2018版高考物理一轮复习课时跟踪检测24热点专题5利用力学两大观点分析综合问题

1、课时跟踪检测二十四 热点专题 5 利用力学两大观点分析综合问 【基础过关】 1 如图所示，水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上，圆弧 轨道B端的切线沿水平方向.质量 m= 1.0 kg 的滑块(可视为质点)在水平恒力 F= 10.0 N 的作用下，从 A点由静止开始运动，当滑块运动的位移 (2)滑块通过 B点时的动能; m/s. (2) 设滑块通过B点时的动能为 EkB 从A到B运动过程中，依据动能定理有 W= A E Fx FfXc = SB，解得 6B= 4.0 J. (3) 设滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做功为 EmvC 2,则Fx mg2R+： 2 mv 2

2、解得水平恒力F应满足的条件为 F 0.625 N. 答案：(1) 10 m/s 9 N (2) F 0.625 N 【提升过关】 一、多项选择题 1.如图所示，一质量为M的斜面体静止在水平地面上, 下滑h高度，速度大小由w增大到v2,所用时间为t，木块与斜面体之间的动摩擦因数为 卩. * 在此过程中( ) FN= 9 N mg= 质量为m的木块沿粗糙斜面加速 A. 斜面体受水平地面的静摩擦力为零 B. 木块沿V1+ V2 变为v1 4 如果给质量为m的木块一个沿斜面向上的初速度 v2,它将沿斜面上升到 h高处速度C. 5 1 2 1 2 D.木块与斜面摩擦产生的热量为 mgh- 2口+ mv

3、解析：以木块为研究对象，受力分析可知，木块受重力、斜面的作用力而加速下滑，则 合外力一定沿斜面向下， 根据二力的合成可知， 斜面体对木块的作用力只能斜向右上方； 再 对斜面体分析可知，斜面体受木块向右下的压力；故斜面体受到的摩擦力水平向左，选项 A V1 + V2 错误；木块沿斜面下滑的距离 s = v t = -t ,故 B 正确；上滑时重力和摩擦力都做负功， 比下滑时合外力做功多，则上升至 h高处时速度小于 vi，选项 C 错误；由能量守恒定律得 mg+ -mV= -mV+ Q则木块与斜面增加的内能 答案：BD .如图所示，物体以一定的初速度从倾角 a = 37的斜面底端沿斜面向上运动，上

4、升 的最大高度为 3.0 m 选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能 E随高度h的变化 如图所示.g= 10 m/s , sin37 = 0.60 , cos37= 0.80.则（ ） A. 物体的质量m= 0.67 kg B. 物体与斜面之间的动摩擦因数 卩=0.40 C. 物体上升过程中的加速度大小 a= 10 m/s D. 物体回到斜面底端时的动能 Ek= 10 J hm 解析：上升过程，由动能定理得（min a +卩mgcos a ） = 0氐，摩擦产生的 sin a hm 热卩mgcos a =E1 E,解得 m= 1 kg,卩=0.50，故A B 错误；物体上升过程中的 si

5、n a 加速度大小a= gsin a +卩gcos a = 10 m/s，故 C 正确；上升过程中因摩擦产生的热为 E E= 0 J，下降过程因摩擦产生的热也应为 0 J，故物体回到斜面底端时的动能 E= 50 J 40 J = 10 J , D 正确. 答案：CD 3. 如图甲所示， 在水平地面上固定一竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为 0.1 kg 的木 块A相连，质量也为 0.1 kg 的木块B叠放在A上，A、B都静止.在B上作用一个竖直向下 的力F使木块缓慢向下移动，力F大小与移动距离x的关系如图乙所示，整个过程弹簧都处 于弹性限度内.下列说法正确的是 （ ） Q= mgh+ mv-mv

6、, 故 D 正确. 6 A. 木块下移 0.1 m 过程中， 弹簧的弹性势能增加 2.5 J B. 弹簧的劲度系数为 500 N/m C. 木块下移 0.1 m 时，若撤去F,则此后B能达到的最大速度为 5 m/s D. 木块下移 0.1 m 时，若撤去F,则A B分离时的速度为 5 m/s 1 解析：木块下移 0.1 m 过程中，由F-x图象可知，力F所做的功 W=cFx= 2.5 J，由能 2 ) 量守恒定律可得 VW2mgx= A 6,可得丘=2.7 J,选项 A 错误；未施加力F时，对木块 A B进行受力分析，由平衡条件可得 kx。 2mg= 0，在木块A、B下移 0.1 m 时，两木

7、块仍处于 一 F NA 平衡状态，则k(x+ Xo) F 2mg= 0，联立可得k = -= 500 N/m,选项 B 正确；木块下移 0.1 x m 时，若撤去F,则此后B再次回到原来平衡位置处速度最大，对下移 0.1 m 和上移 0.1 m 厂 的过程中，由能量守恒定律可得 W= 2X2mV，解得v = /書=5 m/s，选项 C 正确；此后两 木块向上做减速运动，直到弹簧恢复原长位置时开始分离，此时两木块的速度要比 5 m/s 小，选项 D 错误. 答案：BC 二、计算题 4如图所示，用一块长 L1= 1.0 m 的木板在墙和桌面间架设斜面，桌子高 H= 0.8 m , 长L? = 1.

