2019屆高考物理總復習第五章機械能及其守恒定律突破全國卷5力學壓軸問題測試題_第1頁
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文檔簡介

1、突破全國卷5力學壓軸問題每年高考中都有一道力學綜合計算題,通過近幾年對全國卷試題的分析研究可以看出,力學計算題從考查直線運動逐漸轉為結合牛頓運動定律考查板塊模型問題、功能問 題這說明凡是考試大綱要求的,只要適合作為計算題綜合考查的,都有可能設置為計算題.因此高考復習中不要犯經驗主義錯誤,認為最近幾年沒有考查就不重點復習.一輪復 習時全面復習知識點,夯實基礎,是取得咼考勝利的關鍵.【重難解讀】對于力學壓軸題主要考查方向有以下幾點:Vj1. 不可或缺的受力分析和共點力平衡問題:整體法或隔離法的應用;正交分解法,矢 量三角形法的應用;臨界與極值問題的求解;連接體問題的分析都是潛在考點.2. 值得重視

2、的直線運動:傳送帶模型和滑塊一滑板模型的分析與求解;多物體多過程 運動中功能關系的應用;追及、相遇問題都是重點.3.體會曲線運動拋體與圓周運動:結合動能定理、機械能守恒定律、能量守恒定 律處理問題.【典題例證】憊例 (20 分)過山車是游樂場中常見的設施.下圖是一種過山車的簡易模型,它由水平軌道和在豎直平面內的三個圓形軌道組成,B、C D分別是三個圓形軌道的最低點,B、C間距與C D間距相等,半徑入R= 2.0 m、R2= 1.4 m .一個質量為 作 1.0 kg 的小球(視為質點), 從軌道的左側A點以vo= 12.0m/s 的初速度沿軌道向右運動,A B間距 4 = 6.0 m 小球與水

3、平軌道間的動摩擦因數(shù).重力加速度DP題題規(guī)律規(guī)律卩=0.2,圓形軌道是光滑的.假設水平軌道足夠長,圓形軌g=10 m/s1 2 3,計算結果保留小數(shù)點后一位數(shù)字.試求:道間不相互11mgLmg-2R=2m1?mv(2 分)2小球在最高點受到重力mg和軌道對它的作用力F,根據(jù)牛頓第二定律2V1F+mg= nR由得F= 10.0 N .12(1 分)(1 分)(2)設小球在第二個圓軌道的最高點的速度為V2,由題意2v2mg=mR,(1 分)12121mg L1+L)mg-2R=mvmv(2 分)由得L= 12.5 m .(1 分)(3) 要保證小球不脫離軌道, 可分兩種情況進行討論:I.軌道半徑較

4、小時,小球恰能通過第三個圓軌道,設在最高點的速度為2v3mg=m;V3,應滿足12121mg L1+2L)mg-2 Rs=qmvmv(2 分)由得R3= 0.4 m .(1分)n.軌道半徑較大時,小球上升的最大高度為根據(jù)動能定理12mgL1+ 2L) mg- Rs= 0 mv為了保證圓軌道不重疊,2 2 2(Rz+ Rs)=L+(Rs R)解得 27.9 m .(1分)綜合i、n,要使小球不脫離軌道,則第三個圓軌道的半徑須滿足下面的條件0R3 0.4 m 或 1.0 m F3 27.9 m .(1分)當 OvRW0.4 m 時,小球最終停留點與起始點A的距離為L,則(1 分)/(2分)(1分)

5、解得 Rs = 1.0 m(1 分)1mgLmg-2R=2m1?mv(2 分)3口mgL= 0 mv,L= 36.0 m .當 1.0 mw RW27.9 m 時,小球最終停留點與起始點A的距離為L,則(1分)L=L 2(L-Li 2L) = 26.0 m .(1 分)4答案(1)10.0 N (2)12.5 m (3)當 0RW0.4 m 時,L= 36.0 m 當 1.0 m Rw27.9 m 時,L= 26.0 m4忑族A#:該孑怎祈:萬】出向心力盍達式云示召匸易伸義価為GfSii百話五Mi:耳1析町能存在的炊感:石龍雖理的益用:把到一般,硏究鮎個運勢過程的特點;【突破訓練】1 .一質量

