《创新设计》2016年高考物理一轮复习教师word文档 随堂演练 2-5-5.doc

第 5 课时 (小专题)应用动力学观点和能量 观点突破力学压轴题 1.如图 5 所示，在游乐节目中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到对面的高台上。一质 量 m60 kg 的选手脚穿轮滑鞋以 v07 m/s 的水平速度抓住竖直的绳开始摆动，选手可 看作质点，绳子的悬挂点到选手的距离 l6 m。当绳摆到与竖直方向夹角 37时， 选手放开绳子，不考虑空气阻力和绳的质量。取重力加速度 g10 m/s2，sin 37 0.6，cos 370.8。求： 图 5 (1)选手放开绳子时的速度大小； (2)选手放开绳子后继续运动到最高点时，刚好可以站到水平传送带 A 点，传送带始终 以 v13 m/s 的速度匀速向左运动，传送带的另一端 B 点就是终点，且 sAB3.75 m。若 选手在传送带上自由滑行，受到的摩擦阻力为自重的 0.2 倍，通过计算说明该选手是否 能顺利冲过终点 B，并求出选手在传送带上滑行过程中因摩擦而产生的热量 Q。 解析 (1)对选手从抓住绳子到放开绳子的整个过程，由机械能守恒得 mv mgL(1 cos 37) mv2 12 20 12 解得 v5 m/s。 (2)设选手在放开绳子时，水平速度为 vx，则 vxvcos 374 m/s 选手在最高点站到传送带上时有 4 m/s 的向右的速度，在传送带上做匀减速直线运动。 选手的加速度大小为 a 2 m/s 2 kmgm 以地面为参考系，设选手在传送带上向右运动了 x 后速度减为零，由运动学公式得v 2ax，解得 x4 m3.75 m ，所以选手可以顺利冲过终点。2x 设选手从 A 到 B 运动的时间为 t，则 sABv xt at2 12 解得：t 11.5 s，t 22.5 s(舍去 ) 在这段时间内传送带通过的位移为：x 1v 1t14.5 m 摩擦力做功：W fQkmg (sABx 1)990 J。 答案 (1)5 m/s (2)990 J 2(2014福建卷，21)图 6 为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内， 表面粗糙的 AB 段轨道与四分之一光滑圆弧轨道 BC 在 B 点水平相切。点 A 距水面的高 度为 H，圆弧轨道 BC 的半径为 R，圆心 O 恰在水面。一质量为 m 的游客(视为质点)可 从轨道 AB 的任意位置滑下，不计空气阻力。 图 6 (1)若游客从 A 点由静止开始滑下，到 B 点时沿切线方向滑离轨道落在水面 D 点， OD2R，求游客滑到 B 点时的速度 vB大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功 Wf； (2)若游客从 AB 段某处滑下，恰好停在 B 点，又因受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑 到 P 点后滑离轨道，求 P 点离水面的高度 h.(提示：在圆周运动过程中任一点，质点所 受的向心力与其速率的关系为 F 向 m ) v2R 解析 (1)游客从 B 点做平抛运动，有： 2Rv Bt， R gt2 12 联立式解得：v B 2gR 从 A 到 B，根据动能定理，有 mg(H R)W f mv 0 12 2B 解得：W f(mgH2mgR ) (2)设 OP 与 OB 间夹角为 ，游客在 P 点时的速度为 vP，受支持力为 FN，从 B 到 P 由 机械能守恒可得： mg(RRcos ) mv 0 12 2P 过 P 点时，根据向心力公式，