2019版高考物理二轮复习专题二功和能动量和能量专题突破练7应用力学三大观点解决.docx.pdf
专题突破练 7 应用力学三大观点解决综合问题 （时间:45分钟 满分：100分） 计算题（本题共5个小题，共 100分） 1. （20分）（2018江苏南京调研）如图所示，半径何.45 m的光滑2圆弧轨道固定在竖直平而内， 为 轨道的最低点 ,$ 点右侧的光滑的水平面上紧挨3点有一静止的小平板车，平板车质量M=1 kg,长度 1二 m,小车的上表面与点等高, 距地面高度力2 mo质量 kg的物块（可视为质点）从圆弧最 高点/I由静止释放。g取10 m/s%试求： （1）物块滑到轨道上的点时对轨道的压力大小； （2）若锁定平板午并在上表面铺上一种特殊材料，其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化如图所 示， 求物块滑离平板车时的速率； （3）若解除平板车的锁定并撤去上表面铺的材料后, 物块与木板间的动摩擦因数u弍.2,物块仍从圆 弧最高点A由静止释放 , 求物块落地时距平板车右端的水平距离。 （20分）（2018四川雅安三诊）如图所示，半径R毛.0 m的光滑圆弧轨道固定在光滑的水平地血上， 其 末端水平。平板小车上固定一木块，紧靠在轨道的末端，木块上表面水平粗糙, 且与圆弧轨道末端等 高。木块的厚度力O. 45 m,木块最右端到小车最右端的水平距离x=0. 45 m,小车连同木块总质量0Z kgo 现使一个质量冃）.5 kg的小球从圆弧轨道上由静止释放，释放小球的位置和弧轨道的圆心之问的连 线与竖直方向的夹角为53°，小球从木块右端飞出后恰好击中小车的最右端。（g取10 m/s 2, sin 53° R. (2)求碰撞后瞬间外的速度大小及碰撞过程中产生的内能; (3)讨论斤在不同数值范围时，人碰撞后传送带对它们所做的功倂的表达式。 (20分)(2018四川绵阳二诊 ) 如图所示，一倾角为60°的光滑斜面固定于水平地面上,Q 为斜面顶 73 点,P为斜面上一点，同一竖直平面内有固定点0,0、P连线垂直于斜面,OP=1, P、0间距离x后。长 度为7的轻绳一端系于。点，另一端系质量为/ 的小球A,质量为休4刃的滑块在 - ?锁定装置作 用下静止于斜面上的 “点。现将/I球拉至与。点等高的水平位置，拉直轻绳，以竖直向下的初速度旳釋 放,A与发生碰撞前一瞬间，锁定装置解除,A.均视为质点，碰撞过程屮无能量损失, 重力加 速度 为g。 (1)求小球力通过最低点Q点时，绳对小球拉力的大小； 求小球力与滑块碰撞后瞬间，小球/! 和滑块的速度和 ; (3)若/ 、碰后，滑块能沿斜面上滑越过0点, 且小球力在运动过程中始终不脱离圆轨道, 求初速 度的取值范围。 (20分)(2018福建宁德期末 ) 如图所示，刖是半径为斤的光滑二绝缘圆轨道，在匚圆内有垂直纸面向外 的匀强磁场，磁感应强度大小为B。MN水平光滑且足够长 ,“ 下端与胚V相切于於点。质量为加的带 正电小球力静止在水平轨道上, 质量为2人电荷量为q的带正电小球日从 “点静止释放，在日球进入 水平轨道后，臼、方两小球间只有静电力作用，且臼、方两小球始终没有接触。带电小球均可视为点 电荷, 设小球离掰点足够远 , 重力加速度为g。求： (1)小球a刚到达点时速度大小及对轨道的压力大小； (2)日、夕两小球系统的电势能最大值氏； (3)$、方两小球最终的速度匕八的大小。 专题突破练7应用力学三大观点解决综合问题 计算题 ( 本题共5个小题，共100分) 1.答案(1)30 N (2)1 m/s (3)0.2 m 1 2 解析(1)物体从圆弧轨道顶端滑到点的过程屮，机械能守恒，则mgR尹* , 解得切弐m/s。在B vs 2 vs 2 点由牛顿笫二定律得 ,2 昭曲,解得尺二好切页弐0 N,即物块滑到轨道上点时对轨道的压力A -30 N,方向竖直向下。 