2017-2026十年高考物理专项汇编(全国):专题12 机械能守恒定律(教师版)_第1页
2017-2026十年高考物理专项汇编(全国):专题12 机械能守恒定律(教师版)_第2页
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文档简介

1

专题12机械能守恒定律

考点分类十年考情(2017-2026)命题规律

2026北京卷、2026湖南卷.真实情境深度渗透:以国产过山车轨道设计、山

2025四川卷2025海南卷

地速降运动、空间站机械臂作业等前沿科技/生活

2025山东卷2024重庆卷、

场景为载体,不再使用纯理论裸模型出题,要求

2024全国卷、2024福建卷、

学生从复杂场景中判断守恒条件并完成能量推导。

2024安徽卷、2024北京卷、

2023重庆卷、2023全国高

考真题、2023浙江卷、.综合关联属性突出:不再孤立考查守恒公式,会

考点1机械能2023广东卷、2022江苏卷、联动圆周运动、抛体运动、动力学等考点,强化

守恒定律2022福建卷、2021湖北卷、“守恒条件判断→初末态机械能列式”的完整解题

2021湖南卷、2021辽宁卷、链条,规避繁琐的分段动力学计算。

全国卷、江苏卷、

20212020.能力导向持续强化:弱化机械套公式的考法,重

2020上海卷、2019浙江卷、

点考查系统机械能守恒的条件辨析、非质点类物

2019江苏高考真题、2018

体的机械能变化分析、“验证机械能守恒定律”实

江苏卷、2018天津高考真

验的变式拓展,规避固化刷题套路。

题、2018全国高考真题、

2018海南卷、2017江苏卷、

2017·浙江卷.

考点01机械能守恒定律

1.(2026·贵州·高考真题)如图,完全相同的均质小球A、B被不可伸长的细线悬挂,静止在同一竖直平

4

L

面内,相互接触无挤压,悬挂点到球心的距离分别为L和5,A被拉至与竖直方向成60的位置并由静止

释放,随后与B发生弹性正碰。忽略空气阻力,B的球心上升的最大高度为()

1

1111

LLLL

A.2B.3C.4D.5

【答案】A

【详解】设A、B小球的质量均为m,忽略空气阻力,则A从静止释放至与B发生碰撞前瞬间,由动能定

12

mgL1cos60mvA

理可得2

111

mv2mv2mv2

mvmvmvAAB

A球与B球碰撞过程中,根据动量守恒定律和机械能守恒定律有AAB,222

vv

可得BA

124

mvBmgL

由于25

所以从碰撞后至下次碰撞前,B做圆周运动,设B的球心上升的最大高度为h,则对B从碰后至上升到最

12

mgh0mvB

大高度的过程,由动能定理可得2

L

h

解得2

故选A。

2.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)(多选)如图,物块N、P、Q的质量分别为m、m、2m,Q通过不可

伸长的轻绳绕过两个固定轻质光滑定滑轮与P连接,P与位于正下方的N用劲度系数为k的轻弹簧相连。

初始时托住N和Q,使弹簧处于原长,三个物块均静止。现同时无初速度释放N和Q,运动中,物块均视

12

Epkx

为质点且不与滑轮相碰,不计空气阻力,弹簧始终在弹性限度内,弹性势能2(x为形变量),重

力加速度大小为g。则()

g

A.释放后瞬间Q的加速度大小为3

1

B.释放后瞬间轻绳上的拉力大小为mg

3mg

C.释放后N下降的最大距离为4k

g3m

D.释放后N的速度最大值为2k

【答案】AD

【详解】AB.根据题意可知,初始时弹簧处于原长,释放后瞬间,弹簧形变量不变,设释放后瞬间轻绳

2mgmgm2ma

上的拉力大小为T,对Q、P整体,由牛顿第二定律有

对Q,由牛顿第二定律有2mgF2ma

14

agFmg

联立解得3,3,故A正确,B错误;

