《高考物理模拟题训练机械能守恒定律专题 与弹簧相关机械能问题含解析中学教育高考_中学教育-高考.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理模拟题训练机械能守恒定律专题 与弹簧相关机械能问题含解析中学教育高考_中学教育-高考.pdf（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、学习好资料 欢迎下载 专题 04 与弹簧相关机械能问题 1.(2016乐山市三诊)利用弹簧弹射和皮带传动装置可以将工件运送至高处。如图 4 所示，已知传送轨道平面与水平方向成 37角，倾角也是 37的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接，弹簧下端固定在斜面底端，工件与皮带间的动摩擦因数 0.25。皮带传动装置顺时针匀速转动的速度v4 m/s，两轮轴心相距L5 m，B、C分别是传送带与两轮的切点，轮缘与传送带之间不打滑。现将质量m1 kg 的工件放在弹簧上，用力将弹簧压缩至A点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到皮带上的B点时速度v08 m/s，A、B间的距离x1 m。工件可视为质点，g取
2、10 m/s2。(sin 370.6，cos 37 0.8)求：(1)弹簧的最大弹性势能；(2)工件沿传送带上滑的时间。(2)工件沿传送轨道减速向上滑动过程 mgsin 37 mgcos 37ma1 与传送带共速需要时间t1v0va10.5 s 工件滑行位移大小x1v20v22a13 mL 因为 tan 37，所以工件将沿传送带继续减速上滑mgsin 37 mgcos 37ma2 假设工件速度减为 0 时，工件未从传送带上滑落。则 学习好资料 欢迎下载 t2va21 s 工件滑行位移大小x2v22a22 mLx1 故假设成立，工件沿传送带上滑的时间为 tt1t21.5 s。答案(1)38 J(
3、2)1.5 s 2(18 分)（2016 山东省东营市联考）下图为光电计时器的实验简易示意图。当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。光滑水平导轨MN上放置两个相同的物块A和B，左端挡板处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带平滑连接，今将挡光效果好，宽度为d=3.610-3m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上，且高出物块，并使高出物块部分在通过光电门时挡光。传送带水平部分的长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s 匀速转动。物块A、B与传送带间的动摩擦因数=0.2，质量mA=mB=1kg。开始时在A和B之间压缩一轻弹簧，锁定其处于静止状态，现解除锁定，弹开物
4、块A和B，迅速移去轻弹簧，两物块第一次通过光电门，计时器显示读数均为t=9.010-4s，重力加速度g取 10m/s2。试求：（1）弹簧储存的弹性势能Ep；（2）物块B在传送带上向右滑动的最远距离sm；（3）若物块B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的物块A在水平面上相碰，且A和B碰后互换速度，则弹射装置P至少应以多大速度将A弹回，才能在AB碰后使B刚好能从Q端滑出?此过程中，滑块B与传送带之间因摩擦产生的内能E为多大?【参照答案】（1）16J（2）4m（3）E=mBgS=mBg（S带L）如图所示已知传送轨道平面与水平方向成角倾角也是的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接弹簧下端固定在斜
5、面底端工件与皮带间的动摩擦因数皮带传动装置顺时针匀速转动的速度两轮轴心相距分别是传送带与两轮的切皮带上的点时速度间的距离工件可视为质点取求弹簧的最大弹势能工件沿传送带上滑的时间工件沿传送轨道减速向上滑动过程与传送带共速需要时间工件滑行位移大小因为所以工件将沿传送带继续减速上滑假设工件速度减为时工件东营市联考下图为光电计时器的实验简易示意图当有不透光物体从光电门间通过时光电计时器就可以显示物体的挡光时间光滑水平导轨上放置两个相同的物块和左端挡板处有一弹射装置右端处与水平传送带平滑连接今将挡光效果好学习好资料 欢迎下载【名师解析】（1）解除锁定，弹开物块A、B后，两物体的速度大小为：vA=vB=3
6、43.6 109.0 10dt=4.0m/s （2 分）弹簧储存的弹性势能22PAB1116J22Emm(3 分)（2）物块B滑上传送带做匀减速运动，当速度减为零时，滑动的距离最远。由动能定理得：mBgsm=0mBvB2/2 得 sm=4m 3.如图所示，一质量为m1 kg 的可视为质点的滑块，放在光滑的水平平台上，平台的左端与水平传送带相接，传送带以v2 m/s 的速度沿顺时针方向匀速转动(传送带不打滑)。现将滑块缓慢向右压缩轻弹簧，轻弹簧的原长小于平台的长度，滑块静止时弹簧的弹性势能为Ep4.5 J，若突然释放滑块，滑块向左滑上传送带。已知滑块与传送带间的动摩擦因数为 0.2，传送带足够长
