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高考物理第二轮复习第21讲多过程组合拳2017新题赏析课后练习含答案
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这是一份高考物理第二轮复习第21讲多过程组合拳2017新题赏析课后练习含答案,共4页。试卷主要包含了4 N,方向竖直向下 3等内容,欢迎下载使用。
(1)物块刚到达轨道上的C点时对轨道的压力;
(2)木板的长度。
题二:某校兴趣小组制作了一个游戏装置,其简化模型如图所示,在A点用一弹射装置将小滑块以某一水平速度弹射出去,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径R=0.1 m的光滑竖直圆形轨道,运行一周后自B点向C点运动,C点右侧有一陷阱,C、D两点的竖直高度差h=0.2 m,水平距离s=0.6 m,水平轨道AB长为L1=0.5 m,BC长为L2=1.5 m,小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度g=10 m/s2。
(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点,求小滑块在A点弹射出的速度大小;
(2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后,只要不掉进陷阱即为胜出,求小滑块在A点弹射出的速度大小范围。
题三:如图所示,将质量为m=1 kg的小物块放在长为L=1.5 m的小车左端,车的上表面粗糙,物块与车上表面间动摩擦因数μ=0.5,直径d=1.8 m的光滑半圆形轨道固定在水平面上且直径MON竖直,车的上表面和轨道最低点高度相同,距地面高度h=0.65 m,开始车和物块一起以10 m/s的初速度在光滑水平面上向右运动,车碰到轨道后立即停止运动,取g=10 m/s2,求:
(1)小物块刚进入半圆轨道时对轨道的压力;
(2)小物块落地点至车左端的水平距离。
题四:如图所示,一质量为m=1 kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的A点,随传送带运动到B点,小物块从C点沿圆弧切线方向进入竖直光滑的半圆轨道恰能做圆周运动。已知圆弧半径R=0.9 m,轨道最低点为D,D点距水平面的高度=0.8 m。小物块离开D点后恰好垂直碰击放在水平面上E点的固定倾斜挡板。已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.3,传送带以5 m/s恒定速率顺时针转动(g取10 m/s2),试求:
(1)传送带AB两端的距离;
(2)小物块经过D点时对轨道的压力的大小;
(3)倾斜挡板与水平面间的夹角θ的正切值。
多过程组合拳2017新题赏析
题一:(1)50 N (2)1 m
详解:(1)对于平抛过程,根据几何关系得vB=2v0。
从B点运动到C点的过程根据动能定理有mgR(1+sin θ)=eq \f(1,2)mvC2-eq \f(1,2)mvB2,刚到达C点时有FC-mg=meq \f(vC2,R),根据牛顿第三定律有FC′=FC,可得FC′=50 N。
(2)木块在木板上滑行,根据牛顿第二定律有μmg=ma1,μmg=Ma2,v1=vC-a1t,v2=a2t,
对于物块和滑板整体,根据动能定理有μmgL=eq \f(1,2)mvC2-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)mv12+\f(1,2)Mv22)),可得L=1 m。
题二:(1)3 m/s (2)3 m/s≤vA≤4 m/s或vA≥5 m/s
详解:(1)对从A到B的过程应用动能定理,则
-μmgL1=eq \f(1,2)mveq \\al(2,B)-eq \f(1,2)mveq \\al(2,1),由B到最高点小滑块机械能守恒,则eq \f(1,2)mveq \\al(2,B)=2mgR+eq \f(1,2)mv2。
小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v,由牛顿第二定律有mg=meq \f(v2,R),解得A点的速度v1=3 m/s。
(2)若小滑块刚好停在C处,则从A到C由动能定理得-μmg(L1+L2)=0-eq \f(1,2)mveq \\al(2,2),解得A点的速度为v2=4 m/s,若小滑块停在BC段,应满足3 m/s≤vA≤4 m/s。
若小滑块能通过C点并恰好越过壕沟,对A到C的过程应用动能定理-μmg(L1+L2)=eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)-eq \f(1,2)mveq \\al(2,A)。
根据平抛运动规律,在竖直方向有h=eq \f(1,2)gt2,在水平方向有s=v0t,解得vA=5 m/s。
所以初速度的范围为3 m/s≤vA≤4 m/s或vA≥5 m/s。
题三:(1)104.4 N,方向竖直向下 (2)3.4 m
详解:(1)车停止运动后取小物块为研究对象,设其到达车右端时的速度为v1,由动能定理得-μmgL=eq \f(1,2)mveq \\al(2,1)-eq \f(1,2)mveq \\al(2,0),解得v1=eq \r(85) m/s。
刚进入圆轨道时,设物块受到的支持力为FN,由牛顿第二定律得FN-mg=meq \f(v\\al(2,1),R),解得FN=104.4 N,由牛顿第三定律FN′=FN,得FN′=104.4 N,方向竖直向下。
(2)若小物块能到达圆轨道最高点,则由机械能守恒得eq \f(1,2)mveq \\al(2,1)=2mgR+eq \f(1,2)mveq \\al(2,2),解得v2=7 m/s。
设恰能过最高点的速度为v3,则mg=meq \f(v\\al(2,3),R),解得v3=eq \r(gR)=3 m/s。因v2 > v3,故小物块从圆轨道最高点做平抛运动,h+d=eq \f(1,2)gt2,x=v2t,联立解得x=4.9 m。故小物块距车左端s=x-L=3.4 m。
题四:(1)1.5 m (2)60 N (3)
详解:(1)对小物块,在C点恰能做圆周运动,由牛顿第二定律得,则m/s。由于=3 m/s<5 m/s,小物块在传送带上一直加速,则由A到B有a=μg=3 m/s2,,代入数据解得=1.5 m。
(2)对小物块,由C到D有,在D点,代入数据解得FN=60 N,由牛顿第三定律知小物块对轨道的压力大小为=60 N。
(3)小物块从点抛出后做平抛运动,则,解得t=0.4 s,将小物块在E点
的速度进行分解得。
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