20xx屆新高考二輪復(fù)習(xí)-專題二-第一講-動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系的應(yīng)用-學(xué)案-資料下載頁
2025-04-05 05:16本頁面
【正文】 析(1)滑塊從A到B過程中,根據(jù)動(dòng)能定理得mgr=12mvB2代入數(shù)據(jù)解得vB=3m/s滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律得FABmg=mvB2r代入數(shù)據(jù)解得FAB=6N由牛頓第三定律得NB=6N,方向豎直向下(2)滑塊離開C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向有h=12gt12代入數(shù)據(jù)解得t1=在水平方向有R=vCt1代入數(shù)據(jù)解得vC=2m/s滑塊由B到C過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有μmgL=12mvC212mvB2代入數(shù)據(jù)解得L=(3)滑塊由B到C過程中,有L=vB+vC2t39。代入數(shù)據(jù)解得t39。=則由B到E的總時(shí)間為t=t1+t39。=1s圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω應(yīng)滿足條件t=2πnω(n=1,2,3,…)解得ω=2nπrad/s(n=1,2,3,…)【典例4】答案(1)1 800 N (2)5 000 J解析(1)從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中,由機(jī)械能守恒定律得12(M+m)v2=(M+m)g(R+H)在最低點(diǎn)對(duì)運(yùn)動(dòng)員有FNMg=Mv2R聯(lián)立解得FN=1800N由牛頓第三定律得運(yùn)動(dòng)員對(duì)滑板的壓力為1800N。(2)從a到最低點(diǎn)的過程中以運(yùn)動(dòng)員和滑板為研究對(duì)象,設(shè)此過程中運(yùn)動(dòng)員做的功為W,由動(dòng)能定理可得W+(M+m)gR=12(M+m)v2,代入數(shù)據(jù)解得W=5000J?！绢愵}演練8】AD 解析圓環(huán)沿桿下滑,滑到桿的底端的過程中有兩個(gè)力對(duì)圓環(huán)做功,即環(huán)的重力和橡皮繩的拉力,所以圓環(huán)的機(jī)械能不守恒,如果把圓環(huán)和橡皮繩組成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象,則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,故A正確。圓環(huán)下滑的過程中,橡皮繩先松弛后伸長,所以其彈性勢能先不變后增大,根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒可知圓環(huán)機(jī)械能先不變后減小,故B錯(cuò)誤。在圓環(huán)下滑過程中,橡皮繩再次到達(dá)原長前,圓環(huán)的動(dòng)能一直增大,但未達(dá)到最大,再次到達(dá)原長時(shí)圓環(huán)的合力沿桿向下,速度繼續(xù)增大,當(dāng)沿桿方向合力為零時(shí),圓環(huán)的速度最大,故C錯(cuò)誤。根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒得,mgh=12mv2+Ep,解得Ep=mgh12mv2,故D正確。故選AD。【類題演練9】答案(1)16 J (2)120 N,方向豎直向下 (3)見解析解析(1)在AB階段,設(shè)摩擦力做功為Wf,根據(jù)動(dòng)能定理得Pt+Wf=12mvB2對(duì)四驅(qū)車在C點(diǎn)分析,如圖所示。由于無碰撞從C點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道,由幾何關(guān)系(如圖所示)得vx=vB=vCcos37176。根據(jù)機(jī)械能守恒定律得12mvC2+mgR0(1cos37176。)=12mvF2+2mgR由于四驅(qū)車恰好經(jīng)過最高點(diǎn)F,即mg=mvF2R聯(lián)立以上各式解得vC=10m/s,vB=8m/s,Wf=16J,即克服摩擦力做功16J。(2)根據(jù)機(jī)械能守恒定律得12mvC2+mgR0(1cos37176。)=12mvE2FNmg=mvE2R代入數(shù)據(jù)得FN=120N,由牛頓第三定律可知小車對(duì)軌道的壓力大小為120N,方向豎直向下。(3)根據(jù)機(jī)械能守恒定律得12mvE2=mgh1+12mvH2四驅(qū)車從H處飛出后做平拋運(yùn)動(dòng),所以h1+h2=12gt39。2水平位移x=vHt39?；喌脁=vE22gh12(h1+h2)g代入數(shù)據(jù)由數(shù)學(xué)知識(shí)可知當(dāng)h1=2m時(shí),水平位移最大,xmax=8m?！镜淅?】AD 解析對(duì)于整個(gè)過程,運(yùn)用動(dòng)能定理得mgLsinθWf=0,得克服摩擦力做的功Wf=mgLsinθ,故A正確。物體接觸彈簧前,由機(jī)械能守恒定律知,物體剛接觸彈簧時(shí)的動(dòng)能等于mgLsinθ。