(新課標(biāo))2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題五 能量和動量 課時跟蹤訓(xùn)練27.doc
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(新課標(biāo))2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題五 能量和動量 課時跟蹤訓(xùn)練27.doc
課時跟蹤訓(xùn)練(二十七)增分提能1(2017河北石家莊檢測)如圖所示,甲車質(zhì)量m1m,在車上有質(zhì)量M2m的人,甲車(連同車上的人)從足夠長的斜坡上高h(yuǎn)處由靜止滑下,到水平面上后繼續(xù)向前滑動,此時質(zhì)量m22m的乙車正以速度v0迎面滑來,已知h,為了使兩車不可能發(fā)生碰撞,當(dāng)兩車相距適當(dāng)距離時,人從甲車跳上乙車,試求人跳離甲車的水平速度(相對地面)應(yīng)滿足什么條件?不計地面和斜坡的摩擦,小車和人均可看成質(zhì)點解析設(shè)向左為正方向,甲車(包括人)滑下斜坡后速度為v1,由機(jī)械能守恒定律有(m1M)v(m1M)gh,解得v12v0設(shè)人跳出甲車的水平速度(相對地面)為v,在人跳離甲車和人跳上乙車過程中各自動量守恒,設(shè)人跳離甲車和跳上乙車后,兩車的速度分別為v1和v2,則人跳離甲車時:(Mm1)v1Mvm1v1人跳上乙車時:Mvm2v0(Mm2)v2解得v16v02v,v2vv0兩車不可能發(fā)生碰撞的臨界條件是v1v2當(dāng)v1v2時,解得vv0當(dāng)v1v2時,解得vv0故v的取值范圍為v0vv0答案v0vv02(2017江西名校聯(lián)考)如圖所示,在傾角37的固定斜面上放置一質(zhì)量M1 kg、長度L0.75 m的薄平板AB.平板的上表面光滑,其下端B與斜面底端C的距離為4 m在平板的上端A處放一質(zhì)量m0.6 kg的滑塊,開始時使平板和滑塊都靜止,之后將它們無初速釋放設(shè)平板與斜面間、滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)均為0.5,通過計算判斷無初速釋放后薄平板是否立即開始運動,并求出滑塊與平板下端B到達(dá)斜面底端C的時間差t.(sin370.6,cos370.8,g10 m/s2)解析對薄板,由于Mgsin37<(Mm)gcos37,故滑塊在薄板上滑動時,薄板靜止不動滑塊在薄板上滑行時加速度a1gsin376 m/s2到達(dá)B點時速度v3 m/s滑塊由B至C時的加速度a2gsin37gcos372 m/s2設(shè)滑塊由B至C所用時間為t,則有LBCvta2t2代入數(shù)據(jù)解得t1 s對薄板,滑塊滑離后才開始運動,加速度a3gsin37gcos372 m/s2設(shè)滑至C端所用時間為t,則有LBCa3t2代入數(shù)據(jù)解得t2 s滑塊與平板下端B到達(dá)斜面底端C的時間差ttt1 s答案滑塊在薄板上滑動時,薄平板靜止不動1 s3(2017廣東湛江一中等四校聯(lián)考)如圖所示,半徑R1 m的光滑半圓軌道AC與高h(yuǎn)8R的粗糙斜面軌道BD放在同一豎直平面內(nèi),BD部分水平長度x6R.兩軌道之間由一條光滑水平軌道相連,b球經(jīng)D點沒有機(jī)械能損失在水平軌道上,輕質(zhì)彈簧被a、b兩小球擠壓(不連接),處于靜止?fàn)顟B(tài)同時釋放兩個小球,a球恰好能通過半圓軌道最高點A,b球恰好能到達(dá)斜面軌道最高點B.已知a球質(zhì)量m12 kg,b球質(zhì)量m21 kg,小球與斜面間動摩擦因數(shù),重力加速度g10 m/s2.求:(1)經(jīng)過C點時軌道對a球的作用力大小;(2)釋放小球前彈簧的彈性勢能Ep.解析(1)a球恰好通過最高點A時有m1gm1a球從C到A過程由機(jī)械能守恒有m1vm1vm1g2R解得vC5 m/s在C點,對a球受力分析有FNm1gm1解得軌道對a球的作用力大小FN120 N(2)b球從D點恰好到達(dá)最高點B過程中,位移s10R10 m由動能定理有m2ghm2gcos53s0m2v解得vD10 m/s所以小球釋放前彈性勢能Epm1vm2v150 J答案(1)120 N(2)150 J4在光滑水平面上靜止有質(zhì)量均為m的木板AB和滑塊CD,木板AB上表面粗糙,滑塊CD上表面是光滑的圓弧,它們緊靠在一起,如圖所示一個可視為質(zhì)點的物塊P,質(zhì)量也為m,它從木板AB的右端以初速度v0滑上木板,過B點時速度為,然后又滑上滑塊CD,最終恰好能滑到滑塊CD圓弧的最高點C處若物塊P與木板AB間的動摩擦因數(shù)為,求:(1)物塊滑到B處時木板AB的速度v1的大小;(2)木板AB的長度L;(3)滑塊CD的最終速度v2的大小解析(1)物塊P在AB上滑動時,物塊、木板和滑塊組成的系統(tǒng)動量守恒,有mv0m2mv1解得v1(2)由能量守恒定律有mgLmvm22m2解得L(3)設(shè)物塊P與滑塊CD分離瞬時,物塊P的速度為v1,在它們相互作用的過程中,由水平方向動量守恒有mmv1mv1mv2由能量守恒定律有m2mvmv12mv解得v1,v2可見,物塊P與滑塊CD交換速度后,物塊P和木板AB都以的速度同方向做勻速運動,無法再追上滑塊CD,故滑塊CD的最終速度v2為.