高考物理一轮复习 第五章 机械能 第五讲 动力学观点和能量观点解决力学综合问题课时作业.doc

第五讲 动力学观点和能量观点解决力学综合问题 a组基础题一、单项选择题1(2017大庆模拟)如图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v向右匀速运动，现将质量为m的物体竖直向下轻轻地放置在木板上的右端，已知物体m和木板之间的动摩擦因数为.为保持木板的速度不变，从物体m放到木板上到它相对木板静止的过程中，须对木板施加一水平向右的作用力f，那么力f对木板做功的数值为()a.mv2b.mv2cmv2 d2mv2解析：由能量转化和守恒定律可知，拉力f对木板所做的功w一部分转化为物体m的动能，一部分转化为系统内能，故wmv2mgs相对，s相对vtt，vgt，以上三式联立可得wmv2，故c正确答案：c2(2017江西九江模拟)将一长木板静止放在光滑的水平面上，如图甲所示，一个小铅块(可视为质点)以水平初速度v0由木板左端向右滑动，到达右端时恰能与木板保持相对静止现将木板分成a和b两段，使b的长度和质量均为a的2倍，并紧挨着放在原水平面上，让小铅块仍以初速度v0由木板a的左端开始向右滑动，如图乙所示若小铅块相对滑动过程中所受的摩擦力始终不变，则下列有关说法正确的是()a小铅块将从木板b的右端飞离木板b小铅块滑到木板b的右端前就与木板b保持相对静止c甲、乙两图所示的过程中产生的热量相等d图甲所示的过程产生的热量小于图乙所示的过程产生的热量解析：图甲所示运动过程中小铅块与木板之间的摩擦力使整个木板一直加速，图乙所示过程中小铅块先使整个木板加速，运动到b部分上后a部分停止加速，只有b部分加速，加速度大于图甲所示过程，故图乙所示过程中小铅块与b木板将更早达到速度相等，所以小铅块还没有运动到b的右端，两者速度就已经相同，选项a错误，b正确；根据摩擦力乘相对路程等于产生的热量，图甲中相对路程大于图乙中的相对路程，则图甲所示的过程产生的热量大于图乙所示的过程产生的热量，选项c、d错误答案：b二、多项选择题3.如图所示，倾斜传送带沿逆时针方向匀速转动，在传送带的a端无初速度放置一物块选择b端所在的水平面为参考平面，物块从a端运动到b端的过程中，其机械能e与位移x的关系图象可能正确的是()解析：选择b端所在的水平面为参考平面，可知初始状态下物块的机械能不为0，a错误由于物块初速度为0，在物块速度达到与传送带速度相等之前，物块相对传送带向上运动，受到向下的摩擦力，除重力外只有此摩擦力对物块做正功，其机械能增大若传送带不是足够长时，物块速度与传送带达到共速前已到b端，则对应于图象b，否则达到共速后物块所受摩擦力方向突变为向上，摩擦力开始对物块做负功，物块的机械能开始减少，故c错误，b、d正确答案：bd4.(2017宁波效实中学模拟)如图所示是滑沙场地的一段，可视为倾角为30的斜面，设参加活动的人和滑车总质量为m，滑沙人从距底端高为h处的顶端a沿滑道由静止开始匀加速下滑，加速度为0.4g，人和滑车可视为质点，则从顶端向下滑到底端b的过程中，下列说法正确的是()a人和滑车减少的重力势能全部转化为动能b人和滑车获得的动能为0.8mghc整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2mghd人和滑车克服摩擦力做功为0.6mgh解析：加速度大小为0.4g，设受到的摩擦力是ff，则沿斜面的方向：mamgsin 30ff所以ff0.1mg.由以上的分析可知，人和滑车下滑的过程中受到摩擦力的作用，人和滑车减少的重力势能转化为动能和内能，故a错误；人和滑车下滑的过程中重力和摩擦力做功，获得的动能为ek(mgsin 30ff)0.8mgh，故b正确；整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为emghekmgh0.8mgh0.2mgh，故c正确；整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2mgh，所以人和滑车克服摩擦力做功为0.2mgh，故d错误答案：bc三、非选择题5.