物體接觸彈簧后,重力沿斜面向下的分力先大于滑動(dòng)摩擦力和彈簧的彈力的合力,物體先加速下滑,后來重力沿斜面向下的分力小于滑動(dòng)摩擦力和彈簧彈力的合力,物體減速下滑,所以重力沿斜面向下的分力等于滑動(dòng)摩擦力和彈簧彈力的合力時(shí),即物體的合力為零時(shí),速度最大,動(dòng)能最大,所以物體的最大動(dòng)能一定大于mgLsinθ。設(shè)彈簧的最大壓縮量為x,彈性勢能的最大值為Ep。物體從A到最低點(diǎn)的過程,由能量守恒定律得mg(L+x)sinθ=μmgcosθx+Ep。物體從最低點(diǎn)到B點(diǎn)的過程,由能量守恒得mgxsinθ+μmgcosθx=Ep。聯(lián)立解得x=Ltanθ2μ,Ep=12mgLsinθ1+tanθμ。故B、C錯(cuò)誤,D正確?！绢愵}演練10】CD 解析物塊A開始受重力、支持力、彈簧的彈力處于平衡狀態(tài)。當(dāng)具有向上的加速度時(shí),合力向上,彈簧彈力和支持力在豎直方向上的分力大于重力,所以彈簧的彈力增大,物塊A相對(duì)于斜面向下運(yùn)動(dòng)。物塊A上升的高度小于h,所以重力勢能的增加量小于mgh,故A錯(cuò)誤。物塊A受重力、支持力、彈簧的彈力,對(duì)物塊A用動(dòng)能定理,物塊A的動(dòng)能增加量等于斜面的支持力、彈簧的拉力和重力對(duì)其做功的和,故B錯(cuò)誤。物塊A機(jī)械能的增加量等于斜面支持力和彈簧彈力做功的代數(shù)和,故C正確。物塊A和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能增加量等于斜面對(duì)物塊的支持力和B對(duì)彈簧拉力做功的和,故D正確?！绢愵}演練11】B 解析圓環(huán)由A點(diǎn)釋放,此時(shí)彈簧處于拉伸狀態(tài),即圓環(huán)加速運(yùn)動(dòng),設(shè)AB之間的D位置為彈簧的原長,則A到D的過程中,彈簧彈力減小,圓環(huán)的加速度逐漸減小,D到B的過程中,彈簧處于壓縮狀態(tài),則彈簧彈力增大,圓環(huán)的加速度先增大后減小,B點(diǎn)時(shí),圓環(huán)合力為零,從B到C的過程中,圓環(huán)可能做減速運(yùn)動(dòng),則無論是否存在彈簧原長的位置,圓環(huán)的加速度始終增大,也可能先加速后減速,則加速度先減小后增大,故B點(diǎn)的速度不一定最大,故A錯(cuò)誤。當(dāng)圓環(huán)從A到D運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧為拉力且逐漸減小,此時(shí)桿對(duì)環(huán)的支持力等于環(huán)的重力與彈簧彈力向下的分量之和,可知桿對(duì)環(huán)的支持力隨彈簧彈力的減小而減小,當(dāng)圓環(huán)從D到B運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧被壓縮,且彈力沿彈簧向上逐漸增加,此時(shí)桿對(duì)環(huán)的支持力等于環(huán)的重力與彈簧彈力向上的分量之差,可知桿對(duì)環(huán)的支持力隨彈簧彈力的增加而減小,即從A到B的過程中,桿對(duì)環(huán)的支持力一直減小,故B正確。從A到B的過程中,摩擦力做負(fù)功,根據(jù)功能關(guān)系可知WWf=12mv2,彈簧對(duì)圓環(huán)做功一定大于12mv2,故C錯(cuò)誤。從B到C過程中,彈簧彈力做功,圓環(huán)克服摩擦力做功,根據(jù)功能關(guān)系可知W彈+Wf39。=12mv2,彈簧彈力做功不一定為零,故圓環(huán)克服摩擦力做功不一定等于12mv2,故D錯(cuò)誤。情境設(shè)計(jì)微專題2【案例探究】答案(1)310 m/s (2)104 J (3)6 000 N解析(1)由于可求F點(diǎn)乘客受到的支持力,設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)半徑為r,根據(jù)向心力公式m0g14m0g=m0vF2r解得vF=310m/s(2)由動(dòng)能定理可知從B點(diǎn)到F點(diǎn),12mvF20=mg(hr)+Wf解得Wf=104J(3)正常情況下,從D到F過程中mgrμmgcosθ(Lcosθ)=12mvF212mvD2設(shè)觸發(fā)制動(dòng)后恰好能到達(dá)E點(diǎn)對(duì)應(yīng)的摩擦力為Ff1,則Ff1Lcosθmgrcosθ=012mvD2解得Ff1=7316103N=103N要使過山車停在傾斜軌道上的摩擦力為Ff2,Ff2=mgsinθ=6000N綜合考慮可知摩擦力至少為6000N【類題演練】答案(1)810 m/s (2)7 000 N(3)30 m解析(1)設(shè)過山車到達(dá)C點(diǎn)的速度為vC,由動(dòng)能定理mghμ1mgcos45176。hcos45176。=12mvC2代入數(shù)據(jù)可得vC=810m/s(2)設(shè)過山車到達(dá)D點(diǎn)的速度為vD,由機(jī)械能守恒定律2mgR+12mvD2=12mvC2由牛頓第二定律mg+FD=mvD2R聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可得FD=7000N由牛頓第三定律可知過山車對(duì)軌道的作用力FD39。=7000N(3)過山車從A到達(dá)G點(diǎn)。由動(dòng)能定理可得mghmg(lx)tan37176。μ1mghμ1mg(lx)μ2mgx=0代入數(shù)據(jù)可得x=30m
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1