高考物理总复习 专题6 力学三大观点的综合应用分组训练（含解析）.doc

【全优课堂】2016高考物理总复习 专题6 力学三大观点的综合应用分组训练a组动力学方法和动量守恒定律的应用1(2013佛山联考)如图5所示，一个半径r0.80 m的四分之一光滑圆形轨道固定在竖直平面内，底端切线水平，距地面高度h1.25 m在轨道底端放置一个质量mb0.30 kg 的小球b另一质量ma0.10 kg的小球a(两球均视为质点)由圆形轨道顶端无初速度释放，运动到轨道底端与球b发生正碰，碰后球b水平飞出，其落到水平地面时的水平位移s0.80 m忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，求：图5 (1)a、b碰前瞬间，球a对轨道的压力大小和方向；(2)球b离开圆形轨道时的速度大小；(3)球a与球b碰撞后瞬间，球a的速度大小和方向【答案】(1)3 n，方向竖直向下(2)1.6 m/s(3)0.8 m/s方向与碰前速度方向相反【解析】(1)球a由光滑轨道滑下，机械能守恒，设小球a与b球碰前瞬间的速度大小为v1则magrmav在底端，由牛顿第二定律fnmagma代入数据解得fn3 n由牛顿第三定律知，球a对轨道的压力大小为3 n，方向竖直向下(2)球b离开轨道最低点后做平抛运动，设其飞行时间为t，离开轨道底端时的速度大小为v2，则hgt2sv2t代入数据解得v21.6 m/s.(3)球a在轨道底端与球b碰撞过程中动量守恒，设小球a碰撞后的速度为v3，则mav1mav3mbv2代入数据解得v30.80 m/s即碰撞后瞬间，球a的速度大小为0.8 m/s，方向与碰前速度方向相反2(2013江门调研)如图6所示，粗糙水平桌面po长为l1 m，桌面距地面高度h0.2 m，p点正上方一细绳悬挂质量为m的小球a，a在距桌面高度h0.8 m处自由释放，与静止在桌面左端质量为m的小物块b发生对心碰撞，碰后瞬间小球a的速率为碰前瞬间的，方向仍向右，已知小物块b与水平桌面po间的动摩擦因数0.4，取重力加速度g10 m/s2.(1)求碰前瞬间小球a的速率和碰后瞬间小物块b的速率；(2)求小物块b的落地点与o点的水平距离图6【答案】(1)4 m/s3 m/s(2)0.2 m【解析】本题考查机械能守恒、碰撞中的动量守恒、动能定理、运动的合成与分解等知识点(1)设碰前瞬间小球a的速度大小为v1，碰后瞬间小物块b的速度大小为v2对小球a，由机械能守恒定律有mghmv，得v14 m/s对a、b系统，由动量守恒定律有mv1mmv2，得v23 m/s.(2)设小物块b由桌面右端o水平抛出时速度大小为v3，由动能定理有mglmvmv，得v31 m/sb由o水平抛出，竖直方向上有hgt2，得t0.2 s水平方向上有xv3t0.2 m.error! no bookmark name given.b组力学三大观点的综合应用3(2014安徽质检)如图7所示，在倾角37的斜面上放置一个凹槽，槽与斜面间的动摩擦因数，槽与斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，槽两端侧壁a、b间的距离d0.24 m把一小球放在槽内中点处，球和槽的质量相等，现同时由静止释放球和槽，不计球与槽之间的摩擦，斜面足够长，且球与槽的侧壁发生碰撞时碰撞时间极短，系统不损失机械能取重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.图7(1)释放球和槽后，经多长时间球与槽的侧壁发生第一次碰撞？(2)第一次碰撞后的瞬间，球和槽的速度各多大？(3)球与槽的侧壁第一次碰撞后再经多少时间发生第二次碰撞？【答案】(1)0.2 s(2)01.2 m/s(3)0.4 s【解析】(1)设球和槽的质量为m，槽与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为f2mgcos 0.6mg槽所受重力沿斜面的分力g1mgsin 0.6mg因为g1f，所以槽受力平衡，释放后保持静止，释放后，球做匀加速运动mgsin ma1，得a16 m/s2经时间t1球与槽的侧壁b发生第一次碰撞da1t，得t10.2 s.(2)碰撞前球的速度为v1a1t11.2 m/s球和槽发生碰撞前后，动量定恒mv1mv1mv2碰撞过程不损失机械能，得mvmv12mv22解得第一次碰撞后瞬间球的速度v1和槽的速度v2分别为：v10，v21.2 m/s(方向沿斜面向下)(3)第一次碰撞后，槽做匀速运动，球做匀加速运动，设经时间t球的速度等于槽的速度v2，此时球到侧壁b的距离最大，设为s：由v2a1t得t0.2 s，因sv2tv2tv2t0.12 md所以此时球与槽的侧壁a没有发生碰撞，这以后球与侧壁b的距离减小，直到发生第二次碰撞设球与槽的侧壁b第一次碰撞后再经时间t2发生第二次碰撞，该过程中位移相同：由v2t2a1t解得：t20.4 s.4如图8所示，质量为m的子弹以速度v0射入一质量为m的木块(可看成质点)，子弹未穿出，并与木块一起沿光滑水平轨道冲上光滑的圆形轨道在通过最高点a时对内轨道的压力为(mm)g，然后沿轨道冲上动摩擦因数为的斜面，斜面与水平面的夹角为，木块经过连接处时没有能量损失求：图8(1)子弹射入木块后木块的速度；(2)圆形轨道的半径；(3)木块在斜面轨道上上升的最大高度【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)子弹射入木块，系统动量守恒mv0(mm)v1解得v1.(2)系统在圆形轨道内做圆周运动，运动到最高点a时的速度大小为v2，由牛