CD.根据题意,把物块N、P、Q看成整体,左边受向下的2mg,右边也受向下的2mg,整体合力为零,

mvm2mv

由动量守恒定律有NPQ

mvtm2mvt

则有NPQ

mxm2mx

可得NPQ

v3vx3x

解得NPQ,NPQ

11

xhxhh

xhPQ1

设释放后N下降的最大距离为N,则3,此时弹簧形变量为3

1112

mgh2mghmghkx1

由能量守恒定律有332

3mg

h

解得2k

11

vvv

vvPQNm

释放后N的速度最大时为Nm,则有33

kxmg

又有2

mg

x2

解得k

3mgmg

xNxPQ

则有4k,4k

2

121211

mgxN2mgxPQmgxPQkx2mvmm2mvm

由能量守恒定律有2223

1

g3m

vm

解得2k,故C错误,D正确。

故选AD。

3.(2026年高考物理真题完全解读(广东卷))如图是一种球形机器人跳跃原理的示意图,水平横轴过

球心点O与外壳固定,外壳上的两挡板位于过O点的水平线上,两质量均为m的摆锤,由长均为R的不可

v

伸长轻绳悬挂于轴上的O点,初始时刻,两摆锤同时以水平初速度0从最低点向相反方向摆动,直至与两

挡板发生碰撞,碰撞时间极短,随后带动外壳以共同速度竖直向上运动,机器人到达最高点后落回地面瞬

间,外壳立即静止,两摆锤速度不变,与挡板分离,继续向下运动,已知机器人(含摆锤)总质量为

v4m/s2

M4kg,m1kg,R0.4m,0,g10m/s,忽略空气阻力,摆锤可视为质点,求:

E

(1)摆锤与挡板碰撞后瞬间,机器人的动能k;

(2)机器人外壳上升的最大高度h;

(3)从摆锤开始运动到第一次外壳落地静止过程中的机械能损失E。

E4J

【答案】(1)k

(2)h0.1m

(3)E=6J

v4m/s

【详解】(1)两摆锤以初速度0沿外壳向上运动,与挡板相碰前,摆锤机械能守恒。设摆锤与挡

1212

mv0mgRmv

板相碰前的速度为v,根据机械能守恒定律有22

解得v22m/s

2mvMv

摆锤与挡板相碰后与机器人一起运动,根据动量守恒定律有1

v2m/s

解得1

12

EkMv14J

机器人起跳时的动能2。

1

0v22gh

(2)根据速度位移关系,有1

可得机器人外壳上升的最大高度h0.1m。

(3)机器人外壳落到地面时,机器人外壳的速度立即变为0,根据竖直上抛运动的对称性可知摆锤速度大

v2m/s

小为1,从摆锤开始运动到第一次外壳落地静止过程中的机械能损失

11

E2mv2(2mv22mgR)

2021

解得E=6J。

4.(2025·全国卷·高考真题)如图,撑杆跳高运动中,运动员经过助跑、撑杆起跳,最终越过横杆。若运

动员起跳前助跑速度为10m/s,则理论上运动员助跑获得的动能可使其重心提升的最大高度为(重力加速

度取10m/s2)()

A.4mB.5mC.6mD.7m

【答案】B

【详解】在理论上:当运动员在最高点速度为零时,重心提升高度最大,以地面为零势能面,根据机械能

1

mv2mgh

守恒定律有2

可得其理论的最大高度h5m

故选B。

5.(2025·云南·高考真题)(多选)如图所示,倾角为的固定斜面,其顶端固定一劲度系数为k的轻质

弹簧,弹簧处于原长时下端位于O点。质量为m的滑块Q(视为质点)与斜面间的动摩擦因数tan。

v

过程I:Q以速度0从斜面底端P点沿斜面向上运动恰好能滑至O点;过程Ⅱ:将Q连接在弹簧的下端并

拉至P点由静止释放,Q通过M点(图中未画出)时速度最大,过O点后能继续上滑。弹簧始终在弹性

限度内,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略空气阻力,重力加速度为g。则()

1

222

kv04mgsin

A.P、M两点之间的距离为4kgsin

12

mv0

B.过程Ⅱ中,Q在从P点单向运动到O点的过程中损失的机械能为4

222

kv08mgsin

C.过程Ⅱ中,Q从P点沿斜面向上运动的最大位移为2kgsin

D.连接在弹簧下端的Q无论从斜面上何处释放,最终一定静止在OM(含O、M点)之间

【答案】CD

12

mgsinLmgcosL0mv0

【详解】A.设PO的距离为L,过程I,根据动能定理有2

LkLmgsinmgcos

设MO的距离为1,过程Ⅱ中,当Q速度最大时,根据平衡条件1

LLL

P、M两点之间的距离21

222

kv08mgsin

L2

联立可得4kgsin

故A错误;

