2019届高考物理总复习第五章机械能及其守恒定律突破全国卷5力学压轴问题测试题

1、突破全国卷5力学压轴问题每年高考中都有一道力学综合计算题，通过近几年对全国卷试题的分析研究可以看出，力学计算题从考查直线运动逐渐转为结合牛顿运动定律考查板块模型问题、功能问 题这说明凡是考试大纲要求的，只要适合作为计算题综合考查的，都有可能设置为计算题.因此高考复习中不要犯经验主义错误，认为最近几年没有考查就不重点复习.一轮复 习时全面复习知识点，夯实基础，是取得咼考胜利的关键.【重难解读】对于力学压轴题主要考查方向有以下几点：Vj1. 不可或缺的受力分析和共点力平衡问题：整体法或隔离法的应用；正交分解法，矢 量三角形法的应用；临界与极值问题的求解；连接体问题的分析都是潜在考点.2. 值得重视

2、的直线运动：传送带模型和滑块一滑板模型的分析与求解；多物体多过程 运动中功能关系的应用；追及、相遇问题都是重点.3.体会曲线运动抛体与圆周运动：结合动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定 律处理问题.【典题例证】憊例 (20 分)过山车是游乐场中常见的设施.下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，B、C D分别是三个圆形轨道的最低点，B、C间距与C D间距相等，半径入R= 2.0 m、R2= 1.4 m .一个质量为 作 1.0 kg 的小球(视为质点)， 从轨道的左侧A点以vo= 12.0m/s 的初速度沿轨道向右运动，A B间距 4 = 6.0 m 小球与水

3、平轨道间的动摩擦因数.重力加速度DP题题规律规律卩=0.2，圆形轨道是光滑的.假设水平轨道足够长，圆形轨g=10 m/s1 2 3，计算结果保留小数点后一位数字.试求：道间不相互11mgLmg-2R=2m1?mv（2 分）2小球在最高点受到重力mg和轨道对它的作用力F,根据牛顿第二定律2V1F+mg= nR由得F= 10.0 N .12（1 分）（1 分）（2）设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为V2,由题意2v2mg=mR,（1 分）12121mg L1+L）mg-2R=mvmv（2 分）由得L= 12.5 m .（1 分）（3） 要保证小球不脱离轨道， 可分两种情况进行讨论:I.轨道半径较

4、小时，小球恰能通过第三个圆轨道，设在最高点的速度为2v3mg=m;V3,应满足12121mg L1+2L）mg-2 Rs=qmvmv（2 分）由得R3= 0.4 m .（1分）n.轨道半径较大时，小球上升的最大高度为根据动能定理12mgL1+ 2L） mg- Rs= 0 mv为了保证圆轨道不重叠，2 2 2（Rz+ Rs）=L+（Rs R）解得 27.9 m .（1分）综合i、n,要使小球不脱离轨道，则第三个圆轨道的半径须满足下面的条件0R3 0.4 m 或 1.0 m F3 27.9 m .（1分）当 OvRW0.4 m 时，小球最终停留点与起始点A的距离为L,则（1 分）/（2分）（1分）

5、解得 Rs = 1.0 m（1 分）1mgLmg-2R=2m1?mv（2 分）3口mgL= 0 mv,L= 36.0 m .当 1.0 mw RW27.9 m 时，小球最终停留点与起始点A的距离为L，则（1分）L=L 2(L-Li 2L) = 26.0 m .(1 分)4答案(1)10.0 N (2)12.5 m (3)当 0RW0.4 m 时，L= 36.0 m 当 1.0 m Rw27.9 m 时，L= 26.0 m4忑族A#:该孑怎祈：万】出向心力盍达式云示召匸易伸義価為GfSii百话五Mi：耳1析町能存在的炊感:石龍虽理的益用：把到一般，硏究鮎个运勢过程的特点；【突破训练】1 .一质量

6、为 8.00 x104kg 的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1.60 x105m 处以 7.50 x103m/s 的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s 时下落到地面.取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8m/s2.(结果保留 2 位有效数字)(1) 分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；(2) 求飞船从离地面高度 600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.1解析：(1)飞船着地前瞬间的机械能为氐=mV式中，m和V0分别是飞船的质量和着地前瞬

7、间的速率.由式和题给数据得8氐=4.0X10 J设地面附近的重力加速度大小为g.12飞船进入大气层时的机械能为& = ?mv+mgh式中，Vh是飞船在高度 1.60 x105m 处的速度大小.由式和题给数据得Ek= 2.4x1012J .(2)飞船在高度h= 600 m 处的机械能为12Ev =尹 0.02Vh)+mgh由功能原理得W=EhEk0式中，W是飞船从离地面高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功由圆动题从三考析决运问要下来分题解周的需以点虑问L=L 2(L-Li 2L) = 26.0 m .(1 分)5式和题给数据得W= 9.7x108J .答案：见解析62.

8、 (2018 铜陵模拟)如图所示，半径为R= 1.0 m 的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角0= 37,另一端点C为轨道的最低点.C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M= 1 kg，上表面与C点等高.质量为m=1 kg的物块(可视为质点)从空中A点以vo= 1.2 m/s 的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线2方向进入轨道.已知物块与木板间的动摩擦因数卩=0.2 ,g取 10 m/s .求：(1) 物块经过c点时的速率Vc.(2) 若木板足够长，物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q解析：(1)设物块在B点的速度为VB,从A到B物

9、块做平抛运动，有：VBSin0 =V0从B到C,根据动能定理有：1212mgR1+sin0)=mC-mv解得：VC=6 m/s.(2)物块在木板上相对滑动过程中由于摩擦力作用，最终将一起运动.设相对滑动时物块加速度大小为a1，木板加速度大小为 比，经过时间t达到共同速度v,则：卩mgr ma,卩mg=Ma,v=VC- at,v=a2t根据能量守恒定律有：1212；(m M)v+Q= -mv联立解得：Q= 9 J.答案：(1)6 m/s (2)9 Jfjb3.如图所示，倾角为0的固定斜面的底端有一挡板M轻弹簧的下端固定在挡板M上，在自然长度下，弹簧的上端在O点处.质量为m的物块A可视为质点)从P

10、点以初速度V。沿斜面向7下运动，PO= X0,物块A与弹簧接触后将弹簧上端压到O点，然后A被弹簧弹回.A离开弹簧后，恰好能回到P点已知A与斜面间的动摩擦因数为 ，重力加速度用g表示.求：8(1) 物块A运动到O点的速度大小；(2)O点和O点间的距离xi；(3) 在压缩过程中弹簧具有的最大弹性势能曰.解析：(1)物块A从P点运动到O点，只有重力和摩擦力做功，由动能定理可知1212(mgsin0 mgcos0)xo=mvqmv得：v=v0+ 2g(sin0 cos0)xo.(2) 物块A从P点向下运动再向上运动回到P点的全过程中，根据动能定理：12V20 2(x1+xo)=0 7mv,X1=xo.24igcos0(3) 物块A从O点向上运动到P点的过程中，由能量守恒定律可知：E)=(mgsin0 +口mgcos0)(X1+xo)解得巳=fmv -tan0+ 1 j.22v0答案：(1)vo+ 2g(sin0 - cos0)xo(2)xo4-gcos0(1) 小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；(2)