《2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練 2-6 力學(xué)三大觀點(diǎn)的應(yīng)用真題對(duì)點(diǎn)練(含解析)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練 2-6 力學(xué)三大觀點(diǎn)的應(yīng)用真題對(duì)點(diǎn)練(含解析)(7頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、力學(xué)三大觀點(diǎn)的應(yīng)用1(2017年高考課標(biāo)全國(guó)卷)如圖2613所示,兩個(gè)滑塊A和B的質(zhì)量分別為mA1 kg和mB5 kg,放在靜止于水平地面上的木板的兩端,兩者與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為10.5;木板的質(zhì)量為m4 kg,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為20.1.某時(shí)刻A、B兩滑塊開(kāi)始相向滑動(dòng),初速度大小均為v03 m/s.A、B相遇時(shí),A與木板恰好相對(duì)靜止設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取重力加速度大小g10 m/s2.求: 圖2613(1)B與木板相對(duì)靜止時(shí),木板的速度;(2)A、B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),兩者之間的距離. 解:(1)滑塊A和B在木板上滑動(dòng)時(shí),木板也在地面上滑動(dòng)設(shè)A、B與木板間的摩擦力的大小分別為f1、
2、f2,木板與地面間的摩擦力的大小為f3,A、B、木板相對(duì)于地面的加速度大小分別是aA、aB和a1,在物塊B與木板達(dá)到共同速度前有:f11mAgf21mBgf32(mAmBm)g由牛頓第二定律得f1mAaAf2mBaBf2f1f3ma1設(shè)在t1時(shí)刻,B與木板達(dá)到共同速度,設(shè)大小為v1.由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v1v0aBt1v1a1t1聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)解得:v11 m/s(2)在t1時(shí)間間隔內(nèi),B相對(duì)于地面移動(dòng)的距離sBv0t1aBt12設(shè)在B與木板達(dá)到共同速度v1后,木板的加速度大小為a2,對(duì)于B與木板組成的體系,由牛頓第二定律有:f1f3(mBm)a2由式知,aAaB;再由可知,B與木板達(dá)到共同速度時(shí)
3、,A的速度大小也為v1,但運(yùn)動(dòng)方向與木板相反由題意知,A和B相遇時(shí),A與木板的速度相同,設(shè)其大小為v2.設(shè)A的速度從v1變到v2所用時(shí)間為t2,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,對(duì)木板有v2v1a2t2對(duì)A有v2v1aAt2在t2時(shí)間間隔內(nèi),B(以及木板)相對(duì)地面移動(dòng)的距離為s1v1t2a2t22在(t1t2)時(shí)間間隔內(nèi),A相對(duì)地面移動(dòng)的距離為sAv0(t1t2)aA(t1t2)2A和B相遇時(shí),A與木板的速度也恰好相同因此A和B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),兩者之間的距離為s0sAs1sB聯(lián)立以上各式,代入數(shù)據(jù)得s01.9 m.2(2019年高考課標(biāo)全國(guó)卷)豎直面內(nèi)一傾斜軌道與一足夠長(zhǎng)的水平軌道通過(guò)一小段光滑圓弧平滑連接,小物塊
4、B靜止于水平軌道的最左端,如圖2614(a)所示t0時(shí)刻,小物塊A在傾斜軌道上從靜止開(kāi)始下滑,一段時(shí)間后與B發(fā)生彈性碰撞(碰撞時(shí)間極短);當(dāng)A返回到傾斜軌道上的P點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)時(shí),速度減為0,此時(shí)對(duì)其施加一外力,使其在傾斜軌道上保持靜止物塊A運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖2614(b)所示,圖中的v1和t1均為未知量已知A的質(zhì)量為m,初始時(shí)A與B的高度差為H,重力加速度大小為g,不計(jì)空氣阻力圖2614(1)求物塊B的質(zhì)量;(2)在圖(b)所描述的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,求物塊A克服摩擦力所做的功;(3)已知兩物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等在物塊B停止運(yùn)動(dòng)后,改變物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù),然后將A從P點(diǎn)釋放,一段