B.根据功能关系,可知过程Ⅱ中,Q在从P点单向运动到O点的过程中Q和弹簧组成的系统损失的机械

能为EmgcosL

12

mgsinLmgcosL0mv0

结合2

12

Emv0

可得4

但在过程Ⅱ中单独对于Q而言机械能是增加的,故B错误;

C.设过程Ⅱ中,Q从P点沿斜面向上运动的最大位移x,根据能量守恒定律

11

kL2mgsinxmgcosxk(xL)2

22

12

mgsinLmgcosL0mv0

结合2

1

kv28mg2sin2

x0

解得2kgsin

故C正确;

D.无论Q从何处释放,Q在斜面上运动过程中,弹簧与Q初始时的势能变为摩擦热,当在M点时,满

kLmgsinmgcos

足1

当在O点时,满足mgsinmgcos

所以在OM(含O、M点)之间速度为零时,Q将静止,故D正确。

故选CD。

1

6.(2025·全国卷·高考真题)如图,物块P固定在水平面上,其上表面有半径为R的4圆弧轨道。P右端

与薄板Q连在一起,圆弧轨道与Q上表面平滑连接。一轻弹簧的右端固定在Q上,另一端自由。质量为

m的小球自圆弧顶端A点上方的B点自由下落,落到A点后沿圆弧轨道下滑,小球与弹簧接触后,当速度

1

减小至刚接触时的3时弹簧的弹性势能为2mgR,此时断开P和Q的连接,Q从静止开始向右滑动。g为

重力加速度大小,忽略空气阻力,圆弧轨道及Q的上、下表面均光滑,弹簧长度的变化始终在弹性限度内。

(1)求小球从落入圆弧轨道至离开圆弧轨道,重力对其做的功;

(2)求小球与弹簧刚接触时速度的大小及B、A两点间的距离;

(3)欲使P和Q断开后,弹簧的最大弹性势能等于2.2mgR,Q的质量应为多大?

(4)欲使P和Q断开后,Q的最终动能最大,Q的质量应为多大?

【答案】(1)mgR

32gR5

R

(2)2,4

(3)4m

1

m

(4)9

1

WmgR

【详解】(1)小球从落入圆弧轨道至离开圆弧轨道,重力对其做的功为G

2

11v

mv2Em0

20p23

(2)设小球与弹簧刚接触时速度的大小为v0,由机械能守恒定律可知,其中

Ep2mgR

12

mghRmv0

同时有2

32gR5

v0hR

联立解得2,4

(3)弹簧达到最大弹性势能时,小球与Q共速,设Q的质量为M,根据动量守恒定律和机械能守恒定律

111

mvmMvmv2EmMv2

0共0p2共E2.2mgR

有3,22,其中p2

联立解得M4m

(4)对Q和小球整体根据机械能守恒可知要使Q的最终动能最大,需满足小球的速度刚好为零时,此时

弹簧刚好恢复原长;设此时Q的质量为M′,Q的最大速度为vm,根据动量守恒和机械能守恒有

11212

mv0Mvmmv0Mvm

3,22

1

Mm

解得9

7.(2025·安徽·高考真题)如图,M、N为固定在竖直平面内同一高度的两根细钉,间距L0.5m。一根

长为3L的轻绳一端系在M上,另一端竖直悬挂质量m0.1kg的小球,小球与水平地面接触但无压力。

v10m/s

t0时,小球以水平向右的初速度0开始在竖直平面内做圆周运动。小球牵引着绳子绕过N、M,

运动到M正下方与M相距L的位置时,绳子刚好被拉断,小球开始做平抛运动。小球可视为质点,绳子

2

不可伸长,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s。

(1)求绳子被拉断时小球的速度大小,及绳子所受的最大拉力大小;

(2)求小球做平抛运动时抛出点到落地点的水平距离;

