2019高考物理复习第六章动量守恒定律力学三大观点课时规范练21力学三大观点的综合应用.doc

课时规范练21 力学三大观点的综合应用
能力提升组
1.
(2017·河南新乡模拟)如图所示,半径为R=1 m的圆弧形轨道固定在水平轨道上,与圆弧形轨道相切的水平轨道上静置一小球B。小球A从圆弧
形轨道上离水平轨道高度为h= m处沿轨道下滑,与小球B发生碰撞并粘在一起。所有接触面均光滑,A、B两球的质量均为m=1 kg,g取10 m/s2。求:
(1)小球A在弧形轨道最低点时对轨道的压力大小F;
(2)小球A、B碰撞过程中损失的机械能ΔE。
答案(1)26 N (2)4 J
解析(1)设小球A在圆弧形轨道最低点时的速度大小为v,其在圆弧形轨道上下滑过程机械能守恒,mgh=12mv2
设小球A在圆弧形轨道最低点受到轨道的支持力大小为F',由牛顿第二定律得F'-mg=mv2R
由以上两式解得F'=26 N
由牛顿第三定律可知,F=F'=26 N。
(2)对小球A、B碰撞的过程,由动量守恒定律有mv=2mv',其中由于A、B碰撞并粘在一起,对该过程,由能量守恒定律有ΔE=12mv2-12×2mv'2,解得ΔE=4 J。
,在倾角为37°的粗糙足够长的斜面的底端,一质量m=1 kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧,滑块与弹簧不相连。t=0时释放物块,计算机通过传感器描绘出滑块的v-t图象如图乙所示,其中Oab段为曲线,bc段为直线,在t1= s时滑块已上滑x= m的距离,g取10 m/s2。(sin 37°=,cos 37°=)求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ的大小;
(2)压缩弹簧时,弹簧具有的弹性势能Ep。
答案(1) (2) J
解析(1) s物体离开弹簧向上做匀减速运动,加速度的大小a=ΔvΔt=2-- m/s2=10 m/s2。
根据牛顿第二定律,有mgsin 37°+μmgcos 37°=ma
解得μ=。
(2)由题中图线可知,t2= s时的速度大小v= m/s,由功能关系可得
Ep=12mv2+mgxsin 37°+μmgxcos 37°
代入数据得Ep= J。〚导学号06400322〛
3.(2017·四川广元二模)某校物理兴趣小组制作了一个游戏装置,其简化模型如图所示,在A点用一弹射装置可将静止的小滑块以v0水平速度弹射出去,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径R= m 的光滑竖直圆形轨道,运行一周后自B点向C点运动,C点右侧有一陷阱,C、D两点的竖直高度差h= m,水平距离s= m,水平轨道AB长为l1=1 m,BC长为l2= m,小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=,重力加速度g取10 m/s2。
(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点,求小滑块在A点弹射出的速度大小。
(2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出,求小滑块在A点弹射出的速度大小的范围。
答案(1)5 m/s (2)5 m/s≤vA≤6 m/s和vA≥35 m/s
解析(1)小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v,由牛顿第二定律得mg=mv2R
从B到最高点小滑块机械能守恒,有
12mvB2=2mgR+12mv2
从A到B由动能定理得
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