2018年高考物理三轮复习每日一题2018年4月10日+机械能及其守恒定律（二）
文档属性
| 名称 | 2018年高考物理三轮复习每日一题2018年4月10日+机械能及其守恒定律（二） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 949.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-04-11 09:02:59 | ||
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文档简介
4月10日 机械能及其守恒定律（二）
高考频度：★★★★☆
难易程度：★★★★☆
如图所示，ABCD为一竖直平面内的轨道，其中BC水平，A点比BC高出10 m，BC长1 m，AB和CD轨道光滑。一质量为1 kg的物体，从A点以4 m/s的速度开始运动，经过BC后滑到高出C点10.3 m的D点速度为零。（g取10 m/s2）求：
（1）物体与BC轨道间的动摩擦因数；
（2）物体第5次经过B点时的速度；
（3）物体最后停止的位置（距离B点多少米）。
【参考答案】（1）0.5 （2）13.3 m/s （3）0.4 m
【试题解析】（1）由动能定理得：
－mg（h－H）－μmgsBC=0－mv12
代入数据解得：μ=0.5
（2）物体第5次经过B点时，物体在B、C间滑动了4次，由动能定理：
mgH－μmg·4sBC=mvx2－mv12
代入数据解得vx=4 m/s≈13.3 m/s
（3）物体最后一定停在B、C间的某点，其速度为零，mgH－μmgs=0－mv12
解得：s=21.6 m x//*k/w
物体在B、C间来回10次（20 m）后，还有1.6 m，故距B点的距离为Δx=2 m－1.6 m=0.4 m
即先从B向C运动1 m再从C向B运动0.6 m停下
【知识补给】
多个物体应用机械能守恒定律解题应注意的问题
（1）对多个物体组成的系统要注意判断物体运动的过程中，系统的机械能是否守恒。
（2）注意寻找连接各物体间的速度关系的连接物，如绳子、杆或者其他物体，然后在寻找几个物体间的速度关系和位移关系。
（3）列机械能守恒方程时，一般选用ΔEA增=ΔEB减的形式。
如图甲所示，在倾角为30°的足够长的光滑斜面AB的A处连接一粗糙水平面OA，OA长为4 m。有一质量为m的滑块，从O处由静止开始受一水平向右的力F作用。F只在水平面上按图乙所示的规律变化。滑块与OA间的动摩擦因数μ=0.25，g取10 m/s2，试求：
（1）滑块运动到A处时的速度大小；
（2）不计滑块在A处的速率变化，滑块冲上斜面AB的长度是多少？
下图为某小型企业的一道工序示意图，图中一楼为原料车间，二楼为生产车间。为了节约能源，技术人员设计了一个滑轮装置用来运送原料和成品，在二楼生产的成品装入A箱，在一楼将原料装入B箱，而后由静止释放A箱，若A箱与成品的总质量为M=20 kg，B箱与原料的总质量为m=10 kg，这样在A箱下落的同时会将B箱拉到二楼生产车间，当B箱到达二楼平台时可被工人接住，若B箱到达二楼平台时没有被工人接住的话，它可以继续上升h=1 m速度才能减小到零。不计绳与滑轮间的摩擦及空气阻力，重力加速度g=10 m/s2，求：
（1）一楼与二楼的高度差H；
（2）在A、B箱同时运动的过程中绳对B箱的拉力大小。
如图所示，质量为m=60 kg的高山滑雪运动员，从A点由静止开始沿滑道滑下，从B点水平飞出后又落在与水平面成倾角=37°的斜坡上C点。已知A、B两点间的高度差为h=25 m，B、C两点间的距离为s=75 m，（g取10 m/s2，sin 37°=0.6），求：
（1）运动员从B点飞出时的速度的大小。
（2）运动员从A点到B点的过程中克服摩擦力所做的功。
如图甲所示，一固定在地面上的足够长的斜面，倾角为37°，物体A放在斜面底端挡板处，通过不可伸长的轻质绳跨过光滑轻质滑轮与物体B相连接，B的质量为M=1 kg，绳绷直时B离地面有一定的高度。在t=0时刻，无初速度释放B，由固定在A上的速度传感器得到的数据绘出的A沿斜面向上运动的v-t图象如图乙所示。若B落地后不反弹，g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。求：
