2020高考物理通用版三轮冲刺高考热点排查练热点15.pdf

热点 15动力学与能量观点的综合应用 1 2019 湖南娄底市下学期质量检测 如图1 为极限运动中的两部分赛道 其中 的 AB 部分为竖直平面内半径为R 的 1 4光滑圆弧赛道 最低点 B 的切线水平 上CD 为倾角为 30 的斜面 最低点 C 位于 B 点的正下方 B C 两点距离也等于R 质量为 m 的极限运动员 可 视为质点 从 AB 上 P 点处由静止开始滑下 恰好垂直CD 落到斜面上 不计空气阻力 重力 加速度为g 求 图 1 1 极限运动员落到CD 上的位置与C 的距离 2 极限运动员通过B 点时对圆弧轨道的压力 3 P 点与 B 点的高度差 答案 1 4 5R 2 7 5mg 方向竖直向下 3 1 5R 解析 1 设极限运动员在B 点的速度为v0 落在 CD 上的位置与C 的距离为x 速度大小为 v 在空中运动的时间为t 则 xcos 30 v0t R xsin 30 1 2gt 2 v0 tan 30 gt 联立解得x 0 8R 2 由 1 可得 v0 2 5gR 通过 B 点时 FN mg mv 0 2 R 极限运动员对轨道的压力大小为FN 则 FN FN 解得 FN 7 5mg 方向竖直向下 3 设 P 点与 B 点的高度差为h 则 mgh 1 2mv 0 2 解得 h 1 5R 2 2019 湖南长沙 望城 浏阳 宁乡3 月调研 某电动机工作时输出功率P 与拉动物体的 速度 v 之间的关系如图2 a 所示 现用该电动机在水平地面拉动一物体 可视为质点 运动 过程中轻绳始终处在拉直状态 且不可伸长 如图 b 所示 已知物体质量m 1 kg 与地面 间的动摩擦因数 1 0 35 在出发点 C 左侧 s 距离处另有长为d 0 5 m 的粗糙材料铺设的地 面 AB 段 物体与AB 段间的动摩擦因数为 2 0 45 g 取 10 m s 2 图 2 1 若 s 足够长 电动机功率为2 W 时 物体在地面能达到的最大速度是多少 2 若启动电动机 物体在 C 点从静止开始运动 到达 B 点时速度恰好达到0 5 m s 则 BC 间 的距离 s是多少 物体能通过AB 段吗 如果不能 则停在何处 答案 1 4 7 m s 2 0 25 m 不能物体最后停在AB 中点位置 解析 1 电动机拉动物体后 物体速度最大时 加速度为零 则水平方向所受拉力F 等于 摩擦力 F1 Ff1 1mg 3 5 N 根据 P Fv 有 vm P F1 4 7 m s 2 当物体运动速度小于0 5 m s 时 绳子对物体的拉力为恒力 物体做匀加速运动 拉力F P v 4 N 由牛顿第二定律得F Ff1 ma1 解得 a1 0 5 m s 2 由 s vB 2 2a1得 BC 间的距离 s 0 25 m 物体过 B 点后 Ff2 2mg 4 5 N 做减速运动 运动速度不会大于0 5 m s 拉力仍为恒力 物体做匀减速运动F Ff2 ma2 解得 a2 0 5 m s 2 物体滑行x 0 vB 2 2a2 0 25 m d 2 则物体最后停在AB 中点位置 。