以1啲+恣竹幻 (2)物块在小车上滑行时摩擦力做的功A21= J,从物体开始滑到滑离平板车 1 过程中由动能定理得 , $心= 勿/ ，解得m/so (3)当平板车不固定吋 , 对物块Eg毛m/s 2 对平板车 经过时间心物块滑离平板车，则 2 t 2 1 . 2 vBt- za 1 232 li -1 m 解得1=0. 5 s ( 另一解舍掉 ) 物体滑离平板车的速度 u物二vf-a t =2 m/s 此时平板车的速度 :v=d2t=l m/s 物块滑离平板车做平抛运动的时间 (2h t?= Q g 2 s 物块落地时距平板车右端的水平距离S=3物- 卩车)t2=0.2 01。 2.答案(1)9 N (2)2 m/s (3)2.75 J 解析(1)设小球到达轨道末端的速度为ro,由机械能守恒定律 1 2 77(1 -COS 53° ) - 2 mV° 解得0=4 m/s VQ 2 小球在轨道最低点Fmg=m R 解得F书N 由牛顿第三定律小球对轨道的压力F'g X (2)设小球运动到木块最右端的速度为旳，此时小车的速度为血， 由动量守恒定律得mv=mv -f-Mvi 小球离开木块最右端后做平抛运动，运动吋间为f 1 h= 2gt 2 解得t=0. 3 s 小球恰好击中小车的最右端vt-v2t=x 以上各式联解得 Vyl m/s v=0. 5 m/s 所以小球到达木块最右端的速度大小为2 m/s (3)由能量守恒定律得0?(1POS 53。)= 2+12 解得Q2 75 J 4 8k 3.答案(1)4 m/s审m/s 丙J (3)见解析 1 2 _1 j - 解析 设碰撞前 / 的速度为旳。由动能定理得一HnhgsWm” 2/zzo 2, 解得:7IW VO2 ' 2MP51 m/so 设碰撞后A.速度为宓且设向右为止方向，rh动量守恒定律得 / 必=伽地）卩2,解 F 4 得：V2= A+BVI=k+1 m/s 由系统能量转化L守恒可得 1 Q= 2mA 咗一空（加城） v22 解得:Q= 8k rH jc 如果外能从传送带右侧离开，必须满足：2（777| ） V22 P （伽伽）也解得: 斤 V02 = V C2 VC2 在C点, 对小球力 , 由牛顿第二定律有：7'- 驱 F T 解得：T%ng+m T （2）设小球弭在与碰撞前后的速度分别为旳、也碰撞后的速度为嗨则 1 9 1 9 如cos 60严2=严2 对于碰撞过程，取沿斜面向上为正方向，由动量守恒足律得mvy=mvA+Mvii 由机械能守恒定律 有： 111 刁尬叭 2 = -mvx2+_Afv52 解得：旳 =、巾1 + %2 vA=-帥+咛 萨帥+咛 讨论：滑块能沿斜面上滑越过Q点,则扌巾. 癒如in 60° 解得 :Q W 小球A不能做完整圆周运动，但不脱离圆轨道，即回到最右端位置时速度不能大于冬，则 1 2 2 4 W0cos 60° 解得：旳 w 利0 Mg 小球A能做完整圆周运动，即能够过最髙点, 设小球A恰能过最高点的速度为陽则 V2 2 mg=m T 小球A能过圆轨道的最高点的条件为： 尹吹 n 尹攻 2她/( 比os 60° ) 、両 解得：旳2 3 初速度的取值范围：沁二S'或冷 5. 答案屁 6/矽切尿顾 2 (2)3mgR (3)詁pR駅顾 解析(1)从戶到M洛伦兹力、弹力都不做功，只有重力做功 1 由动能定理有 :2mgR二2 (2/77) VM2 解得：妒U顾 由牛顿第二定律有： 2mv! -2/昭'-g vuB=R 解得：尺=mg+qBV 2gR 根据牛顿笫三定律得小球对轨道的压力为:& ' 毛mg+qB (2)两球速度相等时系统电势能最大，rh动量守恒定律有：2必=3/【/ 共 根据能量转化与守恒定律有： 1 ? 1 2 E= 2 (2/72) Vm 2(3/Z/) 共 2 解得: 鈿yngR (3)由动量守恒定律： 2mvu=2invn+invb 由能量转化与守恒定律有：心 2 詔(2刃) 山+ 2 解得：咕扌斫乙 ' 顾，沪幕二 ?莎 y/2R