(3)若在t0时,只改变小球的初速度大小,使小球能通过N的正上方且绳子不松弛,求初速度的最小值。

1

【答案】(1)v45m/s,T17N

(2)4m

(3)215m/s

【详解】(1)小球从最下端以速度v0抛出到运动到M正下方距离为L的位置时,根据机械能守恒定律

11

mv2mg2Lmv2

202

v2

Tmgm

在该位置时根据牛顿第二定律L

解得v45m/s,T17N

1

2Lgt2

(2)小球做平抛运动时xvt,2

解得x=4m

v'2

mgm

(3)若小球经过N点正上方绳子恰不松弛,则满足2L

1'21'2

mv0mg5Lmv

从最低点到该位置由动能定理22

v'215m/s

解得0

8.(2025·山东·高考真题)如图所示,内有弯曲光滑轨道的方形物体置于光滑水平面上,P、Q分别为轨

道的两个端点且位于同一高度,P处轨道的切线沿水平方向,Q处轨道的切线沿竖直方向。小物块a、b用

1

mkg

轻弹簧连接置于光滑水平面上,b被锁定。一质量2的小球自Q点正上方h2m处自由下落,无能

量损失地滑入轨道,并从P点水平抛出,恰好击中a,与a粘在一起且不弹起。当弹簧拉力达到

3

mkg

m1kgb

F15N时,b解除锁定开始运动。已知a的质量a,b的质量4,方形物体的质量

9

Mkg2

2,重力加速度大小g10m/s,弹簧的劲度系数k50N/m,整个过程弹簧均在弹性限度内,弹

12

Epkx

性势能表达式2(x为弹簧的形变量),所有过程不计空气阻力。求:

1

vv

(1)小球到达P点时,小球及方形物体相对于地面的速度大小1、2;

vE

(2)弹簧弹性势能最大时,b的速度大小b及弹性势能的最大值pm。

2

ms

【答案】(1)6ms,水平向左,3,水平向右

25

msEpmJ

(2)3,水平向左,2

mvMv

【详解】(1)根据题意可知,小球从开始下落到P处过程中,水平方向上动量守恒,则有12

1212

mghmv1Mv2

由能量守恒定律有22

2

vms

v6ms2

联立解得1,3

2

ms

即小球速度为6ms,方向水平向左,大物块速度为3,方向水平向右。

(2)由于小球落在物块a正上方,并与其粘连,小球竖直方向速度变为0,小球和物块a水平方向上动量

mvmmv

守恒,则有1a3

v2ms

解得3

xvFkx

设当弹簧形变量为1时物块b的固定解除,此时小球和物块a的速度为4,根据胡克定律1

121212

mmav3mmav4kx1

系统机械能守恒222

x0.3m

联立解得v41ms,1

固定解除之后,小球、物块a和物块b组成的系统动量守恒,当三者共速时,弹簧的弹性势能最大,由动

mmvmmmv

量守恒定律有a4abb

2

vbms

解得3,方向水平向左。

1212125

Epmmmav4kx1mmambvbJ

由能量守恒定律可得,最大弹性势能为2222

9.(2024·北京·高考真题)如图所示,光滑水平轨道AB与竖直面内的光滑半圆形轨道BC在B点平滑连

接。一小物体将轻弹簧压缩至A点后由静止释放,物体脱离弹簧后进入半圆形轨道,恰好能够到达最高点

C。下列说法正确的是()

1

A.物体在C点所受合力为零

B.物体在C点的速度为零

C.物体在C点的向心加速度等于重力加速度

D.物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在C点的动能

【答案】C

【详解】AB.物体恰好能到达最高点C,则物体在最高点只受重力,且重力全部用来提供向心力,设半圆

轨道的半径为r,由牛顿第二定律得

v2

mgm

r

解得物体在C点的速度

vgr

AB错误;

C.由牛顿第二定律得

mgma

解得物体在C点的向心加速度

ag

C正确;

D.由能量守恒定律知,物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在C点时的动能和重力势能之和,D错误。

故选C。

10.(2024·山东·高考真题)如图所示,质量均为m的甲、乙两同学,分别坐在水平放置的轻木板上,木

板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接,连接点等高且间距为d(d<l)。两木板与地面间动摩擦因数均为

1

μ,弹性绳劲度系数为k,被拉伸时弹性势能E=2kx2(x为绳的伸长量)。现用水平力F缓慢拉动乙所坐

木板,直至甲所坐木板刚要离开原位置,此过程中两人与所坐木板保持相对静止,k保持不变,最大静摩

1

擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,则F所做的功等于()

(mg)23(mg)2

mg(ld)mg(ld)

A.2kB.2k

3(mg)2(mg)2

2mg(ld)2mg(ld)