（1）B下落的加速度大小a；
（2）A沿斜面向上运动的过程中，绳的拉力对A做的功W；
（3）A（包括传感器）的质量m及A与斜面间的动摩擦因数μ。
（4）求在0~0.75 s内摩擦力对A做的功。
在检测某电动车性能的实验中，质量为的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15 m/s，测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出图象（图中AB、BO均为直线）。假设电动车行驶中阻力恒定，求此过程中：
（1）电动车的额定功率；
（2）电动车由静止开始运动，经过多长时间，速度达到。
【参考答案】
（2）对于滑块冲上斜面的过程，由动能定理得
–mgLsin 30°=0–mvA2，
解得：L=5 m
所以滑块冲上AB的长度为L=5 m
（1）3 m （2）
（1）对A、B组成的系统有：
对B有：，解得：
（2）对A有：
对B有：
解得：
（1） （2）
（1）滑雪运动员从B点水平飞出后做平抛运动
解得
（2）A点到B点机械能不守恒，根据能量守恒定律
x++k..w
（1）4 m/s2 （2）3 J （3）0.5 kg 0.25 （4）–0.75 J
（1）由题图乙可知：前0.5 s，A、B以相同大小的加速度做匀加速运动，0.5 s末速度的大小为2 m/s。
=4 m/s2
（2）前0.5 s，绳绷直，设绳的拉力大小为F；后0.25 s，绳松驰，拉力为0
前0.5 s，A沿斜面发生的位移=0.5 m
对B，由牛顿第二定律有：Mg–F=Ma
对A，由牛顿第二定律有mgsin 37°+μmgcos 37°=ma′
由②③式可得F=m（a+a′）
代入数据解得m=0.5 kg
将数据代入③式解得μ=0.25
（4）物体A在斜面上先加速后减速，滑动摩擦力的方向不变，一直做负功
在0~0.75 s内物体A的位移为：x=×0.75×2 m=0.75 m
解法一
Wf=–μmg·x cos 37°=–0.75 J
解法二
设摩擦力做的功为Wf，对物体A在0~0.75 s的运动过程根据动能定理有
WF–mgΔh+Wf=0，Δh=xsin 37°
解得Wf=–0.75 J
加速度速度达到的时间
高考频度：★★★★☆
难易程度：★★★★☆
如图所示，ABCD为一竖直平面内的轨道，其中BC水平，A点比BC高出10 m，BC长1 m，AB和CD轨道光滑。一质量为1 kg的物体，从A点以4 m/s的速度开始运动，经过BC后滑到高出C点10.3 m的D点速度为零。（g取10 m/s2）求：
（1）物体与BC轨道间的动摩擦因数；
（2）物体第5次经过B点时的速度；
（3）物体最后停止的位置（距离B点多少米）。
【参考答案】（1）0.5 （2）13.3 m/s （3）0.4 m
【试题解析】（1）由动能定理得：
－mg（h－H）－μmgsBC=0－mv12
代入数据解得：μ=0.5
（2）物体第5次经过B点时，物体在B、C间滑动了4次，由动能定理：
mgH－μmg·4sBC=mvx2－mv12
代入数据解得vx=4 m/s≈13.3 m/s
（3）物体最后一定停在B、C间的某点，其速度为零，mgH－μmgs=0－mv12
解得：s=21.6 m x//*k/w
物体在B、C间来回10次（20 m）后，还有1.6 m，故距B点的距离为Δx=2 m－1.6 m=0.4 m
即先从B向C运动1 m再从C向B运动0.6 m停下
【知识补给】
多个物体应用机械能守恒定律解题应注意的问题
（1）对多个物体组成的系统要注意判断物体运动的过程中，系统的机械能是否守恒。
（2）注意寻找连接各物体间的速度关系的连接物，如绳子、杆或者其他物体，然后在寻找几个物体间的速度关系和位移关系。
（3）列机械能守恒方程时，一般选用ΔEA增=ΔEB减的形式。
如图甲所示，在倾角为30°的足够长的光滑斜面AB的A处连接一粗糙水平面OA，OA长为4 m。有一质量为m的滑块，从O处由静止开始受一水平向右的力F作用。F只在水平面上按图乙所示的规律变化。滑块与OA间的动摩擦因数μ=0.25，g取10 m/s2，试求：