8、5 m .斜面与水平桌面的夹角 0可在 060间调节后固定.将质量 m= 0.2 kg 的 小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数 卩1 = 0.05，物块与桌面间的动摩 擦因数为 卩2，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失. (重力加速度取g= 10 m/s1 2 3;最大 1 求0角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑； (用正切值表示) 2 当0角增大到 37时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数 卩2； (已知 sin37 = 0.6 , cos37 = 0.8) 3 继续增大0角，发现0 = 53时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离 Xm 解析：(1)为

9、使小物块下滑， mn 0 卩1mgcos 0 7 静摩擦力等于滑动摩擦力) 0满足的条件：tan 0 0.05 即当 tan 0 = 0.05 时，物块开始从斜面下滑. (2) 克服摩擦力做功 W/=卩 imgLcos 0 + 卩 2mgL2 Licos 0 ) 由动能定理得mgLsin 0 W/= 0 代入数据得 卩2= 0.8. 1 2 (3) 由动能定理得 mgLsin 0 W= qmv 代入数据得v= 1 m/s 1 2 由 H= gt，得 t = 0.4 s 由 X1= vt，得 X1 = 0.4 m 故 xm= X1 + L2= 1.9 m. 答案：(1)tan 0 = 0.05

10、(2)0.8 (3)1.9 m 5.如图所示，传送带与水平面之间的夹角为 0 = 30,其上A、B两点间的距离为I = 5 m 传送带在电动机的带动下以 v= 1 m/s的速度匀速运动，现将一质量为 m= 10 kg 小物体(可 视为质点)轻放在传送带上的 A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数 卩=，在传送 带将小物体从 A点传送到B点的过程中(g取 10 m/s2), (1) 传送带对小物体做的功； (2) 电动机做的功. 1 解析：根据牛顿第二定律 卩mopos 0 mgsin 0 = ma知，物体上升的加速度为 a=砂 2 o v =2.5 m/s ，当物体的速度为 v = 1 m/

11、s时，s = = 0.2 m，即物体将以 v = 1 m/s的速度完 2a 1 2 成剩余 4.8 m 的位移，由功能关系得 W= A H + mv+ mglsin30 = 255 J. (2)电动机做功使小物体机械能增加， 同时小物体与传送带间因摩擦产生热量 Q,而由v 8 v =at 得 t = 0.4 s .相对位移 I = vt ?t = 0.2 m，摩擦生热 Q=卩 mgl cos 0 = 15 J，故 电动机做的功为 Wfe= WF Q= 270 J. 答案：(1)255 J (2)270 J 6如图所示，AB为倾角0 = 37的斜面轨道，轨道的 AC部分光滑，CB部分粗糙.BP

12、为圆心角等于 143,半径R= 1 m 的竖直光滑圆弧形轨道，两轨道相切于 B点，P O两点9 在同一竖直线上，轻弹簧一端固定在 A点，另一自由端在斜面上 C点处现有一质量 m= 2 kg 的物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到 D点后(不拴接)释放，物块经过C点后，从C点运动 10 x = 12t - 4t 2(式中，x单位是 m, t单位是 s), 答案：(1)156 J (2) m (3)不会脱离轨道 8 到B点过程中的位移与时间的关系为 假设物 块第一次经过 B点后恰能到达 P点已知 sin37 =0.6 , cos37= 0.8 , g 取 10 m/s 2,求: 若CD= 1 m,试求

13、物块从 D点运动到C点的过程中，弹簧对物块所做的功; (2) B、C两点间的距离x; (3) 若在P处安装一个竖直弹性挡板，小物块与挡板碰撞时间极短且无机械能损失，小 试通过计算判断物块在第一次与挡板碰撞后的运动过程 物块与弹簧相互作用不损失机械能, 中是否会脱离轨道? 解析：(1)由x = 12t - 4t2可知, 点的过程中，弹簧对物块所做的功为 物块在 C点速度为V0= 12 m/s，设物块从D点运动到C W由动能定理得： W- in37 一 1 2 CD = mv),代入数据得 CD = 156 J. 1 2 W= qmv+ mgsi n37 (2)由x= 12t -4t2可知，物块从 C点运动到B点的过程中加速度的大小为 a= 8 m/s 2. 设物块与斜面间的动摩擦因数为 入数据解得卩=0.25. 卩，由牛顿第二定律得 n B +卩mgcos 0 = ma代 物块在P点的速度满足 2 mP 1 o mg=，物块从B点运动到P点的过程