（通用版）2020高考物理三輪沖刺 高考熱點(diǎn)排查練熱點(diǎn)16 力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用（含解析）

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1、熱點(diǎn)16　力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用 1．(2019·山東威海市5月模擬)如圖1所示，光滑水平地面上放置一質(zhì)量M＝3kg的長木板，長木板右端固定一輕質(zhì)彈簧，其勁度系數(shù)k＝300N/m，彈簧的自由端到長木板左端的距離L＝0.8 m．質(zhì)量m＝1 kg的小物塊以v0＝4 m/s的初速度從長木板左端滑上長木板．已知小物塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，彈簧的彈性勢(shì)能表達(dá)式為Ep＝kx2 (其中x為彈簧的形變量)，重力加速度g取10m/s2.求： 圖1 (1)小物塊從滑上長木板至剛與彈簧接觸時(shí)所用的時(shí)間(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)； (2)彈簧彈性勢(shì)能的最大值． 答案　(1)0.254s　(2)

2、1.5J 解析　(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式及牛頓第二定律得： μmg＝mam μmg＝MaM xm＝v0t－amt2 xM＝aMt2 L＝xm－xM 聯(lián)立解得：t1＝≈0.254s，t2＝s(舍去) (2)由動(dòng)量守恒及能量守恒得： mv0＝(M＋m)v kx2＋μmg(L＋x)＝mv－(M＋m)v2 聯(lián)立解得：Ep＝kx2＝1.5J. 2．(2019·山西五地聯(lián)考上學(xué)期期末)如圖2所示，一質(zhì)量為M＝2kg的木板放在光滑水平地面上，在此木板的左端還有一質(zhì)量為m＝1kg的鐵塊(可視為質(zhì)點(diǎn))．最初木板左端位于O點(diǎn)，現(xiàn)給鐵塊一個(gè)瞬時(shí)沖量I，當(dāng)木板左端到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，鐵塊剛好到達(dá)木板右端與

3、木板一起運(yùn)動(dòng)．測(cè)得木板左端從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)用時(shí)t1＝0.2s，木板左端從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)用時(shí)t2＝0.3s；已知A、B兩點(diǎn)間的距離是x1＝0.24m，B、C兩點(diǎn)間的距離是x2＝0.51m，取重力加速度g＝10m/s2.求： 圖2 (1)O、A兩點(diǎn)間的距離和鐵塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)； (2)最初給鐵塊的瞬時(shí)沖量I的大小和木板的長度； (3)該過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能． 答案　(1)0.25m　0.4　(2)6N·s　3m　(3)12J 解析　(1)木板在A、B兩點(diǎn)間的平均速度為： 1＝＝1.2m/s 木板在B、C兩點(diǎn)間的平均速度為：2＝＝1.7m/s 木板勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為：

4、a1＝＝2m/s2 木板左端經(jīng)過A點(diǎn)的速度為：vA＝1－a1＝1m/s 由速度位移關(guān)系得O、A兩點(diǎn)間的距離為： x0＝＝0.25m 以木板為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得：μmg＝Ma1 解得：μ＝＝0.4 (2)木板與鐵塊相對(duì)靜止時(shí)的速度為： vC＝2＋a1·＝2m/s 取向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：mv0＝(m＋M)vC 解得：v0＝6m/s 最初給鐵塊的瞬時(shí)沖量為： I＝mv0＝1×6N·s＝6N·s 以鐵塊為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得：μmg＝ma2 得：a2＝4m/s2 木板左端到達(dá)C點(diǎn)時(shí)鐵塊的位移為： x3＝＝4m 所以木板的長度為：L＝x3－(x0＋x1＋x2)＝3m (3)該過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為：Q＝μmgL 解得：Q＝12J. 3