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              (江蘇專版)2019版高考物理一輪復習備考精煉: 第五章 機械能 微專題43 用動力學與能量觀點分析多過程問題備考精煉  人教版

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              文件簡介::
              43用動力學與能量觀點分析多過程問題
              [方法點撥] (1)若運動過程只涉及求解力而不涉及能量,選用牛頓運動定律;(2)若運動過程涉及能量轉化問題,且具有功能關系的特點,則常用動能定理或能量守恒定律;(3)不同過程連接點速度的關系有時是處理兩個過程運動規律的突破點.
              1.(2017·鹽城中學模擬)如圖1所示,MN為光滑的水平面,NO是一長度s=1.25m、傾角為θ=37°的光滑斜面(斜面體固定不動),OP為一粗糙的水平面.MN、NO間及NO、OP間用一小段光滑圓弧軌道相連.一條質量為m=2kg,總長L=0.8m的均勻柔軟鏈條開始時靜止的放在MNO面上,其AB段長度為L1=0.4m,鏈條與OP面的動摩擦因數μ=0.5.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),現自由釋放鏈條,求:

              圖1
              (1)鏈條的A端滑到O點時,鏈條的速率為多大?
              (2)鏈條在水平面OP停下時,其C端離O點的距離為多大?





              2.(2018·南京市多校第一次段考)如圖2是某“吃貨”設想的“糖炒栗子”神奇裝置:炒鍋的縱截面與半徑R=1.6m的光滑半圓弧軌道位于同一豎直面內,炒鍋縱截面可看做是長度均為L=2.5m的斜面AB、CD和一小段光滑圓弧BC平滑對接組成.假設一栗子從水平地面上以水平初速度v0射入半圓弧軌道,并恰好能從軌道最高點P飛出,且速度恰好沿AB方向從A點進入炒鍋.已知兩斜面的傾角均為θ=37°,栗子與兩斜面之間的動摩擦因數均為μ=,栗子在鍋內的運動始終在圖示縱截面內,整個過程栗子質量不變,重力加速度取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

              圖2
              (1)栗子的初速度v0的大小及A點離地高度h;
              (2)栗子在斜面CD上能夠到達的距C點最大距離x.











              3.如圖3所示,傾角θ=30°的光滑斜面底端固定一塊垂直斜面的擋板.將長木板A靜置于斜面上,A上放置一小物塊B,初始時A下端與擋板相距L=4m,現同時無初速度釋放A和B.已知在A停止運動之前B始終沒有脫離A且不會與擋板碰撞,A和B的質量均為m=1kg,它們之間的動摩擦因數μ=,A或B與擋板每次碰撞損失的動能均為ΔE=10J,忽略碰撞時間,重力加速度大小g取10m/s2.求:

              圖3
              (1)A第一次與擋板碰前瞬間的速度大小v;
              (2)A第一次與擋板碰撞到第二次與擋板碰撞的時間Δt;
              (3)B相對于A滑動的可能最短時間t.










              4.如圖4所示,一根輕彈簧左端固定于豎直墻上,右端被質量m=1kg可視為質點的小物塊壓縮而處于靜止狀態,且彈簧與物塊不拴接,彈簧原長小于光滑平臺的長度.在平臺的右端有一傳送帶,AB長L=5m,物塊與傳送帶間的動摩擦因數μ1=0.2,與傳送帶相鄰的粗糙水平面BC長s=1.5m,它與物塊間的動摩擦因數μ2=0.3,在C點右側有一半徑為R的光滑豎直圓弧與BC平滑連接,圓弧對應的圓心角為θ=120°,在圓弧的最高點F處有一固定擋板,物塊撞上擋板后會以原速率反彈回來.若傳送帶以v=5m/s的速率順時針轉動,不考慮物塊滑上和滑下傳送帶的機械能損失.當彈簧儲存的Ep=18J能量全部釋放時,小物塊恰能滑到與圓心等高的E點,取g=10m/s2.

              圖4
              (1)求右側圓弧的軌道半徑R;
              (2)求小物塊最終停下時與C點的距離;
              (3)若傳送帶的速度大小可調,欲使小物塊與擋板只碰一次,且碰后不脫離軌道,求傳送帶速度的可調節范圍.










              答案精析
              1.(1)3m/s (2)0.98m
              解析 (1)鏈條的A端滑到O點的過程中,因為只有重力做功,所以機械能守恒.設水平面為重力勢能的零勢能面,設鏈條開始運動時的機械能為E1,AB段鏈條質量為m1=1kg,BC段鏈條質量為m2=1kg.
              E1=m2gssinθ+m1g(ssinθ-sinθ)=1×10×1.25×0.6J+
              1×10×(1.25×0.6-0.2×0.6)J=13.8J
              因為s>L,鏈條的A端滑到O點時,C點已在斜面上.設此時的機械能為E2...
                  

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