C.2kD.2k

【答案】B

【详解】当甲所坐木板刚要离开原位置时,对甲及其所坐木板整体有

kx0mg

解得弹性绳的伸长量

mg

x

0k

则此时弹性绳的弹性势能为

12m2g2

Ekx2

0202k

从开始拉动乙所坐木板到甲所坐木板刚要离开原位置的过程,乙所坐木板的位移为

x1x0ld

则由功能关系可知该过程F所做的功

3(mg)2

WEmgxmg(ld)

012k

故选B。

11.(2024·全国甲卷·高考真题)如图,一光滑大圆环固定在竖直平面内,质量为m的小环套在大圆环上,

小环从静止开始由大圆环顶端经Q点自由下滑至其底部,Q为竖直线与大圆环的切点。则小环下滑过程中

对大圆环的作用力大小()

A.在Q点最大B.在Q点最小C.先减小后增大D.先增大后减小

【答案】C

【详解】方法一(分析法):设大圆环半径为R,小环在大圆环上某处(P点)与圆环的作用力恰好为零,

1

如图所示

设图中夹角为,从大圆环顶端到P点过程,根据机械能守恒定律

1

mgR(1cos)mv2

2

在P点,根据牛顿第二定律

v2

mgcosm

R

联立解得

2

cos

3

从大圆环顶端到P点过程,小环速度较小,小环重力沿着大圆环圆心方向的分力大于小环所需的向心力,

所以大圆环对小环的弹力背离圆心,不断减小,从P点到最低点过程,小环速度变大,小环重力和大圆环

对小环的弹力合力提供向心力,所以大圆环对小环的弹力逐渐变大,根据牛顿第三定律可知小环下滑过程

中对大圆环的作用力大小先减小后增大。

方法二(数学法):设大圆环半径为R,小环在大圆环上某处时,设该处与圆心的连线与竖直向上的夹角

为(0),根据机械能守恒定律

1

mgR(1cos)mv2

2(0)

在该处根据牛顿第二定律

v2

Fmgcosm

R(0)

联立可得

F2mg3mgcos

则大圆环对小环作用力的大小

F2mg3mgcos

2

Fcos

根据数学知识可知的大小在3时最小,结合牛顿第三定律可知小环下滑过程中对大圆环的作用

力大小先减小后增大。

故选C。

1

12.(2024·江苏·高考真题)如图所示,物块B分别通过轻弹簧、细线与水平面上的物体A左右端相连,

整个系统保持静止。已知所有接触面均光滑,弹簧处于伸长状态。剪断细线后()

A.弹簧恢复原长时,A的动能达到最大

B.弹簧压缩最大时,A的动量达到最大

C.弹簧恢复原长过程中,系统的动量增加

D.弹簧恢复原长过程中,系统的机械能增加

【答案】A

【详解】对整个系统分析可知合外力为0,A和B组成的系统动量守恒,得

mAvAmBvB

E

设弹簧的初始弹性势能为p,整个系统只有弹簧弹力做功,机械能守恒,当弹簧恢复原长时得

11

Emv2mv2

p2AA2BB

联立得

2

1mA2

EpmAvA

2mB

故可知弹簧恢复原长时物体A速度最大,此时物体A的动量最大,动能最大。对于系统来说动量一直为

零,系统机械能不变。

故选A。

13.(2024·天津·高考真题)如图所示,光滑半圆轨道直径沿竖直方向,最低点与水平面相切。对静置于

轨道最低点的小球A施加水平向左的瞬时冲量I,A沿轨道运动到最高点时,与用轻绳悬挂的静止小球B

正碰并粘在一起。已知I=1.8N∙s,A、B的质量分别为mA=0.3kg、mB=0.1kg,轨道半径和绳长均为R

=0.5m,两球均视为质点,轻绳不可伸长,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。求:

1

(1)与B碰前瞬间A的速度大小;

