2020版高考物理大一轮复习练习：动力学观点和能量观点的综合应用Word版含解析

1、能力课动力学观点和能量观点的综合应用一、选择题（1 题为单项选择题，2 题为多项选择题）1 如图 1 所示，水平传送带两端点 A、B 间的距离为 I，传送带开始时处于静止 状态。把一个小物体放到右端的 A 点，某人用恒定的水平力 F 使小物体以速度 vi匀速滑到左端的 B 点，拉力 F 所做的功为 Wi、功率为 Pi,这一过程物体和传 送带之间因摩擦而产生的热量为 Qi。随后让传送带以 V2的速度匀速运动，此人 仍然用相同的恒定的水平力 F 拉物体，使它以相对传送带为 V1的速度匀速从 A 滑行到 B，这一过程中，拉力 F 所做的功为 W2、功率为 P2，物体和传送带之间 因摩擦而产生的热量为

2、 Q2。下列关系中正确的是（）图 1A.Wi = W?，P1vP2，Q1=Q2B.Wi=W?，P1vP2，Q1Q2C.Wi W?，P1P2，Q1Q2D.WiW2，P1 P2，Q1 Q2解析 因为两次的拉力和拉力方向的位移不变， 由功的概念可知，两次拉力做功 相等，所以 W1 W2，当传送带不动时，物体运动的时间为 t1 V1；当传送带以 V2的速度匀速运动时，物体运动的时间为 t2一1一，所以第二次用的时间短，V1+ V2功率大，即 P1vP2； 一对滑动摩擦力做功的绝对值等于滑动摩擦力与相对路程的乘积，也等于转化的内能，第二次的相对路程小，所以Q1Q2，选项 B 正确。答案 B2. （201

3、6 江西九江一模）将一长木板静止放在光滑的水平面上，如图 2 甲所示， 一个小铅块（可视为质点）以水平初速度 vo由木板左端向右滑动，到达右端时恰能 与木板保持相对静止。现将木板分成 A和 B 两段，使 B 的长度和质量均为 A 的 2 倍，并紧挨着放在原水平面上，让小铅块仍以初速度 vo由木板 A 的左端开始a屮oo图 2向右滑动，如图乙所示。若小铅块相对滑动过程中所受的摩擦力始终不变， 则下列有关说法正确的是（）A .小铅块将从木板 B 的右端飞离木板B 小铅块滑到木板 B 的右端前就与木板 B 保持相对静止C.甲、乙两图所示的过程中产生的热量相等D.图甲所示的过程产生的热量大于图乙所示的

4、过程产生的热量解析在第一次小铅块运动过程中，小铅块与木板之间的摩擦力使整个木板一直加速，第二次小铅块先使整个木板加速，运动到 B 部分上后 A 部分停止加速,更早达到速度相等，所以小铅块还没有运动到 B 的右端，两者速度就已经相同,选项 A 错误，B 正确；根据摩擦力乘相对位移等于产生的热量，第一次的相对位移大小大于第二次的相对位移大小，则图甲所示的过程产生的热量大于图乙所示的过程产生的热量，选项 C 错误，D 正确答案 BD、非选择题3. （2016 乐山市三诊）利用弹簧弹射和皮带传动装置可以将工件运送至高处。图 3 所示，已知传送轨道平面与水平方向成37角，倾角也是 37的光滑斜面轨道固定

5、于地面且与传送轨道良好对接， 弹簧下端固定在斜面底端，工件与皮带间的动摩擦因数尸 0.25。皮带传动装置顺时针匀速转动的速度v = 4 m/s,两轮轴心相距 L= 5 m，B、C 分别是传送带与两轮的切点，轮缘与传送带之间不打滑现将质量 m= 1 kg 的工件放在弹簧上，用力将弹簧压缩至 A 点后由静止释放，工只有 B 部分加速，加速度大于第一次的对应过程，故第二次小铅块与B 木板将件离开斜面顶端滑到皮带上的B 点时速度 vo= 8 m/s，A、B 间的距离 x= 1 m。工件可视为质点,g 取 10 m/s2。(sin 37 =0.6, cos 37= 0.8)求:(1) 弹簧的最大弹性势能