7、，取g10 m/s2。求：(1)滑块第一次滑上传送带到离开传送带所经历的时间；(2)滑块第一次滑上传送带到离开传送带由于摩擦产生的热量。如图所示已知传送轨道平面与水平方向成角倾角也是的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接弹簧下端固定在斜面底端工件与皮带间的动摩擦因数皮带传动装置顺时针匀速转动的速度两轮轴心相距分别是传送带与两轮的切皮带上的点时速度间的距离工件可视为质点取求弹簧的最大弹势能工件沿传送带上滑的时间工件沿传送轨道减速向上滑动过程与传送带共速需要时间工件滑行位移大小因为所以工件将沿传送带继续减速上滑假设工件速度减为时工件东营市联考下图为光电计时器的实验简易示意图当有不透光物体从光
8、电门间通过时光电计时器就可以显示物体的挡光时间光滑水平导轨上放置两个相同的物块和左端挡板处有一弹射装置右端处与水平传送带平滑连接今将挡光效果好学习好资料 欢迎下载【名师解析】(1)释放滑块的过程中机械能守恒，设滑块滑上传送带的速度为v1，则Ep12mv21，得v13 m/s 滑块在传送带上运动的加速度ag2 m/s2 滑块向左运动的时间t1v1a1.5 s 向右匀加速运动的时间t2va1 s 向左的最大位移为x1v212a2.25 m 向右加速运动的位移为x2v22a1 m 匀速向右的时间为t3x1x2v0.625 s 所以tt1t2t33.125 s。如图所示已知传送轨道平面与水平方向成角倾
9、角也是的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接弹簧下端固定在斜面底端工件与皮带间的动摩擦因数皮带传动装置顺时针匀速转动的速度两轮轴心相距分别是传送带与两轮的切皮带上的点时速度间的距离工件可视为质点取求弹簧的最大弹势能工件沿传送带上滑的时间工件沿传送轨道减速向上滑动过程与传送带共速需要时间工件滑行位移大小因为所以工件将沿传送带继续减速上滑假设工件速度减为时工件东营市联考下图为光电计时器的实验简易示意图当有不透光物体从光电门间通过时光电计时器就可以显示物体的挡光时间光滑水平导轨上放置两个相同的物块和左端挡板处有一弹射装置右端处与水平传送带平滑连接今将挡光效果好学习好资料 欢迎下载 4.如图所示
10、，有一个可视为质点的质量m1 kg 的小物块，从光滑平台上的A点以v01.8 m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，最后小物块无碰撞地滑上紧靠轨道末端D点的足够长的水平传送带。已知传送带上表面与圆弧轨道末端切线相平，传送带沿顺时针方向匀速运行的速度为v3 m/s，小物块与传送带间的动摩擦因数 0.5，圆弧轨道的半径为R2 m，C点和圆弧的圆心O点连线与竖直方向的夹角 53，不计空气阻力，重力加速度g10 m/s2，sin 53 0.8，cos 530.6。求：(1)小物块到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；(2)小物块从滑上传送带到第一次离
11、开传送带的过程中产生的热量。(2)设小物块在传送带上的加速度为a，则 mgmaag5 m/s2 设小物块由D点向左运动至速度为零，所用时间为t1，位移为x1，则 如图所示已知传送轨道平面与水平方向成角倾角也是的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接弹簧下端固定在斜面底端工件与皮带间的动摩擦因数皮带传动装置顺时针匀速转动的速度两轮轴心相距分别是传送带与两轮的切皮带上的点时速度间的距离工件可视为质点取求弹簧的最大弹势能工件沿传送带上滑的时间工件沿传送轨道减速向上滑动过程与传送带共速需要时间工件滑行位移大小因为所以工件将沿传送带继续减速上滑假设工件速度减为时工件东营市联考下图为光电计时器的实验简
12、易示意图当有不透光物体从光电门间通过时光电计时器就可以显示物体的挡光时间光滑水平导轨上放置两个相同的物块和左端挡板处有一弹射装置右端处与水平传送带平滑连接今将挡光效果好学习好资料 欢迎下载 vDat1 x1vD2t1 设t1时间内传送带向右的位移为x2，则x2vt1 小物块速度由零增加到与传送带速度相等的过程，所用时间为t2，t2va 通过的位移x3，x3v2t2 传送带的位移为x4vt2 小物块相对传送带移动的位移为 xx1x2x4x3 Qmgx，解得Q32 J。答案(1)22.5 N，方向竖直向下(2)32 J 如图所示已知传送轨道平面与水平方向成角倾角也是的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接弹簧下端固定在斜面底端工件与皮带间的动摩擦因数皮带传动装置顺时针匀速转动的速度两轮轴心相距分别是传送带与两轮的切皮带上的点时速度间的距离工件可视为质点取求弹簧的最大弹势能工件沿传送带上滑的时间工件沿传送轨道减速向上滑动过程与传送带共速需要时间工件滑行位移大小因为所以工件将沿传送带继续减速上滑假设工件速度减为时工件东营市联考下图为光电计时器的实验简易示意图当有不透光物体从光电门间通过时光电计时器就可以显示物体的挡光时间光滑水平导轨上放置两个相同的物块和左端挡板处有一弹射装置右端处与水平传送带平滑连接今将挡光效果好