2019届高考物理二轮复习专项突破训练：动力学和能量观点的综合应用.docx

动力学和能量观点的综合应用1(多选)倾角为的三角形斜面体固定在水平面上，在斜面体的底端附近固定一挡板，一质量不计的弹簧下端固定在挡板上，其自然长度时弹簧的上端位于斜面体上的O点质量分别为4m、m的物块甲和乙用一质量不计的细绳连接，且跨过固定在斜面体顶端的光滑轻质定滑轮，如图1所示开始物块甲位于斜面体上的M处，且MOL，物块乙开始距离水平面足够高，现将物块甲和乙由静止释放，物块甲沿斜面下滑，当物块将弹簧压缩到N点时，物块的速度减为零，ON，已知物块甲与斜面体之间的动摩擦因数为，30，重力加速度取g10 m/s2，忽略空气的阻力，整个过程中细绳始终没有松弛，且乙未碰到滑轮，则下列说法正确的是()图1A物块甲由静止释放到斜面体上N点的过程，物块甲先做匀加速直线运动，紧接着做匀减速直线运动到速度减为零B物块甲在与弹簧接触前的加速度大小为0.5 m/s2C物块甲位于N点时，弹簧所储存的弹性势能的最大值为mgLD物块甲位于N点时，弹簧所储存的弹性势能的最大值为mgL2(多选)如图2甲所示，轻质弹簧的一端固定于倾角为30的斜面底端，另一端恰好位于斜面上的B点一质量为m2 kg的小滑块(可视为质点)从斜面上的A点由静止开始下滑，下滑过程中滑块下滑速度v的平方与其下滑距离x之间的关系如图乙所示，其中Oa段为直线，重力加速度g取10 m/s2，则()图2A滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25B弹簧的劲度系数为50 N/mC滑块运动到最低点C时，弹簧弹性势能大小为2.6 JD滑块从最低点C返回时，一定能到达B点3如图3所示，质量为m的小球套在半径为R的固定光滑圆环上，圆环的圆心为O，原长为0.8R的轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与圆环在同一竖直平面内，圆环上B点在O的正下方，当小球在A处受到沿圆环切线方向的恒力F作用时，恰好与圆环间无相互作用，且处于静止状态已知：R1.0 m，m1.0 kg，AOB37，弹簧处于弹性限度内，sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g10 m/s2.求：图3(1)该弹簧的劲度系数k；(2)撤去恒力，小球从A点沿圆环下滑到B点时的速度大小vB；(3)在(2)中，小球通过B点时，圆环对小球的作用力大小FNB .4雨滴在空中下落时，由于空气阻力的影响，最终会以恒定的速度匀速下降，我们把这个速度叫做收尾速度研究表明，在无风的天气条件下，空气对下落雨滴的阻力可由公式FfCSv2来计算，其中C为空气对雨滴的阻力系数(不同空间为不同常量)，为空气的密度(不同空间密度不同)，S为雨滴的有效横截面积(即垂直于速度方向的横截面积)已知雨滴下落空间范围内的空气密度为0，空气对雨滴的阻力系数为C0，雨滴下落时可视为球形，半径均为R，每个雨滴的质量均为m，且在到达地面前均已达到收尾速度，重力加速度为g.(1)求雨滴在无风的天气条件下沿竖直方向下落时收尾速度的大小；(2)若根据云层高度估测出雨滴在无风的天气条件下由静止开始竖直下落距地面的高度为h，求每个雨滴在竖直下落到地面过程中克服空气阻力所做的功5如图4所示，光滑水平轨道AB与光滑半圆形导轨BC在B点相切连接，半圆导轨半径为R，轨道AB、BC在同一竖直平面内一质量为m的物块在A处压缩弹簧，并由静止释放，物块恰好能通过半圆导轨的最高点C.已知物块在到达B点之前与弹簧已经分离，弹簧在弹性限度内，重力加速度为g.