【创新设计】（江苏专用）高考物理二轮复习 精选题组专练17 应用动力学和能量观点分析力学综合问题（含解析）.doc

专练17应用动力学和能量观点分析力学综合问题1某同学玩“弹珠游戏”的装置如图1所示，s形管道bc由两个半径为r的圆形管道拼接而成，管道内直径略大于小球直径，且远小于r，忽略一切摩擦，用质量为m的小球将弹簧压缩到a位置，由静止释放，小球到达管道c时对管道恰好无作用力图1(1)求小球到达最高点c时的速度大小；(2)求小球运动至hr高度处对管道的作用力；(3)求小球从c处飞出后落地点到b点的距离解析(1)设小球运动至最高点c时的速度大小为vc，由牛顿第二定律得mgm，解得vc(2)设小球运动至hr高度处速度大小为v，由机械能守恒定律得mg2rmvmgrmv2设在hr高度处管道对小球的压力大小为fn，则mgsin 30fnm联立解得fnmgfn0说明管道对小球的作用力沿半径指向圆心(3)小球从c处飞出后做平抛运动，则2rgt2，xvct可得x2r.则小球落点距b点的距离为4r.答案(1)(2)mg沿半径指向圆心(3)4r2(2014山东名校高考冲刺卷二)如图2所示，固定的粗糙弧形轨道下端b点水平，上端a与b点的高度差为h10.3 m，倾斜传送带与水平方向的夹角为37，传送带的上端c点到b点的高度差为h20.112 5m(传送带传动轮的大小可忽略不计)一质量为m1 kg的滑块(可看作质点)从轨道的a点由静止滑下，然后从b点抛出，恰好以平行于传送带的速度从c点落到传送带上，传送带逆时针传动，速度大小为v0.5 m/s，滑块与传送带间的动摩擦因数为0.8，且传送带足够长，滑块运动过程中空气阻力忽略不计，g10 m/s2，试求：图2 (1)滑块运动至c点时的速度vc大小；(2)滑块由a到b运动过程中克服摩擦力做的功wf；(3)滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量q.解析(1)在c点，竖直分速度：vy1.5 m/svyvcsin 37，所以vc2.5 m/s(2)c点的水平分速度为：vxvbvccos 372 m/s从a到b点的过程中，据动能定理得：mgh1wfmv，所以wf1 j(3)滑块在传送带上运动时，根据牛顿第二定律得：mgcos 37mgsin 37ma解得a0.4 m/s2达到共同速度的时间t5 s二者间的相对位移为xtvt5 m由于mgsin 373.75 m，所以选手可以顺利冲过终点设选手从a到b运动的时间为t，则sabvxtat2得：t11.5 s，t22.5 s(舍去)在这段时间内传送带通过的位移为：x1v1t14.5 m摩擦力做功：wffqkmg(sabx1)990 j.答案(1)5 m/s(2)能990 j4如图4，p是倾角为30的光滑固定斜面劲度系数为k的轻弹簧一端固定在斜面底端的固定挡板c上，另一端与质量为m的物块a相连接细绳的一端系在物体a上，细绳跨过不计质量和摩擦的定滑轮，另一端有一个不计质量的小挂钩小挂钩不挂任何物体时，物体a处于静止状态，细绳与斜面平行在小挂钩上轻轻挂上一个质量也为m的物块b后，物体a沿斜面向上运动斜面足够长，运动过程中b始终未接触地面图4(1)求物块a刚开始运动时的加速度大小a；(2)设物块a沿斜面上升通过q点位置时速度最大，求q点到出发点的距离x0及最大速度vm；(3)把物块b的质量变为nm(n0.5)，小明同学认为，只要n足够大，就可以使物块a沿斜面上滑到q点时的速度增大到2vm，你认为是否正确？如果正确，请说明理由，如果不正确，请求出a沿斜面上升到q点位置时的速度的范围解析(1)设绳的拉力大小为t，分别以a、b为对象用牛顿第二定律，有tmamgtma，则a(2)a加速上升阶段，弹簧恢复原长前对a用牛顿第二定律有tkxmgsin 30ma，对b由牛顿第二定律有mgtma，解得mgsin 30kx2ma，上升过程x减小，a减小，v增大；弹簧变为伸长后同理得mgsin 30kx2ma，上升过程x增大，a减小，v继续增大；可见，当kx时a0，速度达到最大即q点速度最大，对应的弹力大小恰好是，弹性势能和初始状态相同故a上升到q点过程，a、b的位移大小都是x0该过程对a、b和弹簧系统用机械能守恒定律有mgx0mgx0sin 2mv可得vm(3)不正确nmgx0mgx0sin (nmm)v2v，x0，当n时，0v2vm答案见解析方法技巧(1)多过程问题实际是多种运