2019高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第六章 動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律 專題強(qiáng)化4 力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用訓(xùn)練 新人教版.doc

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第六章　專題強(qiáng)化四 力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用 〔專題強(qiáng)化訓(xùn)練〕 1．(2017遼寧東北育才學(xué)校三模) 如圖所示為糧袋的傳送裝置，已知A、B間長(zhǎng)度為L(zhǎng)，傳送帶與水平方向的夾角為θ，工作時(shí)逆時(shí)針運(yùn)行，速度為v，糧袋與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，正常工作時(shí)工人在A點(diǎn)將糧袋放到運(yùn)行中的傳送帶上，關(guān)于糧袋從A到B的運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)(　A　) A．糧袋到達(dá)B點(diǎn)的速度與v比較，可能大，也可能相等或小 B．糧袋開始運(yùn)動(dòng)的加速度為g(sinθ－μcosθ)，若L足夠大，則以后將以一定的速度v做勻速運(yùn)動(dòng) C．若μ≥tanθ，則糧袋從A到B一定是一直做加速運(yùn)動(dòng) D．不論μ大小如何，糧袋從A到B一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，且a≥gsinθ [解析]　糧袋在傳送帶上可能一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度小于v；也可能先做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與傳送帶相同后，做勻速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度與v相同；也可能先做加速度較大的勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與傳送帶相同后做加速度較小的勻加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大于v，故A正確，D錯(cuò)誤。糧袋開始時(shí)受到沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力，大小為μmgcosθ，根據(jù)牛頓第二定律有加速度a＝g(sinθ＋μcosθ)，故B錯(cuò)誤。若μ≥tanθ，糧袋從A到B可能是一直做加速運(yùn)動(dòng)，也可能先做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與傳送帶相同后，做勻速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤。 2．(2017湖南婁底五校聯(lián)考)如圖所示，將一輕彈簧固定在傾角為30的斜面底端，現(xiàn)用一質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮鎖定在A點(diǎn)，解除鎖定后，物體將沿斜面上滑，物體在運(yùn)動(dòng)過程中所能到達(dá)的最高點(diǎn)B距A點(diǎn)的豎直高度為h，已知物體離開彈簧后沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小等于重力加速度g。則下列說法不正確的是(　A　) A．當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，物體有最大動(dòng)能 B．彈簧的最大彈性勢(shì)能為2mgh C．物體最終會(huì)靜止在B點(diǎn) D．物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為mgh [解析]　物體離開彈簧后沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小等于重力加速度g，由牛頓第二定律可知物體所受的合力沿斜面向下，大小為F＝mg，而重力沿斜面向下的分量為mgsin30＝0.5mg，可知物體受到沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力為f＝0.5mg。物體從彈簧解除鎖定開始，彈簧的彈力先大于重力沿斜面向下的分力和摩擦力之和，后小于重力沿斜面向下的分力和摩擦力之和，物體先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈力等于重力沿斜面向下的分力和摩擦力之和時(shí)，速度最大，此時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)，故A不正確．根據(jù)能量守恒定律，可知在物體上升到最高點(diǎn)的過程中，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物體的重力勢(shì)能mgh和內(nèi)能，故彈簧的最大彈性勢(shì)能Ep＝mgh＋f2h＝2mgh，故B正確。