《高中物理二轮复习专题用动力学和能量观点解决多过程问题练习含解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理二轮复习专题用动力学和能量观点解决多过程问题练习含解析.docx（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、专题41用动力学和能量观点解决多过程问题1将全过程进行分解，分析每个过程的规律，分析哪种能量增加了哪种能量减少了；找到子过程间的联系，寻找解题方法.2.若运动过程只涉及求解力而不涉及能量，运用牛顿运动定律.3.若运动过程涉及能量转化问题，且具有功能关系的特点，则常用动能定理或能量守恒定律.4.不同过程连接点速度的关系有时是处理两个过程运动规律的突破点1(2020山东潍坊市月考)如图1甲所示，水平轨道AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BC相切于B点，一质量为m的小滑块(视为质点)，从A点由静止开始受水平拉力F作用，F随位移的变化规律如图乙所示(水平向右为F的正方向)已知AB长为4L，圆弧轨道对应的圆
2、心角为60，半径为L，滑块与AB间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g.求：图1(1)滑块对轨道的最大压力；(2)滑块相对水平轨道上升的最大高度答案(1)9mg，方向竖直向下(2)L解析(1)小滑块运动到B点时对轨道的压力最大，从A到B，由动能定理得4mg2Lmg2L4mgLmv0，解得vB2，在B点由牛顿第二定律得FNmgm，解得FN9mg，由牛顿第三定律可知滑块对轨道压力大小为9mg，方向竖直向下(2)对小滑块，从B到C，由动能定理得mgh1mvmv，其中h1L(1cos 60)L，解得vC，滑块在C点的竖直分速度vyvCsin 60，滑块从C到最高点的过程有v2gh2，解得h2L，滑块相
3、对水平轨道上升的最大高度hh1h2L.2.(2019浙江湖州市模拟)某校科技节举行车模大赛，其规定的赛道如图2所示，某小车以额定功率18 W由静止开始从A点出发，经过粗糙水平面AB，加速2 s后进入光滑的竖直圆轨道BC，恰好能经过圆轨道最高点C，然后经过光滑曲线轨道BE后，从E处水平飞出，最后落入沙坑中，已知圆轨道半径R1.2 m，沙坑距离BD平面的高度h21 m，小车的总质量为1 kg，g10 m/s2，不计空气阻力，求：图2(1)小车在B点对轨道的压力大小；(2)小车在AB段克服摩擦力做的功；(3)轨道BE末端平抛高台高度h1为多少时，能让小车落入沙坑的水平位移最大？最大值是多少？答案(1
4、)60 N(2)6 J(3)1 m4 m解析(1)由于小车恰好经过圆轨道最高点C，则有mg由BC，根据动能定理有2mgRmvmv在B点由牛顿第二定律有FNmgm联立解得FN60 N，由牛顿第三定律可知，在B点小车对轨道的压力大小为60 N，方向竖直向下(2)由AB，根据动能定理有：PtWfmv，解得Wf6 J，即小车在AB段克服摩擦力做的功为6 J.(3)由BE，根据动能定理有mgh1mvmv，飞出后，小车做平抛运动，所以h1h2gt2水平位移xvEt，可得x ，即x ，当h11 m时，水平距离最大，xmax4 m.3(2020河北邯郸市期末)如图3所示，倾角为的光滑斜面固定在水平面上，一质量
5、为m的小物块受到一沿斜面向上的恒定拉力F的作用，从A点由静止开始向上加速运动，当小物块运动到斜面上的B点时，它的动能与重力势能之和增加了18 J，此时将拉力F反向，但大小不变，直到物块再次返回出发点A.已知物块从A到B的时间为从B返回A时间的一半重力加速度为g，求：图3(1)拉力F的大小；(用m、g表示)(2)以A为零势能点，当物块动能为6 J时，物块的重力势能答案(1)9mgsin (2)0.75 J或3 J解析(1)设物块在时间t内从A到B，则从B返回A的时间为2t，t和2t时间内的加速度大小分别为a1、a2，由于t与2t内的位移大小相等，方向相反，则有：a1t2a1t2ta2(2t)2，
6、解得：，由牛顿第二定律得：从A到B过程：Fmgsin ma1，从B到A过程：Fmgsin ma2，解得：F9mgsin ；(2)物块的动能为6 J的位置有两个，设第一个动能为6 J的位置距离A为x1，第二个动能为6 J的位置距离B为x2，A、B间的距离为x，由动能定理得：(Fmgsin )x1Ek，解得：mgx1sin Ek0.75 J，该点重力势能：Ep1mgx1sin 0.75 J；对从开始运动到动能第二次为6 J的过程，由动能定理得：(Fmgsin )x(mgsin F)x2Ek，由于F9mgsin ，则：Fx10mgx2sin 6 J，由于Fx18 J，解得：mgx2sin 1 J，该
7、点的重力势能：Epmgxsin mgx2sin ，因为mgxsin Fx2 J，因此：Ep2(21) J3 J.4(2020全国名校11月大联考)如图4所示，质量为m2 kg的小物块从一半径为R0.45 m的四分之一光滑圆弧轨道顶点A从静止开始下滑，滑到圆弧最低点B后，滑上长为L1.6 m的水平桌面，水平桌面上沿运动方向粘贴了一段长度未知的粗糙纸面，桌面其他部分光滑，小物块与粗糙纸面间的动摩擦因数0.25.小物块滑出后做平抛运动，桌面离地高度h以及水平飞行距离s均为0.8 m，重力加速度为g，求：(g10 m/s2)图4(1)在圆弧最低点B，物块对轨道的压力；(2)粗糙纸面的长度x；(3)将粗
8、糙纸面放在不同位置，物块从B端滑过桌面到落地过程，时间最长是多少？答案(1)60 N，方向竖直向下(2)1 m(3)1.1 s解析(1)物块从A到B只有重力做功，机械能守恒，故有：mgRmv解得：vB m/s3 m/s物块在B处时，由牛顿第二定律可得：FNmg代入数据解得FN60 N由牛顿第三定律可得，在圆弧最低点B处，物块对轨道的压力大小为60 N，方向竖直向下(2)物块滑出桌面后做平抛运动，设物块在桌面边缘的速度为v，则由平抛运动规律得：hgt2，svt，代入数据解得：v2 m/s，t0.4 s，物块在桌面上运动过程，由动能定理可得：mgxmv2mv代入数据解得x1 m.(3)物块在粗糙纸面上做初速度为vB，加速度大小为g，末速度为v的匀减速运动，运动时间恒定；在纸面左侧的部分，物块以vB匀速运动，在纸面右侧的部分，物块以v匀速运动；故要使滑块从B端滑过桌面用时最长，应使粗糙纸面的左边界和B点重合，最长时间为tmaxt1.1 s