(2)A、B碰后瞬间轻绳的拉力大小。

【答案】(1)4m/s

(2)11.2N

【详解】(1)根据题意,设小球A从最低点开始运动时的速度为v0,由动量定理有

ImAv0

设与B碰前瞬间A的速度大小v,从最低点到最高点,由动能定理有

11

mg2Rmv2mv2

A2A2A0

联立代入数据解得

v4ms

(2)A与用轻绳悬挂的静止小球B正碰并粘在一起,由动量守恒定律有

mAvmAmBv共

设A、B碰后瞬间轻绳的拉力大小为F,由牛顿第二定律有

v2

Fmmgmm共

ABABR

联立代入数据解得

F11.2N

14.(2024·重庆·高考真题)如图所示,M、N两个钉子固定于相距a的两点,M的正下方有不可伸长的

轻质细绳,一端固定在M上,另一端连接位于M正下方放置于水平地面质量为m的小木块B,绳长与M

到地面的距离均为10a,质量为2m的小木块A,沿水平方向于B发生弹性碰撞,碰撞时间极短,A与地

5

面间摩擦因数为48,重力加速度为g,忽略空气阻力和钉子直径,不计绳被钉子阻挡和绳断裂时的机械能

损失。

1

(1)若碰后,B在竖直面内做圆周运动,且能经过圆周运动最高点,求B碰后瞬间速度的最小值;

(2)若改变A碰前瞬间的速度,碰后A运动到P点停止,B在竖直面圆周运动旋转2圈,经过M正下方时

细绳子断开,B也来到P点,求B碰后瞬间的速度大小;

(3)若拉力达到12mg细绳会断,上下移动N的位置,保持N在M正上方,B碰后瞬间的速度与(2)问中

的相同,使B旋转n圈。经过M正下的时细绳断开,求MN之间距离的范围,及在n的所有取值中,B

落在地面时水平位移的最小值和最大值。

52ga

【答案】(1)

45ga

(2)

5a30a2011a4033a

hsminsmax

(3)3n18n11(n=1,2,3,…),3,7

【详解】(1)碰后B能在竖直面内做圆周运动,轨迹半径为10a,设碰后B的最小速度大小为v0,最高

点速度大小为v,在最高点时由牛顿第二足定律有

v2

mgm

10a

B从最低点到最高点由动能定理可得

11

mg210amv2mv2

220

解得

v052ga

(2)A和B碰撞过程中动量守恒,设碰前A的速度大小为v1碰后A的速度大小为v2。碰后B的速度大小

为v3,则有

2mv1=2mv2+mv3

111

2mv22mv2mv2

212223

碰后A减速到0,有

1

1

2mgL2mv2

22

碰后B做两周圆周运动,绳子在MN间缠绕2圈,缩短4a,在M点正下方时,离M点6a,离地面4a,

此时速度大小为v4,由功能关系得

11

mg4amv2mv2

2324

B随后做平抛运动,有

1

4agt2

2

L=v4t

解得

v345ga

(3)设MN间距离为h,B转n圈后到达M正下方速度大小为v5,绳缩短2nh,绳断开时,以M为圆心,

由牛顿第二定律得

v2

12mgmgm5

10a2nh(n=1,2,3,…)

以N为圆心,由牛顿第二定律得

v2

12mgmgm5

1

10a2(n)h

2(n=1,2,3,…)

从碰后到B转n圈后到达M正下方,由功能关系得

1212

mg2nhmv3mv5

22(n=1,2,3,…)

解得

5a30a

h

3n18n11(n=1,2,3,…)

绳断后,B做平抛运动,有

1

2nhgt2

2(n=1,2,3,…)

s=v5t

可得

s420anhnh2

(n=1,2,3,…)

由于

1

5a30na

nh

318n11(n=1,2,3,…)

则由数学分析可得

5a2011a

nhsmin

当3时,3

30a4033a

nhsmax

当n=1时,7,7

15.(2024·海南·高考真题)某游乐项目装置简化如图,A为固定在地面上的光滑圆弧形滑梯,半径

R10m,滑梯顶点a与滑梯末端b的高度h5m,静止在光滑水平面上的滑板B,紧靠滑梯的末端,并与

其水平相切,滑板质量M25kg,一质量为m50kg的游客,从a点由静止开始下滑,在b点滑上滑板,

当滑板右端运动到与其上表面等高平台的边缘时,游客恰好滑上平台,并在平台上滑行s16m停下。游

2

客视为质点,其与滑板及平台表面之间的动摩擦系数均为0.2,忽略空气阻力,重力加速度g10m/s,

求:

(1)游客滑到b点时对滑梯的压力的大小;

(2)滑板的长度L

【答案】(1)1000N;(2)7m

v

【详解】(1)设游客滑到b点时速度为0,从a到b过程,根据机械能守恒

1

mghmv2

20

解得

v010m/s

在b点根据牛顿第二定律

v2

Fmgm0

NR

解得

FN1000N

根据牛顿第三定律得游客滑到b点时对滑梯的压力的大小为

1

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