物體到達(dá)B點(diǎn)后，瞬時(shí)速度為零，由于最大靜摩擦力fm＝f＝0.5mg＝mgsin30，所以物體將靜止在B點(diǎn)，故C正確。物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于克服摩擦力做的功，ΔE＝f2h＝mgh，故A、D正確。本題選不正確的，故選A。 3．(2017湖南長(zhǎng)沙一模)如圖所示，用長(zhǎng)為R的不可伸長(zhǎng)的輕繩將質(zhì)量為的小球A懸掛于O點(diǎn)。在光滑的水平地面上，質(zhì)量為m的小物塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))置于長(zhǎng)木板C的左端并與長(zhǎng)木板均保持靜止。將小球A拉起，使輕繩水平拉直，將A球由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與B發(fā)生彈性正碰。 (1)求碰后輕繩與豎直方向的最大夾角θ的余弦值； (2)若長(zhǎng)木板C的質(zhì)量為2m，B與C間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則C的長(zhǎng)度至少為多少時(shí)B才不會(huì)從C的上表面滑出？ 答案：(1)　(2) [解析]　(1)A從開始下落到與B碰撞前的過程機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得mgR＝mv， 小球與B碰撞過程中動(dòng)量和機(jī)械能均守恒，以水平向右為正方向。 由動(dòng)量守恒定律得mv0＝mv1＋mv2， 由機(jī)械能守恒定律得mv＝mv＋mv， 聯(lián)立解得v1＝－，v2＝， 設(shè)碰撞后A上升的最大高度為H，則gH＝v， 又cosθ＝，聯(lián)立解得cosθ＝。 (2)B在木板C上滑動(dòng)過程中，B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以水平向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得mv2＝(m＋2m)v， 設(shè)木塊長(zhǎng)度為L(zhǎng)時(shí)，B剛好滑到C的最右端時(shí)兩者共速，則B在木板C上滑動(dòng)的過程中，由能量守恒定律得 μmgL＝mv－(m＋2m)v2， 聯(lián)立解得L＝。 4．(2017山東日照一模)如圖所示，一質(zhì)量m＝1kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，放置在質(zhì)量M＝4kg的長(zhǎng)木板左側(cè)，長(zhǎng)木板放置在光滑的水平面上。初始時(shí)，長(zhǎng)木板與物塊一起以水平速度v0＝2m/s向左勻速運(yùn)動(dòng)。在長(zhǎng)木板的左側(cè)上方固定著一障礙物A，當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)到障礙物A處時(shí)與A發(fā)生彈性碰撞(碰撞時(shí)間極短，無機(jī)械能損失)，而長(zhǎng)木板可繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)。重力加速度g取10m/s2。 (1)設(shè)長(zhǎng)木板足夠長(zhǎng)，求物塊與障礙物第一次碰撞后，物塊與長(zhǎng)木板速度相同時(shí)的共同速率； (2)設(shè)長(zhǎng)木板足夠長(zhǎng)，物塊與障礙物第一次碰撞后，物塊向右運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最大距離是s＝0.4m，求物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)以及此過程中長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)的加速度的大小； (3)要使物塊不會(huì)從長(zhǎng)木板上滑落，長(zhǎng)木板至少為多長(zhǎng)？整個(gè)過程中物塊與長(zhǎng)木板系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為多少？ 答案：(1)1.2m/s　(2)0.5　1.25m/s2　(3)2m　10J [解析]　(1)物塊與障礙物碰撞后，小物塊與木板組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，以向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律得 Mv0－mv0＝(M＋m)v， 代入數(shù)據(jù)解得v＝1.2m/s。 (2)物塊與障礙物第一次碰撞后，物塊向右做減速運(yùn)動(dòng)，直到速度減為零的過程中，只有摩擦力做功，由動(dòng)能定理得－μmgs＝0－mv，代入數(shù)據(jù)解得μ＝0.5。 木板在水平方向只受到摩擦力，由牛頓第二定律得 μmg＝Ma， 代入數(shù)據(jù)解得a＝1.25m/s2。 (3)由題可知，物塊多次與障礙物碰撞后，最終將與木板同時(shí)都靜止，設(shè)物塊在木板上運(yùn)動(dòng)的相對(duì)位移為l，則由能量守恒定律得 μmgl＝(m＋M)v， 代入數(shù)據(jù)得l＝2m， 可知木板的長(zhǎng)度至少為2m。 又Q＝μmgl， 代入數(shù)據(jù)解得Q＝10J。