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第五章 高考热点强化训练8

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文档简介:

高考热点强化训练高考热点强化训练8动力学和能量观点分析多过程运动动力学和能量观点分析多过程运动1.(2020·辽宁葫芦岛市模拟)已知弹簧所储存的弹性势能与其形变量的平方成正比.如图1所示,一轻弹簧左端固定在粗糙的水平轨道M点的竖直挡板上,弹簧处于自然状态时右端位于O点,轨道的MN段与竖直光滑半圆轨道相切于N点.ON长为L=1.9m,半圆轨道半径R=0.6m,现将质量为m的小物块放于O点并用力缓慢向左压缩x时释放,小物块刚好能到达N点;若向左缓慢压缩2x时释放,小物块刚好能通过B点,小物块与水平轨道之间的动摩擦因数μ=0.25.重力加速度g取10m/s2.小物块看成质点,弹簧始终处于弹性限度内,求:(结果可用根号表示)图1(1)小物块刚好能通过B点时的速度大小;(2)弹簧的压缩量x.答案(1)6m/s(2)0.15m解析(1)设小物块刚好通过B点时速度大小为v,只有重力充当向心力,mg=mv2R,解得v=6m/s(2)压缩x时,弹簧的弹性势能Ep1=kx2,k为比例系数滑动摩擦力Ff=μFN而FN=mg由能量守恒得Ep1-Ff·(x+L)=0压缩2x时,弹簧的弹性势能Ep2=k(2x)2由能量守恒Ep2-Ff·(2x+L)=mg·2R+12mv2联立解得x=0.15m.2.(2019·湖南衡阳市第一次联考)如图2所示,由两个半径均为R的四分之一圆弧细管道构成的光滑细管道ABC竖直放置,且固定在光滑水平面上,圆心连线O1O2水平,轻弹簧左端固定在竖直板上,右端与质量为m的小球接触(不拴接,小球的直径略小于管的内径,小球大小可忽略),宽和高均为R的木盒子固定于水平面上,盒子左侧DG到管道右端C的水平距离为R,开始时弹簧处于锁定状态,具有的弹性势能为4mgR,其中g为重力加速度.当解除锁定后小球离开弹簧进入管道,最后从C点抛出.(轨道ABC与木盒截面GDEF在同一竖直面内)图2(1)求小球经C点时的动能;(2)求小球经C点时对轨道的压力;(3)小球从C点抛出后能直接击中盒子底部时,讨论弹簧此时弹性势能满足什么条件.答案(1)2mgR(2)3mg,方向竖直向上(3)94mgR<Ep<52mgR解析(1)对小球从释放到C的过程,应用动能定理可得:4mgR-2mgR=EkC-0解得小球经C点时的动能EkC=2mgR(2)由(1)可知C点小球的速度:vC=2EkCm

物理孟老师

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