如图所示，质量为m的长木块a静止于光滑水平面上，在其水平的上表面左端放一质量为m的滑块b，已知木块长为l，它与滑块之间的动摩擦因数为.现用水平向右的恒力f拉滑块b.(1)当长木块a的位移为多少时，b从a的右端滑出？(2)求上述过程中滑块与木块之间产生的内能解析：(1)设b从a的右端滑出时，a的位移为x，a、b的速度分别为va、vb，由动能定理得mgxmva2(fmg)(xl)mvb2又因为vaaatgtvbabtt，解得x.(2)由功能关系知，拉力f做的功等于a、b动能的增加量和a、b间产生的内能，即有f(xl)mva2mvb2q解得qmgl.答案：(1)(2)mgl6.如图所示，一粗糙斜面ab与光滑圆弧轨道bcd相切，c为圆弧轨道的最低点，圆弧bc所对圆心角37.已知圆弧轨道半径为r0.5 m，斜面ab的长度为l2.875 m质量为m1 kg的小物块(可视为质点)从斜面顶端a点处由静止开始沿斜面下滑，从b点进入圆弧轨道运动恰能通过最高点d.sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g10 m/s2.求：(1)物块经过c点时对圆弧轨道的压力大小fc；(2)物块与斜面间的动摩擦因数.解析：(1)由题意知小物块沿光滑轨道从c到d且恰能通过最高点，由牛顿第二定律有：mg从d到c由动能定理可得mg2rmvd2mvc2由牛顿第二定律可知fcmgm由牛顿第三定律可知fcfc联解并代入数据得：fc60 n(2)对小物块从a经b到c过程，由动能定理有：mglsin r(1cos )mgcos lmvc20联解并代入数据得：0.25答案：(1)60 n(2)0.25b组能力题非选择题7.(2017成都七中诊测)如图所示，质量分别为m、2m的物体a、b通过轻绳和不计摩擦的定滑轮相连，均处于静止状态a与水平面上固定的劲度系数为k的轻质弹簧相连，q点有一挡板，若有物体与其垂直相碰会以原速率弹回，现剪断a、b之间的绳子，a开始上下往复运动，b下落至p点后，在p点有一个特殊的装置使b以落至p点前瞬间的速率水平向右运动，当b静止时，a恰好首次到达最低点，已知pq长s0，重力加速度为g，b距p点高h，且仅经过p点一次，b与水平面间的动摩擦因数为，a、b均可看作质点，弹簧在弹性限度范围内，试求：(1)物体a的最大速度；(2)物体b停止的位置与p点的距离解析：(1)绳剪断前，系统静止，设弹簧伸长量为x1，对a有kx1mgt，对b有t2mg，则kx1mg，x1.绳剪断后，a所受合外力为零时，速度最大，设弹簧压缩量为x2，对a有kx2mg，x2，由于x1x2，两个状态的弹性势能相等，则两个状态的动能和重力势能之和相等，mg(x1x2)mv2，解得v2g.(2)对b，整个运动过程由动能定理得2mgh2mgs路0，解得b在水平面上滑行的路程s路.讨论：若b未到达挡板q就在pq上停止，则物块b停止的位置与p相距ds路；若b与挡板q碰撞后，在pq上运动到停止，则物块b停止的位置与p相距d2s0s路2s0.答案：(1)2g(2)或2s08.(2017江苏泰州中学期中)如图所示，传送带ab总长为l10 m，与一个半径为r0.4 m的光滑四分之一圆轨道bc相切于b点，传送带速度恒为v6 m/s，方向向右，现有一个滑块以一定初速度从a点水平滑上传送带，滑块质量为m10 kg，滑块与传送带间的动摩擦因数为0.1，已知滑块运动到b端时，刚好与传送带同速，求：(1)滑块的初速度；(2)滑块能上升的最大高度；(3)求滑块第二次在传送带上滑行时，滑块和传送带系统产生的内能解析：(1)以滑块为研究对象，滑块在传送带上运动过程中，当滑块初速度大于传送带速度时，有mglmv2mv02，解得v02 m/s；当滑块初速度小于传送带速度时，有mglmv2mv02，解得v04 m/s.(2)由动能定理可得mgh0mv2，解得h1.8 m.(3)以滑块为研究对象，由牛顿第二定律得mgma，滑块的加速度a1 m/s2，滑块减速到零的位移s18 m10 m，则滑块第二次在