（1）滑块运动到A处时的速度大小；
（2）不计滑块在A处的速率变化，滑块冲上斜面AB的长度是多少？
下图为某小型企业的一道工序示意图，图中一楼为原料车间，二楼为生产车间。为了节约能源，技术人员设计了一个滑轮装置用来运送原料和成品，在二楼生产的成品装入A箱，在一楼将原料装入B箱，而后由静止释放A箱，若A箱与成品的总质量为M=20 kg，B箱与原料的总质量为m=10 kg，这样在A箱下落的同时会将B箱拉到二楼生产车间，当B箱到达二楼平台时可被工人接住，若B箱到达二楼平台时没有被工人接住的话，它可以继续上升h=1 m速度才能减小到零。不计绳与滑轮间的摩擦及空气阻力，重力加速度g=10 m/s2，求：
（1）一楼与二楼的高度差H；
（2）在A、B箱同时运动的过程中绳对B箱的拉力大小。
如图所示，质量为m=60 kg的高山滑雪运动员，从A点由静止开始沿滑道滑下，从B点水平飞出后又落在与水平面成倾角=37°的斜坡上C点。已知A、B两点间的高度差为h=25 m，B、C两点间的距离为s=75 m，（g取10 m/s2，sin 37°=0.6），求：
（1）运动员从B点飞出时的速度的大小。
（2）运动员从A点到B点的过程中克服摩擦力所做的功。
如图甲所示，一固定在地面上的足够长的斜面，倾角为37°，物体A放在斜面底端挡板处，通过不可伸长的轻质绳跨过光滑轻质滑轮与物体B相连接，B的质量为M=1 kg，绳绷直时B离地面有一定的高度。在t=0时刻，无初速度释放B，由固定在A上的速度传感器得到的数据绘出的A沿斜面向上运动的v-t图象如图乙所示。若B落地后不反弹，g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。求：
（1）B下落的加速度大小a；
（2）A沿斜面向上运动的过程中，绳的拉力对A做的功W；
（3）A（包括传感器）的质量m及A与斜面间的动摩擦因数μ。
（4）求在0~0.75 s内摩擦力对A做的功。
在检测某电动车性能的实验中，质量为的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15 m/s，测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出图象（图中AB、BO均为直线）。假设电动车行驶中阻力恒定，求此过程中：
（1）电动车的额定功率；
（2）电动车由静止开始运动，经过多长时间，速度达到。
【参考答案】
（2）对于滑块冲上斜面的过程，由动能定理得
–mgLsin 30°=0–mvA2，
解得：L=5 m
所以滑块冲上AB的长度为L=5 m
（1）3 m （2）
（1）对A、B组成的系统有：
对B有：，解得：
（2）对A有：
对B有：
解得：
（1） （2）
（1）滑雪运动员从B点水平飞出后做平抛运动
解得
（2）A点到B点机械能不守恒，根据能量守恒定律
x++k..w
（1）4 m/s2 （2）3 J （3）0.5 kg 0.25 （4）–0.75 J
（1）由题图乙可知：前0.5 s，A、B以相同大小的加速度做匀加速运动，0.5 s末速度的大小为2 m/s。
=4 m/s2
（2）前0.5 s，绳绷直，设绳的拉力大小为F；后0.25 s，绳松驰，拉力为0
前0.5 s，A沿斜面发生的位移=0.5 m
对B，由牛顿第二定律有：Mg–F=Ma
对A，由牛顿第二定律有mgsin 37°+μmgcos 37°=ma′
由②③式可得F=m（a+a′）
代入数据解得m=0.5 kg
将数据代入③式解得μ=0.25
（4）物体A在斜面上先加速后减速，滑动摩擦力的方向不变，一直做负功
在0~0.75 s内物体A的位移为：x=×0.75×2 m=0.75 m
解法一
Wf=–μmg·x cos 37°=–0.75 J
解法二
设摩擦力做的功为Wf，对物体A在0~0.75 s的运动过程根据动能定理有
WF–mgΔh+Wf=0，Δh=xsin 37°
解得Wf=–0.75 J
加速度速度达到的时间
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