通用版2020版高考物理大一轮复习考点规范练21力学三大观点的综合应用新人教版 有答案
5页1、1 考点规范练考点规范练 2121 力学三大观点的综合应用力学三大观点的综合应用 1 1.(2018河南南阳一中模拟)如图所示,一质量为m=1 kg、长为l=1 m 的直棒上附有倒刺,物体顺着直棒倒 刺下滑,所受阻力为物体重力的 ,逆倒刺而上时,将立即被倒刺卡住。现该直棒竖直静止在地面上,一弹性环 1 5 自直棒的顶端由静止开始下滑,设弹性环与地面碰撞过程不损失机械能,弹性环的质量m环=3 kg,重力加速度 g取 10 m/s2,求直棒在之后的运动过程中底部离开地面的最大高度。 答案 0.45 m 解析设弹性环下落到地面时,速度大小为v1,由动能定理得 m环gl-Ffl= m环,且有Ff= m环g,解得v1=4m/s, 1 2 v12 1 5 弹性环反弹后被直棒倒刺卡住,与直棒速度相同,设为v2,由动量守恒定律得m环v1=(m环+m)v2,解得 v2=3m/s, 故直棒能上升的最大高度为H=0.45m。 v22 2g 2 2. 在光滑水平桌面上O处固定一个弹性挡板,P处静止一质量为 2 kg 的质点C,OP的距离等于PQ的距离,两个 可视为质点的小物块A、B间夹有炸药,一起以v0=5
2、m/s 的速度向右做匀速运动,到P处与质点C碰前引爆炸 药,小物块A、B瞬间被炸开且在一条直线上运动,当B与C发生碰撞时瞬间粘到一块,已知A的质量为 1 kg,B的质量为 2 kg,若要BC到达Q之前不再与A发生碰撞,则小物块A、B间炸药释放的能量应在什么范围 内?(假设爆炸释放的能量全部转化为物块的动能) 2 答案 31 875 J 解析引爆炸药前后,由动量守恒定律可得(mA+mB)v0=mAvA+mBvB,设火药爆炸释放出来的能量为E,由能量守恒定 律可得mAmB(mA+mB)=E。B、C碰撞前后,由动量守恒定律得mBvB=(mC+mB)v共,根据题意可知, 1 2 vA2+ 1 2 vB2- 1 2 v02 若炸开后,物块A仍向右运动,根据题意有vAv共,可得Emin=3J;若炸开后,A向左运动,根据题意有-vA3v共,可 得Emax=1875J。 3 3.某校物理兴趣小组制作了一个游戏装置,其简化模型如图所示,在A点用一弹射装置可将静止的小滑块以水 平速度v0弹射出去,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径R=0.3 m 的光滑竖直圆形轨道,运行一周后自B 点向C点运动,C点右侧
3、有一陷阱,C、D两点的竖直高度差h=0.2 m,水平距离s=0.6 m,水平轨道AB长为l1=1 m,BC长为l2=2.6 m,小滑块与水平轨道间的动摩擦因数=0.5,重力加速度g取 10 m/s2。 (1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点,求小滑块在A点弹射出的速度大小。 (2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出,求小滑块在A点弹 射出的速度大小的范围。 答案(1)5 m/s (2)5 m/svA6 m/s 和vA3 m/s 5 解析(1)小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v,由牛顿第二定律得mg=m v2 R 从B到最高点小滑块机械能守恒,有 =2mgR+ mv2 1 2mvB 2 1 2 从A到B由动能定理得 -mgl1= 1 2mvB 2 - 1 2mv1 2 由以上三式解得A点的速度v1=5m/s。 3 (2)若小滑块刚好停在C处,从A到C由动能定理得 -mg(l1+l2)=0- 1 2mv2 2 解得A点的速度为v2=6m/s,若小滑块停在BC段,应满足 5m/svA6m/s。 若小滑块能通过C点并恰好越过陷阱,利用平抛运动,竖直方向
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