高考物理備考之臨界狀態(tài)的假設(shè)解決物理試題壓軸突破訓(xùn)練∶培優(yōu)易錯(cuò)試卷篇及詳細(xì)答案(編輯修改稿)
2025-04-05 05:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 小球與擋板分離的過程中，擋板A始終以加速度a=4m/s2勻加速運(yùn)動(dòng)，小球與擋板剛分離時(shí)，相互間的彈力為零，由牛頓第二定律和胡克定律結(jié)合求得小球的位移．解：A、球和擋板分離前小球做勻加速運(yùn)動(dòng)；球和擋板分離后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度為零時(shí)，速度最大，此時(shí)物體所受合力為零．即 kxm=mgsin30176。，解得：xm=由于開始時(shí)彈簧處于原長，．故A錯(cuò)誤．設(shè)球與擋板分離時(shí)位移為x，經(jīng)歷的時(shí)間為t，從開始運(yùn)動(dòng)到分離的過程中，m受豎直向下的重力，垂直斜面向上的支持力FN，沿斜面向上的擋板支持力F1和彈簧彈力F．根據(jù)牛頓第二定律有：mgsin30176。﹣kx﹣F1=ma，保持a不變，隨著x的增大，F(xiàn)1減小，當(dāng)m與擋板分離時(shí)，F(xiàn)1減小到零，則有：mgsin30176。﹣kx=ma，解得：x=m=，．故B正確．C、因?yàn)樗俣茸畲髸r(shí)，．故C、D錯(cuò)誤．故選B．【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵抓住臨界狀態(tài)：當(dāng)加速度為零時(shí)，速度最大；當(dāng)擋板與小球的彈力為零時(shí)，小球與擋板將分離．結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行求解．8．豎直平面內(nèi)的四個(gè)光滑軌道，由直軌道和平滑連接的圓弧軌道組成，圓軌道的半徑為R ，P 為圓弧軌道的最低點(diǎn)。P 點(diǎn)左側(cè)的四個(gè)軌道均相同，P 點(diǎn)右側(cè)的四個(gè)圓弧軌道的形狀如圖所示。現(xiàn)讓四個(gè)相同的小球 （ 可視為質(zhì)點(diǎn)，直徑小于圖丁中圓管內(nèi)徑 ） 分別從四個(gè)直軌道上高度均為h 處由靜止下滑，關(guān)于小球通過P 點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是 （ ） A．若 h＜R，則四個(gè)小球能達(dá)到的最大高度均相同B．若 h=R ，則四個(gè)小球能達(dá)到的最大高度均相同C．若h=R ，則圖乙中的小球能達(dá)到的高度最大D．若 h=R ，則圖甲、圖丙中的小球能達(dá)到的最大高度相同【答案】ACD【解析】【詳解】A．若，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，四個(gè)小球都能上升到右側(cè)高度處，即小球不會(huì)超過圓弧的四分之一軌道，則不會(huì)脫離圓軌道，故上升到最高點(diǎn)的速度均位列零，最大高度相同為h，A正確；B．若h＝R，根據(jù)機(jī)械能守恒，甲乙丁都能上升到右側(cè)高度R處而不會(huì)越過圓弧的四分之一軌道，而丙圖中小球做斜上拋運(yùn)動(dòng)離開軌道，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)還有水平的速度，最大高度小于R，B錯(cuò)誤；C．若，甲、丁兩圖中的小球不會(huì)脫離圓軌道，最高點(diǎn)的速度不為零，丙圖小球離開軌道，最高點(diǎn)速度也不為零，乙圖離開軌道，上升到最高點(diǎn)的速度為零，根據(jù)機(jī)械能守恒知，圖乙中小球到達(dá)的高度最大，故C正確；D．若，圖甲中小球到達(dá)的最大高度為2R，根據(jù)機(jī)械能守恒得，得最高點(diǎn)的速度為對(duì)于圖丙，設(shè)小球離開軌道時(shí)的速度為v1，根據(jù)機(jī)械能守恒得，而到達(dá)最高點(diǎn)的速度v=v1cos60176。，聯(lián)立解得最高點(diǎn)的速度則兩球到達(dá)最高點(diǎn)的速度相等，根據(jù)機(jī)械能守恒得，甲、丙圖中小球到達(dá)的最大高度相等，故D正確；故選ACD?！军c(diǎn)睛】本題考查機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用，通過機(jī)械能守恒定律建立方程分析不同情況下上升的最大高度；解題的關(guān)鍵在于丙圖的情況，小球離開軌道做斜上拋運(yùn)動(dòng)，最高點(diǎn)的速度不為0。9．如圖所示，長為L的輕繩，一端栓住一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端固定在光滑的水平軸上，使小球能
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