答案(1)(2)(3)5(2017河南六市一聯(lián))足夠長的傾角為的光滑斜面的底端固定一輕彈簧,彈簧的上端連接質(zhì)量為m、厚度不計的鋼板,鋼板靜止時彈簧的壓縮量為x0,如圖所示一物塊從距鋼板3x0的A處沿斜面滑下,與鋼板碰撞后立刻與鋼板一起向下運動,但不粘連,它們到達(dá)最低點后又向上運動已知物塊質(zhì)量也為m時,它們恰能回到O點,O為彈簧自然伸長時鋼板的位置若物塊質(zhì)量為2m,仍從A處沿斜面滑下,則物塊與鋼板回到O點時,還具有向上的速度,已知重力加速度為g,計算結(jié)果可以用根式表示,求:(1)質(zhì)量為m的物塊與鋼板碰撞后瞬間的速度大小v1;(2)碰撞前彈簧的彈性勢能;(3)質(zhì)量為2m的物塊沿斜面向上運動到達(dá)的最高點離O點的距離解析(1)設(shè)物塊與鋼板碰撞前速度為v0,有3mgx0sinmv解得:v0設(shè)物塊與鋼板碰撞后一起運動的速度為v1,有mv02mv1解得v1(2)設(shè)碰撞前彈簧的彈性勢能為Ep,當(dāng)質(zhì)量為m的物塊和鋼板一起回到O點時,彈簧無形變,彈簧彈性勢能為零,根據(jù)機(jī)械能守恒得Ep(2m)v2mgx0sin解得:Epmgx0sin(3)由能量守恒可知質(zhì)量為2m的物塊與鋼板碰撞前的速度為v0設(shè)v2表示質(zhì)量為2m的物塊與鋼板碰后一起向下運動的速度,有2mv03mv2它們回到O點時,彈簧彈性勢能為零,但它們?nèi)岳^續(xù)向上運動,設(shè)此時速度為v,由機(jī)械能守恒定律得Ep(3m)v3mgx0sin(3m)v2在O點物塊與鋼板分離分離后,物塊以初速度v沿斜面上升,設(shè)運動到達(dá)的最高點離O點的距離為x,有v22ax2mgsin2ma解得:x答案(1)(2)mgx0sin(3)6(2017福建六校聯(lián)考)如圖所示,小球A系在細(xì)線的一端,線的另一端固定在O點,O到光滑水平面的距離h0.8 m,已知A的質(zhì)量為m,物塊B的質(zhì)量是小球A的5倍,置于水平傳送帶左端的水平面上且位于O點正下方,傳送帶右端有一帶半圓光滑軌道的小車,小車的質(zhì)量是物塊B的5倍,水平面、傳送帶及小車的上表面平滑連接,物塊B與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.5,其余摩擦不計,傳送帶長L3.5 m,以恒定速率v06 m/s順時針運轉(zhuǎn)現(xiàn)拉動小球使線水平伸直后由靜止釋放,小球運動到最低點時與物塊發(fā)生彈性正碰,小球反彈后上升到最高點時與水平面的距離為,若小車不固定,物塊剛好能滑到與圓心O1等高的C點,重力加速度為g,小球與物塊均可視為質(zhì)點,求:(1)小球和物塊相碰后物塊B的速度vB大小(2)若滑塊B的質(zhì)量mB1 kg,求滑塊B與傳送帶之間由摩擦而產(chǎn)生的熱量Q及帶動傳送帶的電動機(jī)多做的功W電(3)小車上半圓軌道半徑R的大小解析(1)小球A下擺及反彈上升階段機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律得mghmv,mghmvA、B碰撞過程系統(tǒng)動量守恒,以A的初速度方向為正方向,由動量守恒定律得mvAmv15mvB代入數(shù)據(jù)解得vB1 m/s(2)經(jīng)過時間t,B與傳送帶速度相等,由勻變速直線運動速度公式得v0vBgt代入數(shù)據(jù)解得t1 s物塊滑行的距離s物t3.5 mL傳送帶的位移s傳v0t6 m則s相對s傳s物2.5 mQmBgs相對12.5 J電動機(jī)多做的功W電mBvmBvQ30 J(3)物塊在傳送帶上一直加速到達(dá)右端時恰好與傳送帶速度相等,系統(tǒng)水平方向動量守恒,以向右為正方向,由動量守恒定律得5mv0(5m25m)v由機(jī)械能守恒定律得5mv(5m25m)v25mgR代入數(shù)據(jù)解得R1.5 m答案(1)1 m/s(2)12.5 J30 J(3)1.5 m