6、為 8.00 x104kg 的太空飛船從其飛行軌道返回地面.飛船在離地面高度1.60 x105m 處以 7.50 x103m/s 的速度進入大氣層,逐漸減慢至速度為100 m/s 時下落到地面.取地面為重力勢能零點,在飛船下落過程中,重力加速度可視為常量,大小取為9.8m/s2.(結果保留 2 位有效數(shù)字)(1) 分別求出該飛船著地前瞬間的機械能和它進入大氣層時的機械能;(2) 求飛船從離地面高度 600 m 處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功,已知飛船在該處的速度大小是其進入大氣層時速度大小的2.0%.1解析:(1)飛船著地前瞬間的機械能為氐=mV式中,m和V0分別是飛船的質量和著地前瞬

7、間的速率.由式和題給數(shù)據(jù)得8氐=4.0X10 J設地面附近的重力加速度大小為g.12飛船進入大氣層時的機械能為& = ?mv+mgh式中,Vh是飛船在高度 1.60 x105m 處的速度大小.由式和題給數(shù)據(jù)得Ek= 2.4x1012J .(2)飛船在高度h= 600 m 處的機械能為12Ev =尹 0.02Vh)+mgh由功能原理得W=EhEk0式中,W是飛船從離地面高度600 m 處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功由圓動題從三考析決運問要下來分題解周的需以點慮問L=L 2(L-Li 2L) = 26.0 m .(1 分)5式和題給數(shù)據(jù)得W= 9.7x108J .答案:見解析62.

8、 (2018 銅陵模擬)如圖所示,半徑為R= 1.0 m 的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內,軌道的一個端點B和圓心O的連線與水平方向的夾角0= 37,另一端點C為軌道的最低點.C點右側的光滑水平面上緊挨C點靜止放置一木板,木板質量M= 1 kg,上表面與C點等高.質量為m=1 kg的物塊(可視為質點)從空中A點以vo= 1.2 m/s 的速度水平拋出,恰好從軌道的B端沿切線2方向進入軌道.已知物塊與木板間的動摩擦因數(shù)卩=0.2 ,g取 10 m/s .求:(1) 物塊經過c點時的速率Vc.(2) 若木板足夠長,物塊在木板上相對滑動過程中產生的熱量Q解析:(1)設物塊在B點的速度為VB,從A到B物

9、塊做平拋運動,有:VBSin0 =V0從B到C,根據(jù)動能定理有:1212mgR1+sin0)=mC-mv解得:VC=6 m/s.(2)物塊在木板上相對滑動過程中由于摩擦力作用,最終將一起運動.設相對滑動時物塊加速度大小為a1,木板加速度大小為 比,經過時間t達到共同速度v,則:卩mgr ma,卩mg=Ma,v=VC- at,v=a2t根據(jù)能量守恒定律有:1212;(m M)v+Q= -mv聯(lián)立解得:Q= 9 J.答案:(1)6 m/s (2)9 Jfjb3.如圖所示,傾角為0的固定斜面的底端有一擋板M輕彈簧的下端固定在擋板M上,在自然長度下,彈簧的上端在O點處.質量為m的物塊A可視為質點)從P

10、點以初速度V。沿斜面向7下運動,PO= X0,物塊A與彈簧接觸后將彈簧上端壓到O點,然后A被彈簧彈回.A離開彈簧后,恰好能回到P點已知A與斜面間的動摩擦因數(shù)為 ,重力加速度用g表示.求:8(1) 物塊A運動到O點的速度大小;(2)O點和O點間的距離xi;(3) 在壓縮過程中彈簧具有的最大彈性勢能曰.解析:(1)物塊A從P點運動到O點,只有重力和摩擦力做功,由動能定理可知1212(mgsin0 mgcos0)xo=mvqmv得:v=v0+ 2g(sin0 cos0)xo.(2) 物塊A從P點向下運動再向上運動回到P點的全過程中,根據(jù)動能定理:12V20 2(x1+xo)=0 7mv,X1=xo.24igcos0(3) 物塊A從O點向上運動到P點的過程中,由能量守恒定律可知:E)=(mgsin0 +口mgcos0)(X1+xo)解得巳=fmv -tan0+ 1 j.22v0答案:(1)vo+ 2g(sin0 - cos0)xo(2)xo4-gcos0(1) 小球在經過第一個圓形軌道的最高點時,軌道對小球作用力的大小;(2)

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