2019-2020年高中物理重难点强化练二动能定理与机械能守恒定律的综合应用粤教版.doc
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2019-2020年高中物理重难点强化练二动能定理与机械能守恒定律的综合应用粤教版1(多选)滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动,当它回到出发点时速率变为v2,且v2v1。若滑块向上运动的位移中点为A,取斜面底端重力势能为零,则()A上升时机械能减小,下降时机械能增大B上升时机械能减小,下降时机械能也减小C上升过程中动能和势能相等的位置在A点上方D上升过程中动能和势能相等的位置在A点下方解析:选BC由v2mgR,质点不能到达Q点CWmgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离DWmgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离解析:选C设质点到达N点的速度为vN,在N点质点受到轨道的弹力为FN,则FNmg,已知FNFN4mg,则质点到达N点的动能为EkNmvN2mgR。质点由开始至N点的过程,由动能定理得mg2RWfEkN0,解得摩擦力做的功为WfmgR,即克服摩擦力做的功为WWfmgR。设从N到Q的过程中克服摩擦力做功为W,则WW。从N到Q的过程,由动能定理得mgRWmvQ2mvN2,即mgRWmvQ2,故质点到达Q点后速度不为0,质点继续上升一段距离。选项C正确。9.杂技演员甲的质量为M80 kg,乙的质量为m60 kg。跳板轴间光滑,质量不计。甲、乙一起表演节目。如图6所示。开始时,乙站在B端,A端离地面1 m,且OAOB。甲先从离地面H6 m的高处自由跳下落在A端。当A端落地时,乙在B端恰好被弹起。假设甲碰到A端时,由于甲的技艺高超,没有能量损失。分析过程假定甲、乙可看做质点。(取g10 m/s2)问:图6(1)当A端落地时,甲、乙两人速度大小各为多少?(2)若乙在B端的上升可以看成是竖直方向,则乙离开B端还能被弹起多高?解析:(1)甲跳下直到B端弹起到最高点的过程中,甲、乙机械能守恒,有MgHMv甲2mv乙2mgh而v甲v乙,h1 m联立可解得v甲v乙2 m/s。(2)乙上升到最高点的过程中,机械能守恒,有:mv乙2mgh1,解得h13 m。答案:(1)2 m/s2 m/s(2)3 m10(全国甲卷)轻质弹簧原长为2l,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5l的水平轨道,B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD竖直,如图7所示。物块P与AB间的动摩擦因数0.5。用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度l,然后放开,P开始沿轨道运动。重力加速度大小为g。图7(1)若P的质量为m,求P到达B点时速度的大小,以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离;(2)若P能滑上圆轨道,且仍能沿圆轨道滑下,求P的质量的取值范围。解析:(1)依题意,当弹簧竖直放置,长度被压缩至l时,质量为5m的物体的动能为零,其重力势能转化为弹簧的弹性势能。由机械能守恒定律,弹簧长度为l时的弹性势能为Ep5mgl设P的质量为M,到达B点时的速度大小为vB,由能量守恒定律得EpMvB2Mg4l联立式,取Mm并代入题给数据得vB若P能沿圆轨道运动到D点,其到达D点时的向心力不能小于重力,即P此时的速度大小v应满足mg0设P滑到D点时的速度为vD,由机械能守恒定律得mvB2mvD2mg2l联立式得vDvD满足式要求,故P能运动到D点,并从D点以速度vD水平射出。设P落回到轨道AB所需的时间为t,由运动学公式得2lgt2P落回到AB上的位置与B点之间的距离为svDt联立式得s2l。(2)为使P能滑上圆轨道,它到达B点时的速度不能小于零。由式可知5mglMg4l要使P仍能沿圆轨道滑回,P在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点C。由机械能守恒定律有MvB2Mgl联立式得mMm。答案:(1)2l(2)mMm11北京获得2022年冬季奥林匹克运动会举办权,滑雪也渐渐成为人们喜爱的时尚运动。如图8所示为某室内滑雪场的滑道,AB为倾角137 的斜坡滑道,BC为L4 m的水平滑道,CD为半径R10 m、圆心角37 的圆弧滑道,DE为倾角245 的斜坡滑道,滑道在B点和C点平滑连接。质量m60 kg的滑雪者从h9 m处的P点由静止出发,到达圆弧滑道最高点D时恰好对滑道没有压力而腾空,在空中飞行一段时间后落在DE滑道上的Q点。已知滑雪者与滑道间的动摩擦因数0.1,不计空气阻力,滑雪者可视作质点,sin 370.6,cos 370.8。图8解析:(1)滑雪者在最高点D时恰好对滑道没有压力,设此时的速度为v,则由圆周运动可知,mgm, 代入数据得v10 m/s。设滑雪者落点Q与最高点D之间的距离为x,空中运动时间t,则由平抛运动有xcos 2vt,xsin 2gt2,代入数据得x20 m(x28.3 m)。(2)设滑雪者在AB滑道克服摩擦阻力做功W1,在BC滑道克服摩擦阻力做功W2,则W1mgcos 1720 JW2mgL240 J设滑雪者在圆弧滑道CD上损失的机械能W3,则P到D过程,由动能定理有mghR(1cos )W1W2W3mv20代入数据得W3240 J(3)若滑雪者从更高处出发,则在圆弧滑道CD上损失的机械能是“减小”理由:滑雪者在到达D前已经脱离滑道腾空飞起;滑雪者圆弧滑道上对滑道的压力更小。答案:(1)20 m或28.3 m(2)240 J(3)减小理由见解析- 配套讲稿:
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