斜面底端固定着与斜面垂直的挡板P,轻弹簧一端固定在挡板上,另 一端与物块A连接,A、B处于静止状态,若A、B粘连在一起,用一沿斜面向上的力FT缓慢 拉B,当拉力FTmg时,A、B的位移为L;若A、B不粘连,用一沿斜面向上的恒力F作 1 4 用在B上,当A的位移为L时,A、B恰好分离,重力加速度为g,不计空气阻力。 (1)求弹簧的劲度系数和恒力F的大小; (2)请推导FT与A的位移l之间的函数关系,并在图乙中画出FTl图像,计算A缓慢 移动位移L的过程
2、中FT做功WFT的大小; (3)当A、B不粘连时,恒力F作用在B上,求A、B刚分离时速度的大小。 解析:(1)设弹簧的劲度系数为k,初始时A、B静止,弹簧的压缩量为x,根据平衡条 件可得 2mgsin kx 当A、B的位移为L时,沿斜面方向根据平衡条件可得FTk(xL)2mgsin 解得kmg 4L 当A、B恰好分离时二者之间的弹力为零,对A应用牛顿第二定律可得 k(xL)mgsin ma 对B应用牛顿第二定律可得Fmgsin ma 解得Fmg。 3 4 (2)当A的位移为l时,根据平衡条件有: FTk(xl)2mgsin 解得FTl mg 4L 画出FTl图像如图所示, A缓慢移动位移L,图
3、线与横坐标轴所围成的面积等于FT做功大 小,即WFTmgL。 1 8 (3)设A通过位移L的过程中弹力做功W,分别对两个过程应用动能定理可得: WFT2mgLsin W00 WF2mgLsin W 2mv20 1 2 又WFFL,解得v。 1 4 10gL 答案:(1) mg (2)FTl 见解析图 mgL (3) mg 4L 3 4 mg 4L 1 8 1 4 10gL 2 (2019 届高三天津五校联考)如图甲所示, 光滑平台右侧与一长为L2.5 m 的水平 木板相接,木板固定在地面上,现有一滑块以初速度v05 m/s 滑上木板,滑到木板右端时 恰好停止。现让木板右端抬高,如图乙所示,使木
4、板与水平地面的夹角37,让滑块 以相同的初速度滑上木板,不计滑块滑上木板时的能量损失,g10 m/s2,sin 370.6, cos 370.8。求: (1)滑块与木板之间的动摩擦因数; (2)滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间t。 解析:(1)设滑块质量为m,木板水平时滑块加速度大小为a,则对滑块有mgma 滑块滑到木板右端时恰好停止,有 0v022aL 解得 。 1 2 (2)当木板倾斜,设滑块上滑时的加速度大小为a1,最大距离为s,上滑的时间为t1, 有 mgsin mgcos ma1 0v022a1s 0v0a1t1 解得s m,t1 s 5 4 1 2 设滑块下滑时的加速度大
5、小为a2,下滑的时间为t2,有 mgsin mgcos ma2 sa2t22 1 2 解得t2 s 5 2 滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间 tt1t2 s。 1 5 2 答案:(1) (2) s 1 2 1 5 2 3(2018南昌模拟)在倾角37的粗糙斜面上有一质量m2 kg 的物块,物块受 如图 甲所示的水平恒力F的作用。t0 时刻物块以某一速度从斜面上A点沿斜面下滑,在t4 s 时滑到水平面上,此时撤去F,在这以后的一段时间内物块运动的速度随时间变化的关系 如图乙所示。已知A点到斜面底端的距离x18 m,物块与各接触面之间的动摩擦因数均相 同,不考虑转角处的机械能损失,g10
6、 m/s2,sin 370.6,cos 370.8。求: (1)物块在A点的速度大小; (2)水平恒力F的大小。 解析:(1)物块在斜面上做匀变速直线运动,则xt v0v 2 解得v05 m/s。 (2)由(1)知, 物块在斜面上做匀减速直线运动, 设物块在斜面上运动的加速度大小为a1, 方向沿斜面向上,则 xv0ta1t2 1 2 解得a10.25 m/s2 设物块与接触面间的动摩擦因数为,物块在水平面上运动时加速度大小为a2,有 mgma2 由题图乙中图线可知a22 m/s2 解得0.2 物块在斜面上运动时,设所受的摩擦力为Ff,则 Fcos mgsin Ffma1 FfFN FNmgco
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