资源描述
高考定位
功和功率、动能和动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律是力学的重点,也是高考考查的重点,常以选择题、计算题的形式出现,考题常与生产生活实际联系紧密,题目的综合性较强.应考策略:深刻理解功能关系,综合应用动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律,结合动力学方法解决多运动过程问题.
几个重要的功能关系
1.重力的功等于重力势能的变化,即WG=-ΔEp.
2.弹力的功等于弹性势能的变化,即W弹=-ΔEp.
3.合力的功等于动能的变化,即W=ΔEk.
4.重力(或弹簧弹力)之外的其他力的功等于机械能的变化,即W其他=ΔE.
5.一对滑动摩擦力做的功等于系统中内能的变化,即Q=Ffl相对
考题2 动力学方法和动能定理的综合应用
1.光滑圆轨道和两倾斜直轨道组成如图5所示装置,其中直轨道bc粗糙,直轨道cd光滑,两轨道相接处为一很小的圆弧.质量为m=0.1 kg的滑块(可视为质点)在圆轨道上做圆周运动,到达轨道最高点a时的速度大小为v=4 m/s,当滑块运动到圆轨道与直轨道bc的相切处b时,脱离圆轨道开始沿倾斜直轨道bc滑行,到达轨道cd上的d点时速度为零.若滑块变换轨道瞬间的能量损失可忽略不计,已知圆轨道的半径为R=0.25 m,直轨道bc的倾角θ=37°,其长度为L=26.25 m,d点与水平地面间的高度差为h=0.2 m,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6.求:
(1)滑块在圆轨道最高点a时对轨道的压力大小;
(2)滑块与直轨道bc间的动摩擦因数;
(3)滑块在直轨道bc上能够运动的时间.
2.如图6(a)所示,一物体以一定的速度v0沿足够长斜面向上运动,此物体在斜面上的最大位移与斜面倾角的关系由图(b)中的曲线给出.设各种条件下,物体运动过程中的摩擦系数不变.g=10 m/s2,试求:
(1)物体与斜面之间的动摩擦因数;
(2)物体的初速度大小;
(3)θ为多大时,x值最小.
考题3 综合应用动力学和能量观点分析多过程问题
3.如图7所示,倾角θ=30°、长L=4.5 m的斜面,底端与一个光滑的圆弧轨道平滑连接,圆弧轨道底端切线水平.一质量为m=1 kg的物块(可视为质点)从斜面最高点A由静止开始沿斜面下滑,经过斜面底端B后恰好能到达圆弧轨道最高点C,又从圆弧轨道滑回,能上升到斜面上的D点,再由D点由斜面下滑沿圆弧轨道上升,再滑回,这样往复运动,最后停在B点.已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ=,g=10 m/s2,假设物块经过斜面与圆弧轨道平滑连接处速率不变.求:
图7
(1)物块经多长时间第一次到B点;
(2)物块第一次经过B点时对圆弧轨道的压力;
(3)物块在斜面上滑行的总路程.
4.如图8所示,有一个可视为质点的质量为m=1 kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=1.8 m/s的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进人固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道,最后小物块无碰撞地滑上紧靠轨道末端D点的足够长的水平传送带.已知传送带上表面与圆弧轨道末端切线相平,传送带沿顺时针方向匀速运行的速度为v=3 m/s,小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,圆弧轨道的半径为R=2 m,C点和圆弧的圆心O点连线与竖直方向的夹角θ=53°,不计空气阻力,重力加速度g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.求:
图8
(1)小物块到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;
(2)小物块从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中产生的热量.
5.某家用桶装纯净水手压式饮水器如图2所示,在手连续稳定的按压下,出水速度为v,供水系统的效率为η,现测量出桶底到出水管之间的高度差H,出水口倾斜,其离出水管的高度差可忽略,出水口的横截面积为S,水的密度为ρ,重力加速度为g,则下列说法正确的
是( )
A.出水口单位时间内的出水体积Q=vS
B.出水口所出水落地时的速度
C.出水后,手连续稳定按压的功率为+
D.手按压输入的功率等于单位时间内所出水的动能和重力势能之和
题组3 综合应用动力学和能量观点分析多过程问题
6.如图6所示,高台的上面有一竖直的圆弧形光滑轨道,半径R= m,轨道端点B的切线水平.质量M=5 kg的金属滑块(可视为质点)由轨道顶端A由静止释放,离开B点后经时间t=1 s撞击在斜面上的P点.已知斜面的倾角θ=37°,斜面底端C与B点的水平距离x0=3 m.g取10 m/s2,sin 37° =0.6,cos 37°=0.8,不计空气阻力.
图6
(1)求金属滑块M运动至B点时对轨道的压力大小;
(2)若金属滑块M离开B点时,位于斜面底端C点、质量m=1 kg的另一滑块,在沿斜面向上的恒定拉力F作用下由静止开始向上加速运动,恰好在P点被M击中.已知滑块m与斜面间动摩擦因数μ=0.25,求拉力F大小;
(3)滑块m与滑块M碰撞时间忽略不计,碰后立即撤去拉力F,此时滑块m速度变为4 m/s,仍沿斜面向上运动,为了防止二次碰撞,迅速接住并移走反弹的滑块M,求滑块m此后在斜面上运动的时间.
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