5、時(shí)間后A剛好能與B再次碰上求改變前后動(dòng)摩擦因數(shù)的比值解:(1)設(shè)物塊A和物塊B發(fā)生碰撞后一瞬間的速度分別為vA、vB,彈性碰撞瞬間,動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒,即:mv1mvAmBvBmv12mvA2mBvB2聯(lián)立方程解得:vAv1;vBv1根據(jù)vt圖象可知,vAv1解得:mB3m(2)設(shè)斜面的傾角為,根據(jù)牛頓第二定律得當(dāng)物塊A沿斜面下滑時(shí):mgsinfma1,由vt圖象知:a1當(dāng)物體A沿斜面上滑時(shí):mgsinfma2,由vt圖象知:a2解得:fmgsin;又因下滑位移x1v1t1則碰后A反彈,沿斜面上滑的最大位移為:x20.4t10.1v1t1其中h為P點(diǎn)離水平面得高度,即hH解得x2故在圖(b)
6、描述的整個(gè)過(guò)程中,物塊A克服摩擦力做的總功為:Wff(x1x2)mgsin()mgH(3)設(shè)物塊B在水平面上最遠(yuǎn)的滑行距離為S,設(shè)原來(lái)的摩擦因數(shù)為則以A和B組成的系統(tǒng),根據(jù)能量守恒定律有:mg(Hh)mgmBgS設(shè)改變后的摩擦因數(shù)為,然后將A從P點(diǎn)釋放,A恰好能與B再次碰上,即A恰好滑到物塊B位置時(shí),速度減為零,以A為研究對(duì)象,根據(jù)能量守恒定律得:mghmgmgS又據(jù)(2)的結(jié)論可知:WfmgHmg,得:tan9聯(lián)立解得,改變前與改變后的動(dòng)摩擦因數(shù)之比為.3(2019年高考課標(biāo)全國(guó)卷)一質(zhì)量為m2 000 kg的汽車以某一速度在平直公路上勻速行駛行駛過(guò)程中,司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)前方100 m處有一警示
7、牌立即剎車剎車過(guò)程中,汽車所受阻力大小隨時(shí)間變化可簡(jiǎn)化為圖2615(a)中的圖線圖(a)中,0t1時(shí)間段為從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到采取措施的反應(yīng)時(shí)間(這段時(shí)間內(nèi)汽車所受阻力已忽略,汽車仍保持勻速行駛),t10.8 s;t1t2時(shí)間段為剎車系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間,t21.3 s;從t2時(shí)刻開(kāi)始汽車的剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作,直至汽車停止,已知從t2時(shí)刻開(kāi)始,汽車第1 s內(nèi)的位移為24 m,第4 s內(nèi)的位移為1 m.圖2615(1)在圖2615(b)中定性畫(huà)出從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作后汽車運(yùn)動(dòng)的vt圖線;(2)求t2時(shí)刻汽車的速度大小及此后的加速度大??;(3)求剎車前汽車勻速行駛時(shí)的速度大小及t1t2時(shí)間內(nèi)汽
8、車克服阻力做的功;從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到汽車停止,汽車行駛的距離約為多少(以t1t2時(shí)間段始末速度的算術(shù)平均值替代這段時(shí)間內(nèi)汽車的平均速度)?解:(1)vt圖象如圖2616所示圖2616(2)設(shè)剎車前汽車勻速行駛時(shí)的速度大小為v1,則t1時(shí)刻的速度也為v1,t2時(shí)刻的速度為v2.在t2時(shí)刻后汽車做勻減速運(yùn)動(dòng),設(shè)其加速度大小為a.取t1 s設(shè)汽車在t2(n1)tt2nt內(nèi)位移為Sn,n1,2,3若汽車在t23tt24t時(shí)間內(nèi)未停止,設(shè)它在t23t時(shí)刻的速度為v3,在t24t時(shí)刻的速度為v4,由運(yùn)動(dòng)學(xué)有s1s43a(t)2s1v2ta(t)2v4v24at聯(lián)立式,代入已知數(shù)據(jù)解得v4 m/s這說(shuō)明在t
9、24t時(shí)刻前,汽車已經(jīng)停止因此,式不成立由于在t23tt24t內(nèi)汽車停止,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v3v23at2as4v32聯(lián)立,代入已知數(shù)據(jù)解得a8 m/s2,v228 m/s或者a m/s2,v229.76 m/s當(dāng)v229.76 m/s時(shí),v30舍掉,a8 m/s2,v228 m/s(3)設(shè)汽車的剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作時(shí),汽車所受阻力的大小為f1,由牛頓定律有:f1ma在t1t2時(shí)間內(nèi),阻力對(duì)汽車沖量的大小為:If1(t2t1)由動(dòng)量定理有:Imv1mv2由動(dòng)量定理,在t1t2時(shí)間內(nèi),汽車克服阻力做的功為:Wmv12mv22聯(lián)立式,代入已知數(shù)據(jù)解得v130 m/sW1.16105 J從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到汽車停止,汽車行駛的距離s約為sv1t1(v1v2)(t2t1)聯(lián)立,代入已知數(shù)據(jù)解得s87.5 m- 7 -