【创新设计】（浙江专用）高考物理三轮考前通关 终极猜想17 力学综合(二)(1).doc

终极猜想十七力学综合(二)(本卷共4小题，满分58分建议时间：45分钟 )1(13分)酒后驾车严重威胁交通安全其主要原因是饮酒后会使人的反应时间(从发现情况到实施操作制动的时间)变长，造成反制距离(从发现情况到汽车停止的距离)变长，假定汽车以108 km/h的速度匀速行驶，刹车时汽车的加速度大小为8 m/s2，正常人的反应时间为0.5 s，饮酒人的反应时间为1.5 s，试问：(1)驾驶员饮酒后的反制距离比正常时多几米？(2)饮酒的驾驶员从发现情况至汽车停止需多少时间？滑行了多远？解析(1)汽车匀速行驶：v108 km/h30 m/s正常情况与饮酒后，从刹车到车停止这段的运动是一样的，设反应时间分别为t1、t2，饮酒后的刹车距离比正常时多s，则：sv(t2t1)(2分)代入数据得s30 m(1分)(2)从滑行情况至实施操作，滑行距离s2vt2，解得s145 m(2分)饮酒的驾驶员从实施操作制动到汽车停止所用时间：t3，解得t33.75 s(2分)滑行距离s2，解得s256.25 m(2分)所以饮酒的驾驶员从发现情况到汽车停止需时间：tt2t3解得t5.25 s(2分)共滑行了距离ss1s2，解得s101.25 m(2分)答案(1)30 m(2)5.25 s101.25 m2(13分)如图1所示，木板与水平地面间的夹角可以随意改变，当30时，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑若让该小木块从木板的底端以大小恒定的初速率v0的速度沿木板向上运动，随着的改变，小物块沿木板滑行的距离s将发生变化，重力加速度为g.图1(1)求小物块与木板间的动摩擦因数；(2)当角满足什么条件时，小物块沿木板滑行的距离最小，并求出此最小值解析(1)当30时，对木块受力分析：mgsin fn(2分)fnmgcos 0(2分)则动摩擦因数：tan tan 30(2分)(2)当变化时，木块的加速度a为：mgsin mgcos ma(2分)木块的位移s为：v2as(1分)则s令tan ，则当90时s最小，即60(2分)s最小值为smin(2分)答案(1)(2)603(13分)如图2所示，静止放在水平桌面上的纸带，其上有一质量为m1.0 kg的铁块，它与纸带右端的距离为l0.5 m，所有接触面之间的动摩擦因数相同现用水平向左的恒力，经2 s时间将纸带从铁块下抽出，当纸带全部抽出时铁块恰好到达桌面边缘且速度为v2 m/s.已知桌面高度为h0.8 m，不计纸带重力，铁块可视为质点重力加速度g取10 m/s2，求：图2(1)铁块抛出后落地点离抛出点的水平距离；(2)纸带抽出过程中系统产生的内能解析(1)铁块离开桌面后做平抛运动水平方向：xvt(1分)竖直方向：hgt2(1分)联立解得：x0.8 m(2分)(2)设铁块的加速度为a1，由牛顿第二定律得：mgma1(1分)纸带抽出时，铁块的速度：va1t1(1分)联立解得：0.1(2分)铁块的位移：x1a1t(1分)设纸带的位移为x2，由题意知：x2x1l(1分)由功能关系可得系统产生的内能emgx2mg(x2x1)(2分)联立解得e3 j(1分)答案(1)0.8 m(2)3 j4(19分)如图3所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道，外圆abcd光滑，内圆abcd的上半部分bcd粗糙，下半部分bad光滑一质量m0.2 kg的小球从轨道的最低点a以初速度v0向右运动，球的尺寸略小于两圆间距，球运动的半径r0.2 m，取g10 m/s2.图3(1)若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动，初速度v0至少为多少？(2)若v03 m/s，经过一段时间小球到达最高点，内轨道对小球的支持力n2 n，则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少？(3)若v03 m/s，经过足够长的时间后，小球经过最低点a时受到的支持力为多少？小球在整个运动过程中减少的机械能是多少？解析(1)设此情形下小球到达最高点的最小速度为vc，则有mg(2分)小球从a运动到c由机械能守恒定律有mvmv2mgr(2分)代入数据解得v0 m/s3.16 m/s.(2分)(2)设此时小球到达最高点的速度为vc，克服摩擦力做的功为w，则mgn(2分)2mgrwmvc2mv(2分)代入数据解得w0.1 j.(3)经足够长的时间后，小球在下半圆轨道内做往复运动，设小球经过最低点的速度为va，受到的支持力为na，则有mgrmv(1分)namg(2分)代入数据