(通用版)2019版高考物理二轮复习专题检测(十)应用“动力学观点”破解力学计算题(含解析).doc
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1、1应用“动力学观点”破解力学1如图甲所示,倾角 30的光滑斜面固定在水平地面上,质量均为 m 的物块 A和物块 B 并排在斜面上,斜面底端固定着与斜面垂直的挡板 P,轻弹簧一端固定在挡板上,另一端与物块 A 连接, A、 B 处于静止状态,若 A、 B 粘连在一起,用一沿斜面向上的力 FT缓慢拉 B,当拉力 FT mg 时, A、 B 的位移为 L;若 A、 B 不粘连,用一沿斜面向上的恒力14F 作用在 B 上,当 A 的位移为 L 时, A、 B 恰好分离,重力加速度为 g,不计空气阻力。(1)求弹簧的劲度系数和恒力 F 的大小;(2)请推导 FT与 A 的位移 l 之间的函数关系,并在图
2、乙中画出 FTl 图像,计算 A 缓慢移动位移 L 的过程中 FT做功 WFT的大小;(3)当 A、 B 不粘连时,恒力 F 作用在 B 上,求 A、 B 刚分离时速度的大小。解析:(1)设弹簧的劲度系数为 k,初始时 A、 B 静止,弹簧的压缩量为 x,根据平衡条件可得 2mgsin kx当 A、 B 的位移为 L 时,沿斜面方向根据平衡条件可得 FT k(x L)2 mgsin 解得 kmg4L当 A、 B 恰好分离时二者之间的弹力为零,对 A 应用牛顿第二定律可得k(x L) mgsin ma对 B 应用牛顿第二定律可得 F mgsin ma解得 F mg。34(2)当 A 的位移为 l
3、 时,根据平衡条件有:FT k(x l)2 mgsin 解得 FT lmg4L画出 FTl 图像如图所示,A 缓慢移动位移 L,图线与横坐标轴所围成的面积等于 FT做功大小,即 WFT mgL。18(3)设 A 通过位移 L 的过程中弹力做功 W,分别对两个过程应用动能定理可得:WFT2 mgLsin W002WF2 mgLsin W 2mv2012又 WF FL,解得 v 。1410gL答案:(1) mg (2) FT l 见解析图 mgL (3)mg4L 34 mg4L 18 1410gL2(2019 届高三天津五校联考)如图甲所示,光滑平台右侧与一长为 L2.5 m 的水平木板相接,木板
4、固定在地面上,现有一滑块以初速度 v05 m/s 滑上木板,滑到木板右端时恰好停止。现让木板右端抬高,如图乙所示,使木板与水平地面的夹角 37,让滑块以相同的初速度滑上木板,不计滑块滑上木板时的能量损失, g10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8。求:(1)滑块与木板之间的动摩擦因数 ;(2)滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间 t。解析:(1)设滑块质量为 m,木板水平时滑块加速度大小为 a,则对滑块有 mg ma滑块滑到木板右端时恰好停止,有 0 v022 aL解得 。12(2)当木板倾斜,设滑块上滑时的加速度大小为 a1,最大距离为 s,上滑的时间为 t1,有mgs
5、in mg cos ma10 v022 a1s0 v0 a1t1解得 s m, t1 s54 12设滑块下滑时的加速度大小为 a2,下滑的时间为 t2,有mgsin mg cos ma2s a2t2212解得 t2 s52滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间t t1 t2 s。1 52答案:(1) (2) s12 1 5233(2018南昌模拟)在倾角 37的粗糙斜面上有一质量 m2 kg 的物块,物块受如图甲所示的水平恒力 F 的作用。 t0 时刻物块以某一速度从斜面上 A 点沿斜面下滑,在 t4 s 时滑到水平面上,此时撤去 F,在这以后的一段时间内物块运动的速度随时间变化的关系如图
6、乙所示。已知 A 点到斜面底端的距离 x18 m,物块与各接触面之间的动摩擦因数均相同,不考虑转角处的机械能损失, g10 m/s 2,sin 370.6,cos 370.8。求:(1)物块在 A 点的速度大小;(2)水平恒力 F 的大小。解析:(1)物块在斜面上做匀变速直线运动,则 x tv0 v2解得 v05 m/s。(2)由(1)知,物块在斜面上做匀减速直线运动,设物块在斜面上运动的加速度大小为a1,方向沿斜面向上,则x v0t a1t212解得 a10.25 m/s 2设物块与接触面间的动摩擦因数为 ,物块在水平面上运动时加速度大小为 a2,有mg ma2由题图乙中图线可知 a22 m
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