2020届高三高考物理复习专题突破：用动力学和能量观点解决多过程问题

用动力学和能量观点解决多过程问题 1．多选2019广东省茂名市第二次模拟如图，光滑的水平轨道AB，与半径为R 的光滑的半圆形轨道BCD 相切于 B 点，圆轨道在竖直平面内，B 为最低点，D 为最高点．质量为 m 的小球可视为质点以初速度 v0沿 AB 运动恰能通 过最高点，则 A．R 越大，v0越大B．m 越大，v0越大 C．R 越大，小球经过 B 点瞬间对轨道的压力越大D．m 越大，小球经过 B 点瞬间对轨道的压力越大 2．2019河南省洛阳市上学期期中如图所示，一个半径为R 的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ 水平，轨道的 内表面动摩擦因数为 μ.一质量为 m 的小滑块可看作质点自 P 点正上方由静止释放，释放高度为R，小滑块恰好从 P 点进入轨道．小滑块滑到轨道最低点N 时对轨道的压力为 4mg，g 为重力加速度的大小．用W 表示小滑块从 P 点 运动到 N 点的过程中克服摩擦力所做的功．则 A．小滑块恰好可以到达Q 点B．小滑块不能到达 Q 点 11 C．W＝ mgRD．W mgR 22 3．2017全国卷Ⅲ16如图所示，一质量为 m、长度为 l 的均匀柔软细绳 PQ 竖直悬挂．用外力将绳的下端 Q 缓慢 1 地竖直向上拉起至 M 点，M 点与绳的上端 P 相距 l.重力加速度大小为 g.在此过程中，外力做的功为 3 1111 A. mglB. mglC. mglD. mgl 9632 4．多选如图甲所示，倾角为θ 的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行，t＝0 时，将质量m＝1 kg 的 物体可视为质点轻放在传送带上，物体相对地面的 v－t 图象如图乙所示．设沿传送带向下为正方向，取重力加速 度 g＝10 m/s2，则 A．传送带的速率 v0＝10 m/sB．传送带的倾角 θ＝30 C．物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5D．0～2.0 s 内摩擦力对物体做功 Wf＝－24 J 5.2018河北省石家庄二中期中如图，四分之一光滑圆轨道固定于粗糙水平面上，紧靠轨道放一上表面粗糙的长木 板，长木板上表面与轨道末端相切，轨道末端C 点固定有大小不计的压力开关和长木板相连，当对开关的压力超过 15 N 时触发压力开关，使长木板和圆轨道脱离．已知长木板长1 m，圆轨道半径R＝1 m，滑块和长木板的质量均为 1 kg，滑块与长木板间的动摩擦因数μ1＝0.4，长木板与水平面间的动摩擦因数μ2＝0.1，g 取 10 m/s2.若滑块从轨道 上距离 C 点高 h＝0.45 m 的位置由静止释放，求 1滑块到 C 点时对轨道压力的大小； 2从滑块滑上木板到停止运动的过程中滑块的位移大小； 3从滑块滑上木板到停止运动的过程中，地面、滑块、木板这个系统产生的总热量． 6.2019安徽宣城高三上学期期末质量为 m＝1 kg、大小不计的物块，在水平桌面上向右运动，经过 O 点时速度为 v ＝4 m/s，此时对物块施加 F＝6 N 的方向向左的拉力，一段时间后撤去拉力，物块刚好能回到O 点。已知与桌面间 动摩擦因数为 μ＝0.2，重力加速度 g＝10 m/s2。求 1此过程中物块到 O 点的最远距离； 2撤去 F 时物块到 O 点的距离。 7.2019陕西师大附中模拟如图所示，与水平面成 30角的传送带以 v＝2 m/s 的速度按如图所示方向顺时针匀速运 动，AB 两端距离 l＝9 m．把一质量m＝2 kg 的物块可视为质点无初速度的轻轻放到传送带的A 端，物块在传送带 7 的带动下向上运动．若物块与传送带间的动摩擦因数μ＝3，不计物块的大小，g 取 10 m/s2.求 15 1从放上物块开始计时， t＝0.5 s时刻摩擦力对物块做功的功率是多少此时传送带克服摩擦力做功的功率是多少 2把这个物块从 A 端传送到 B 端的过程中，传送带运送物块产生的热量是多大 3把这个物块从 A 端传送到 B 端的过程中，摩擦力对物块做功的平均功率是多少 8.2019四川省德阳市质检如图所示，倾角 θ＝30的足够长光滑斜面底端 A 固定有挡板 P，斜面上 B 点与 A 点的高 度差为 h.将质量为 m、长度为L 的木板置于斜面底端，质量也为m 的小物块静止在木板上某处，整个系统处于静止 状态．已知木板与物块间的动摩擦因数μ＝ 3，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g. 2 1若给木板和物块一沿斜面向上的初速度v0，木板上端恰能到达B 点，求 v0大小； 2若对木板施加一沿斜面向上的拉力F0，物块相对木板刚好静止，求拉力F0的大小； 3若对木板施加沿斜面向上的拉力 F＝2mg，作用一段时间后撤去拉力，木板下端恰好能到达B 点，物块始终未脱 离木板，求拉力 F 做的功 W. 1 9.如图甲所示，半径 R＝0.45 m 的光滑 圆弧轨道固定在竖直平面内，B 为轨道的最低点，B 点右侧的光滑水平面上 4 紧挨 B 点有一静止的小平板车，平板车质量M＝1 kg，长度 l＝1 m，小车的上表面与B 点等高，距地面高度h＝0.2 m．质量 m＝1 kg 的物块可视为质点从圆弧最高点 A 由静止释放．取 g＝10 m/s2.试求 1物块滑到轨道上的 B 点时对轨道的压力大小； 2若锁定平板车并在上表面铺上一种特殊材料，其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化，如图乙所示，求物块滑离 平板车时的速率； 3若解除平板车的锁定并撤去上表面铺的材料后，物块与平板车上表面间的动摩擦因数μ＝0.2，物块仍从圆弧最高 点 A 由静止释放，求物块落地时距平板车右端的水平距离． 10.2018安徽省蚌埠二中期中如图甲所示，质量为m＝0.1 kg 的小球，用长 l＝0.4 m 的细线与固定在圆心处的力传 感器相连， 小球和传感器的大小均忽略不计． 当在最低点 A 处给小球 6 m/s 的初速度时， 小球恰能运动至最高点B， 空气阻力大小恒定．求g 取 10 m/s2 1小球在 A 处时传感器的示数； 2小球从 A 点运动至 B 点过程中克服空气阻力做的功； 3小球在 A 点以不同的初速度 v0开始运动， 当运动至 B 点时传感器会显示出相应的读数F， 试通过计算在图乙所示 坐标系中作出 F－v02图象． 参考答案 1．多选2019广东省茂名市第二次模拟如图，光滑的水平轨道 AB，与半径为 R 的光滑的半圆形轨道BCD 相切于 B 点，圆轨道在竖直平面内，B 为最低点，D 为最高点．质量为 m 的小球可视为质点以初速度 v0沿 AB 运动恰能 通过最高点，则 A．R 越大，v0越大B．m 越大，v0越大 C．R 越大，小球经过 B 点瞬间对轨道的压力越大D．m 越大，小球经过 B 点瞬间对轨道的压力越大 【答案】AD vD211 【解析】 小球恰能通过最高点时， 由重力提供向心力， 则有 mg＝m， 则 vD＝ gR， 根据动能定理得 mv02＝ mvD2 R22 ＋2mgR，解得v0＝ 5gR，可见R 越大，v0越大，而且v0与小球的质量