6、；(2) 工件沿传送带上滑的时间。解析(1)弹簧的最大弹性势能12Ep= mgxsin 37 + qmvo得 Ep= 38 Jo(2)工件沿传送轨道减速向上滑动过程mgsin 37 + mgos 37 丄 maivo v与传送带共速需要时间 ti= 0.5 sai2 2V0 v工件滑行位移大小 x1= 2a1= 3 mvL因为vtan 37，所以工件将沿传送带继续减速上滑 mgsin 37 mgps 37 = ma2假设工件速度减为 0 时，工件未从传送带上滑落。则v t2= 1 sa22v工件滑行位移大小 X2= 202= 2 m = L X1故假设成立，工件沿传送带上滑的时间为t = t1

7、+ t2= 1.5 s。答案(1)38 J (2)1.5 s4. (2016 扬州摸底)如图 4 所示，半径 R= 0.5 m 的光滑圆弧面 CDM 分别与光滑 斜面体 ABC 和斜面 MN 相切于 C、M 点，O 为圆弧圆心，D 为圆弧最低点。斜 面体 ABC固定在地面上，顶端 B 安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)分别连接小物块 P、Q(两边细绳分别与对应斜面平行)，并保持 P、Q两物块静止。若 P、C 间距为 Li= 0.25 m,斜面 MN 足够长，物块 P 质量 mi= 3,12kg,与 MN 间的动摩擦因数 尸 3。求：(sin 37 =0.6, cos 37=

8、0.8, g 取 10 m/s2)(1) 烧断细绳后，物块 P 第一次到达 D 点时对轨道的压力大小;(2) 物块 P 在 MN 斜面上滑行的总路程。解析(1)根据几何关系，P、D 间的高度差h = L1Sin 53 + R(1 cos 53 ) 0.4 m物块由 P 到 D 过程，由机械能守恒定律得m1gh= 2mwD在 D 点，支持力和重力的合力提供向心力2VDFDm1g = mrR联立解得 FD=78 N由牛顿第三定律得，物块 P 对轨道的压力大小为 78 N。(2)物块 P 运动到 M 点过程，根据机械能守恒定律得 12m1gL1sin 53 =尹付皿解得VM= 2 m/s物块最终在圆

9、弧轨道上往复滑动，且到达 M 点时速度为零全过程减少的机械能AE= m1gL1sin 53 产生的内能 Q=ymgcos 53 s根据能量守恒定律得AE = Q，即migLisin 53= mgcos 53 s图 4解得其在 MN 斜面上滑行的总路程 s= 1.0 m。答案(1)78 N (2)1.0 m5. (2016 宜春冲刺)如图 5 所示，让摆球从图中的 C 位置由静止开始摆下，摆到 最低点 D 处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D 点向右做匀减速运动，到达小孔 A 进入半径 R= 0.3 m 的竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆 轨道立即关闭 A 孔。已知摆线长 L = 2

10、 m，0=60,小球质量为 m= 0.5 kg， D 点 与小孔A 的水平距离 s= 2 m， g 取 10 m/s2。图 5(1) 摆线能承受的最大拉力为多大？(2) 要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道， 求摆球与粗糙水平面间动摩擦因数卩 的范围。解析(1)摆球由 C 到 D 过程机械能守恒，则12mg(LLcos0 =qmvD在 D 点由牛顿第二定律得2mvDT mg=L联立得摆线的最大拉力为 T=2mg= 10 N。(2)摆球不脱离圆轨道的情况有：1摆球能到达 A 孔，且小球到达 A 孔的速度恰好为零 对摆球从 D 到 A 的过程，由动能定理得卩 mgs= 0 *mvD解得3= 0.5答案 (1)10 N(2)0.35 产 0.5 或 听 0.1252摆球进入 A 孔的速度较小，在圆心以下做等幅摆动，不脱离轨道 其临界情况为到达与圆心等高处速度为零由机械能守恒定律得122mvA= mg