不计空气阻力，求：图4(1)物块由C点平抛出去后在水平轨道的落点与B点的距离；(2)物块在B点时对半圆轨道的压力大小；(3)物块在A点时弹簧的弹性势能6如图5所示，一质量m0.4 kg的滑块(可视为质点)静止于动摩擦因数0.1的水平轨道上的A点现对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为P10.0 W经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点以5 m/s的速度沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点D处装有压力传感器已知轨道AB的长度L2.0 m，半径OC和竖直方向的夹角37，圆弧形轨道的半径R0.5 m(空气阻力忽略不计，重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)，求：图5(1)滑块运动到D点时压力传感器的示数；(2)水平外力作用在滑块上的时间t.7如图6所示，倾角30的足够长光滑斜面底端A固定有挡板P，斜面上B点与A点的高度差为h.将质量为m、长度为L的木板置于斜面底端，质量也为m的小物块静止在木板上某处，整个系统处于静止状态已知木板与物块间的动摩擦因数，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.图6(1)若给木板和物块一沿斜面向上的初速度v0，木板上端恰能到达B点，求v0大小；(2)若对木板施加一沿斜面向上的拉力F0，物块相对木板刚好静止，求拉力F0的大小；(3)若对木板施加沿斜面向上的拉力F2mg，作用一段时间后撤去拉力，木板下端恰好能到达B点，物块始终未脱离木板，求拉力F做的功W.参考答案1.答案BD2.答案BC3.答案(1)40 N/m(2)2.0 m/s(3)6.0 N解析(1)小球在A处由平衡条件可知：沿半径方向：k(R0.8R)mgcos 得：k40 N/m(2)由A到B过程，由动能定理得：mgR(1cos )mvB20得：vB2.0 m/s(3)在B点由牛顿第二定律得，k(R0.8R)FNBmgm得：FNB6.0 N4.答案(1)(2)mg解析(1)设雨滴竖直下落的收尾速度大小为v雨滴达到收尾速度时开始匀速下落，则有：mgFf又因为FfC00Sv2C00R2v2解得：v(2)设雨滴在空中由静止沿竖直方向下落至地面的过程克服空气阻力所做的功为Wf，由动能定理：mghWfmv2解得：Wfmg5.答案(1)2R(2)6mg(3)mgR解析(1)因为物块恰好能通过C点，有：mgm物块由C点做平抛运动，有：xvCt,2Rgt2解得：x2R即物块在水平轨道的落点与B点的距离为2R.(2)物块由B到C过程中机械能守恒，有：mvB22mgRmvC2设物块在B点时受到轨道的支持力为FN，有：FNmgm，解得：FN6mg由牛顿第三定律可知，物块在B点时对半圆轨道的压力FNFN6mg.(3)由机械能守恒定律可知，物块在A点时弹簧的弹性势能为：Ep2mgRmvC2，解得EpmgR.6.答案(1)25.6 N(2)0.4 s解析(1)滑块由C点运动到D点的过程，由机械能守恒得：mvD2mvC2mgR(1cos 37)滑块在D点的速度vD3 m/s在D点对滑块受力分析，根据牛顿第二定律有：FNmgm滑块受到的支持力FNmgm25.6 N根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力FNFN25.6 N，方向竖直向下(2)滑块离开B点后做平抛运动，恰好在C点沿切线方向进入圆弧形轨道由几何关系可知，滑块运动到B点的速度为vBvCcos 374 m/s滑块由A点运动到B点的过程，根据动能定理有：PtmgLmv0解得：水平外力作用在滑块上的时间t0.4 s7.答案见解析解析(1)由动能定理得2mv022mg(hLsin )解得：v0(2)对木板与物块整体，由牛顿第二定律得F02mgsin 2ma0对物块，由牛顿第二定律得mgcos mgsin ma0解得：F0mg(3)设拉力F的作用时间为t1，再经时间t2物块与木板达到共速，再经时间t3木板下端到达B点，速度恰好减为零对木板由