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通用2019版高考物理一轮复习备考第五章 机械能 微专题44 用动力学与能量观点分析多过程问题备考精炼含答案


44 用动力学与能量观点分析多过程问题 [方法点拨] (1)若运动过程只涉及求解力而不涉及能量,选用牛顿运动定律; (2)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;(3)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.(2017·上海普陀区模拟)如图 1 所示,MN 为光滑的水平面,NO 是一长度 s=1.25 m、倾 角为 θ =37°的光滑斜面(斜面体固定不动),OP 为一粗糙的水平面.MN、NO 间及 NO、OP 间用一小段光滑圆弧轨道相连.一条质量为 m=2 kg,总长 L=0.8 m 的均匀柔软链条开始时静 止的放在 MNO 面上,其 AB 段长度为 L1=0.4 m,链条与 OP 面的动摩擦因数 μ =0.5.(g=10 m/s ,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),现自由释放链条,求: 2 图1 (1)链条的 A 端滑到 O 点时,链条的速率为多大? (2)链条在水平面 OP 停下时,其 C 端离 O 点的距离为多大? 2.(2017·四川成都第一次诊断)如图 2 是某“吃货”设想的“糖炒栗子”神奇装置:炒锅 的纵截面与半径 R=1.6 m 的光滑半圆弧轨道位于同一竖直面内,炒锅纵截面可看做是长度 均为 L=2.5 m 的斜面 AB、CD 和一小段光滑圆弧 BC 平滑对接组成.假设一栗子从水平地面 上以水平初速度 v0 射入半圆弧轨道,并恰好能从轨道最高点 P 飞出,且速度恰好沿 AB 方向 从 A 点进入炒锅.已知两斜面的倾角均为 θ =37°,栗子与两斜面之间的动摩擦因数均为 3 μ = ,栗子在锅内的运动始终在图示纵截面内,整个过程栗子质量不变,重力加速度取 g 8 =10 m/s ,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求: 2 图2 (1)栗子的初速度 v0 的大小及 A 点离地高度 h; (2)栗子在斜面 CD 上能够到达的距 C 点最大距离 x. 3.(2017·广东佛山段考)如图 3 所示,倾角 θ =30°的光滑斜面底端固定一块垂直斜面的 挡板.将长木板 A 静置于斜面上,A 上放置一小物块 B,初始时 A 下端与挡板相距 L=4 m, 现同时无初速度释放 A 和 B.已知在 A 停止运动之前 B 始终没有脱离 A 且不会与挡板碰撞,A 和 B 的质量均为 m=1 kg,它们之间的动摩擦因数 μ = 3 ,A 或 B 与挡板每次碰撞损失的动 3 2 能均为 Δ E=10 J,忽略碰撞时间,重力加速度大小 g 取 10 m/s .求: 图3 (1)A 第一次与挡板碰前瞬间的速度大小 v; (2)A 第一次与挡板碰撞到第二次与挡板碰撞的时间 Δ t; (3)B 相对于 A 滑动的可能最短时间 t. 4.(2018·四川泸州一检)如图 4 所示,一根轻弹簧左端固定于竖直墙上,右端被质量 m=1 kg 可视为质点的小物块压缩而处于静止状态,且弹簧与物块不拴接,弹簧原长小于光滑平 台的长度.在平台的右端有一传送带,AB 长 L=5 m,物块与传送带间的动摩擦因数 μ 1= 0.2,与传送带相邻的粗糙水平面 BC 长 s=1.5 m,它与物块间的动摩擦因数 μ 2=0.3,在 C 点右侧有一半径为 R 的光滑竖直圆弧与 BC 平滑连接,圆弧对应的圆心角为 θ =120°,在 圆弧的最高点 F 处有一固定挡板,物块撞上挡板后会以原速率反弹回来.若传送带以 v=5 m/s 的速率顺时针转动,不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能

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