2019高考物理一轮复习第五章机械能及其守恒定律第7讲力学压轴问题学案

1、2由得F= 10.0 N .(1 分)小球在最高点受到重力F+mV1g=mmg和轨道对它的作用力F,根据牛顿第二定律(1 分)第 7 讲力学压轴问题on题规律丨I 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岀，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，是取得高考胜利的关键.【重难解读】对于力学压轴题主要考查方向有以下几点：1 .不可或缺的受力分

2、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】(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R= 2.0mR2= 1.4 m .一个质量为 m= 1.0 kg

3、的小球(视为质点)，从轨道的左侧A点以vo= 12.0 m/s 的初速度沿轨 道向右运动，A B间距L1= 6.0 m .小球与水平轨道间的动摩擦因数卩=0.2，圆形轨道是光滑的.假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠.重力加速度g= 10 m/s2，计算结果保留小数点后一位数字.试求：(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) 如果小球恰能通过第二个圆形轨道，B、C间距L应是多少？(3) 在满足(2)的条件下，如果要使小球不脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径小球最终停留点与起点A的距离.R3应满足的条件;审题指导本题结合动能定理、机械能守恒定律分阶段分

4、析小球的运动过程.解析(1)设小球经过第一个圆轨道的最高点时的速度为V1，根据动能定理1212mgLmg-2R= mv- ?mv(2 分)谚一MI4JL道2017 年高考“最后三十天”专题透析好教育云平台教育因你我而变2解得 R = 1.0 m(1 分)解得F3= 27.9 m .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 mwRJw27.9 m .（1 分）当 0RW0.4 m 时，小球最终停留点与起始点A的距离为L,则L= 36.0 m .(1 分)当 1.0 m R? 27.9 m 时，小球最终停留点与起始点A的距离为L，则L=L

5、2（LL1 2L） = 26.0 m .（1 分）答案(1)10.0 N (2)12.5 m (3)当 0F3 0.4 m 时，L= 36.0 m 当 1.0 m ,根为了保证圆轨道不重叠, 2 .2(R+ R)=L+ (R?R?)(1 分)2(1 分)3寻找向卍力的来懑：对軸体进行费力分析.列 1 出向血力表达式：鬲耳亲耳矗朝石義出需棗疋石的应豪福麗览析可能存程的状态动葩定理的应用；耙特珠点推广剧亠般*研究整:个运动过程的特点【突破训练】1.一质量为 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，

6、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9.8 m/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：飞船着地前瞬间的机械能为氐=2mV式中，m和V0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率.由式和题给数据得8E0=4.0 x10 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E= mv+mgh式中，Vh是飞船在

7、高度 1.60 x105m 处的速度大小.由式和题给数据得6 = 2.4x1012J .(2)飞船在高度h= 600 m 处的机械能为12EY=尹 0.02Vh) +mgh由功能原理得WEr E0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式和题给数据 得W9.7x108J.答案：见解析2.(2018 铜陵模拟)圆动题从三琴析决运问要下来分駆解周的需以点虑问2017 年高考“最后三十天”专题透析好教育云平台教育因你我而变4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

8、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= 1kg，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5水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道已知物块与木板间的动摩擦因数求：(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物块做平抛运动，有：VBsin0 =vo从B到C,根据动能定理有：1212mgR1+sin0)=mvc-mB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

9、起运动.设相对滑动时物块加速度大小为a ,木板加速度大小为a2，经过时间t达到共同速度v，则：卩mg= ma,卩mg= Ma,v=vc-ad,v=喊根据能量守恒定律有：1 12(m+M v2+ Q= mvC联立解得：Q= 9 J.答案：(1)6 m/s (2)9 J3.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点以初速度V。沿斜面向下运动，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：(1) 物块A运动到O点的速度大小；(2)O点和O点间的距离X1；(3) 在压缩过程中弹簧具有的最大弹性势能6.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12120)xo=mv一mvo)2 2得：v=vo+ 2g(sin0-卩 cos0)xo.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：一= 0.2 ,g取 10 m/s2.(mgsin0 -口mgcos0却，X1=2V04gcosX0.1mopos0 2(X1+X0)=2