2020年高考物理考点练习6.25 与功能相关的极值问题(解析版).doc
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1、2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第六部分 机械能专题6.25与功能相关的极值问题一选择题1.如图所示,光滑水平面上放着足够长的木板B,木板B上放着木块A,A、B接触面粗糙现用一水平拉力F作用在B上,使其由静止开始运动,用f1代表B对A的摩擦力,f2代表A对B的摩擦力,下列说法正确的有()AF做的功一定等于A、B系统动能的增加量BF做的功一定小于A、B系统动能的增加量Cf1对A做的功等于A动能的增加量Df2对B做的功等于B动能的增加量【参考答案】C【名师解析】对整体分析可知,F做功转化为转化为两个物体的动能及系统的内能;故F做的功一定大于AB系统动能的增加量;故AB错误;由动能定理
2、可知,f1对A做的功等于A动能的增加量;故C正确;f2对B做负功,由拉力做功的总功等于B动能的增加量;故D错误;2. 如图,木块A放在木板B的左端,A、B间接触面粗糙,用恒力F将木块A拉到木板B的右端第一次将B固定在水平地面上,第二次将B放在光滑水平地面上,则前后两个过程中相同的量是()A物块A运动的加速度B物块A的运动时间C力F对物块A做的功D系统产生的摩擦热【参考答案】AD【名师解析】不管木板B是否固定,木块A受到重力、支持力、拉力F和滑动摩擦力f,根据牛顿第二定律有F-f=ma,因f=mg,可解得a=F/m-g,因此两种情况下的加速度相同,故选项A正确当木板固定时由L=at12,解得t=
3、。当木板放在光滑的水平地面上时,由于A对B摩擦力作用,木板B将向右加速滑动,此时木块A滑动B右端时,A对地面的位移x=L+s,其中s是木板发生的位移,由x=at22,解得t2=。故两种情况下木块A的运动时间不同选项B错误。根据W=Fx知,由于两种情况下木块A位移不同,故做的功不同,选项C错误根据“摩擦生热”公式Q=fL可知,两种情况下滑动摩擦力f相同,相对位移相同,所以系统产生的热量相同,故D正确二计算题1. (16分)(2019南京三模)如图所示,桌子靠墙固定放置,用一块长L11.0 m的木板在墙和桌面间架设斜面,桌面距地面H0.8 m,桌面总长L21.5 m,斜面与水平桌面的倾角可在060
4、间调节后固定,将质量m0.2 kg的小物块(可视为质点)从斜面顶端静止释放,物块与斜面间的动摩擦因数10.05,物块与桌面间的动摩擦因数2未知,忽略物块在斜面与桌面交接处的机械能损失,不计空气阻力(重力加速度取g10 m/s2;最大静摩擦力等于滑动摩擦力;取sin 370.6,cos 370.8)(1) 求当30时,物块在斜面上下滑的加速度的大小;(可以用根号表示)(2) 当增大到37时,物块恰能停在桌面边缘,求物块与桌面间的动摩擦因数2;(3) 2取第(2)问中的数值,当角为多大时物块落地点与墙面的距离最大,最大距离xm是多少【解析】(16分)解:(1) mgsin 1mgcos ma(2分
5、)代入数据得a50.25(m/s2)(3分)(2) 由动能定理得mgL1sin 1mgL1cos 2mg(L2L1cos )00(2分)代入数据得20.8(3分)(3) mgL1sin 1mgL1cos 2mg(L2L1cos )mv2(1分)得20(sin 1.2cos )v2(1分)当53时vmax1 m/s(2分)由于Hgt2解得t0.4 s(1分)x1vt0.4 m(1分)xmx1L21.9 m(1分)2.(25分)(2018西昌模拟)如图所示,足够长的斜面与水平面夹角为37,斜面上有一质量M=3 kg的长木板,斜面底端挡板高度与木板厚度相同。m=1 kg的小物块从空中某点以v0=3
6、m/s水平抛出,抛出同时木板由静止释放,小物块下降h=0.8 m掉在木板前端,碰撞时间极短可忽略不计,碰后瞬间物块垂直斜面分速度立即变为零。碰后两者向下运动,小物块恰好在木板与挡板碰撞时在挡板处离开木板。已知木板与斜面间动摩擦因数=0.5,木板上表面光滑,木板与挡板每次碰撞均无能量损失,g取10 m/s2,求:(1)碰前瞬间小物块速度大小和方向。(2)木板至少多长小物块才没有从木板后端离开木板。(3)木板从开始运动到最后停在斜面底端的整个过程中通过路程多大。【参考答案】(1)5 m/s方向与斜面垂直(2)0.06 m(3)0.555 m【名师解析】(1)小物块平抛,由动能定理得:mgh=m-m
7、代入数据解得:vt=5 m/ssin=解得:=37,即速度方向与斜面垂直(2)小物块平抛,则:h=g木板下滑,由牛顿第二定律得:Mgsin-Mgcos=Mav=at1解得:a=2 m/s2,t1=0.4 s,v=0.8 m/s小物块掉到木板上后速度变为0,然后向下运动,直到与木板速度相同过程:小物块:mgsin=ma1木板:Mgsin-(M+m)gcos=Ma2速度相同时:a1t=v+a2t解得:a1=6 m/s2,a2= m/s2,t=0.15 sLmin=vt+a2t2-a1t2=0.06 m(3)小物块平抛过程木板下移:x1=vt1=0.16 m两者相碰到小物块离开:x2=a1=vt2+
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