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1、2020届高三物理一轮复习力学综合课堂练习二 1.某同学用如图的装置“验证动量守恒定律”,水平地面上的O点是斜槽轨道末端在竖直方向的射影点.实验时,先将球a从斜槽轨道上某固定点由静止释放,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复多次;再把同样大小的球b放在斜槽轨道水平段的末端处静止,让球a仍从原固定点由静止释放,之后与b球相碰,碰后两球分别落在记录纸上的不同位置,重复多次.实验中必须测量的物理量是_.(填序号字母)A.小球a、b的质量ma、mbB.小球a、b的半径rC.斜槽轨道末端在水平地面的高度HD.小球a、b离开斜槽轨道后做平抛运动的飞行时间E.记录纸上O点到两小球碰撞前后的平均落点A、B、C
2、的距离解析:实验只要验证ma.选AE.答案:AE2.如图,用底部带孔的玻璃试管和弹簧可以组装一个简易“多功能实验器”,利用该实验器,一方面能测弹簧的劲度系数,另一方面可测量小球平抛运动初速度,还可以用来验证弹性势能大小与弹簧缩短量间的关系.(1)用该装置测量弹簧劲度系数k时需要读出几次操作时的_和_,然后由公式_求出k的平均值.(2)使用该装置测量小球的初速度时,需要多次将弹簧右端压到_(填“同一”或“不同”)位置.然后分别测出小球几次飞出后的_和_,再由公式_求出初速度的平均值.(3)由于弹簧缩短时弹性势能Ep的大小等于弹出的小球的初动能.因此用该装置可验证弹簧弹性势能Ep与弹簧缩短量x之间
3、的关系是否满足Epx2,主要步骤如下,请排出合理顺序_.A.改变拉引细线的拉力即改变弹簧长度,从刻度尺读出x2、x3并求出对应小球初速度v2、v3B.调好装置,用手缓缓拉引拴住弹簧右端的细线,使弹簧缩短到某一位置,用刻度尺读出弹簧缩短量x1,并将小球轻推至管内弹簧端点处C.突然释放细线,弹出的球平抛运动到复写纸上,留下痕迹,测出相关距离,求出小球初速度v1D.分析数据,比较几次v2与x2之间的关系,可得结论解析:(1)由胡克定律可知,要测出弹簧的劲度系数,需测拉力(等于弹簧弹力)和弹簧的形变量;(2)此实验是利用平抛运动测小球初速度,因此弹簧每次都要压到同一位置,使小球平抛的初速度恒定;测平抛
4、初速度须测定平抛竖直高度h和水平位移s,则s=v0t,h=gt2求初速度;(3)略.答案:(1)拉力大小F 弹簧缩短量x k= (或(2)同一 水平位移s 下落高度hv=s (或 (3)BCAD3.航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2 kg,动力系统提供的恒定升力F=28 N.试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10 m/s2.(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8 s时到达高度H=64 m.求飞行器所受阻力f的大小;(2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6 s时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力.求飞行器能达到的最大高度h;(3)为了使飞行器不致
5、坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3.解:(1)第一次飞行中,设加速度为a1匀加速运动 H=由牛顿第二定律 F-mg-f=ma1解得 f=4 N.(2)第二次飞行中,设失去升力时的速度为v1,上升的高度为s1匀加速运动 s1=设失去升力后加速度为a2,上升的高度为s2由牛顿第二定律 mg+f=ma2v1=a1t2s2=解得 h=s1+s2=42 m.(3)设失去升力下降阶段加速度为a3;恢复升力后加速度为a4,恢复升力时速度为v3由牛顿第二定律 mg-f=ma3F+f-mg=ma4且 =hv3=a3t3解得 t3=s(或2.1 s).4.倾角为30的足够长光滑斜面下端与一足够
6、长光滑水平面相接,连接处用一光滑小圆弧过渡,斜面上距水平面高度分别为h1=5 m和h2=0.2 m的两点上,各固定一小球A和B.某时刻由静止开始释放A球,经过一段时间t后,同样由静止开始释放B球.g取10 m/s2,则:(1)为了保证A、B两球不会在斜面上相碰,t最长不能超过多少?(2)在满足(1)的情况下,为了保证两球在水平面上的碰撞次数不少于两次,两球的质量mA和mB应满足什么条件?(假设两球的碰撞过程没有能量损失)解:(1)设两球在斜面上下滑的加速度为a,根据牛顿第二定律得:mgsin30=ma设AB两球下滑到斜面底端所用时间分别为t1和t2,则:所以:t=t1-t2=1.6 s.(2)
7、设AB两球下滑到斜面底端时速度分别为v1和v2,第一次相碰后速度分别为vA和vB,则根据机械能守恒=mAgh1=mBgh2根据动量守恒和能量守恒mAv1+mBv2=mAvA+mBvB为使两球能发生第二次碰撞,应满足vAvB由代入数据后可得:.5.如图所示,半径分别为R和r(Rr)的甲乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内,两轨道之间由一光滑水平轨道CD相连,在水平轨道CD上有一轻弹簧被a、b两个小球夹住,但不拴接.同时释放两小球,a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点.(1)已知小球a的质量为m,求小球b的质量.(2)若ma=mb=m,且要求a、b都还能够通过各自的最高点,则弹簧在释放前至少具有多
8、大的弹性势能.解:(1)mg=解得:va=;同理可得:vb=又:mva=mbvb所以:mb=.(2)由题意分析知,应该按照a球在轨道最顶点具有临界速度这一条件计算.依照上面结果可得:va=mva=mvb所以有:Ep=25mgR.6.如图所示,半径R=0.5 m的光滑半圆轨道竖直固定在高h=0.8 m的光滑水平台上,与平台平滑连接,平台长L=1.2 m.可视为质点的两物块m1、m2紧靠在一起静止在平台的最右端D点,它们之间有烈性炸药.今点燃炸药,假设炸药释放出来的能量全部转化为物块m1、m2的机械能,使它们具有水平方向的速度,m1通过平台到达半圆轨道的最高点A时,轨道对它的压力大小是N=44 N,水平抛出落在水平地面上的P点,m2也落在P点,已知m1=2 kg,g取10 m/s2.求炸药释放出来的能量是多少?解:设m1在A点时的速度为v,由牛顿第二定律得mg+N=,有v=4 m/s从A点到P点运动的时间为t1,h+2R=,有t1=0.6 s设运动的水平距离为s,则s+L=vt1,故s=1.2 m设刚爆炸后,m1的速度为v1,由机械能守恒定律得=m1g2R+m1v2,解得v1=6 m/s设平抛时的速度为v2,平抛运动的时间为t2因h=得t2=4 s,v2=3 m/s.对m1、m2爆炸过程运用动量守恒定律得0=m1v1-m2v2,所以m2=4 kg炸药释放出来的能量E=54 J.