高考物理一轮复习压轴题

1、6/62019高考物理一轮复习压轴题2019高考物理一轮复习压轴题应用动力学观点和能量观点解决力学压轴题(含解析2019高考物理一轮)1.(2019惠州市第三次调研)单板滑雪U形池如图7所示 ,由两个完全相同的14圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成 ,圆弧滑道的半径R=3.2 m ,B、C分别为圆弧滑道的最低点 ,B、C间的距离s=7.5 m ,假设某次比赛中运发动经过水平滑道B点时水平向右的速度vB=16 m/s ,运发动从B点运动到C点做匀变速直线运动所用的时间t=0.5 s ,从D点跃起时的速度vD=6.0 m/s.设运发动连同滑板的质量m=50 kg ,忽略空气阻力的影响 ,重力加速

2、度g取10 m/s2.求：图7(1)运发动在B点对圆弧轨道的压力;(2)运发动从D点跃起后在空中运动的时间;(3)运发动从C点运动到D点的过程中需要克服摩擦阻力所做的功.解析 (1)由FN-mg=mv2BR ,可得FN=4 500 N由牛顿第三定律知 ,压力为4 500 N.(2)运发动从D点跃起后在空中做竖直上抛运动 ,设运发动上升的时间为t1 ,根据运动学公式vD=gt1运发动在空中完成动作的时间t=2t1=2vDg=1.2 s(3)运发动从B点到C点 ,做匀变速直线运动 ,运动过程的平均速度vBC=st=vB+vC2解得运发动到达C点时的速度vC=2st-vB=14.0 m/s运发动从C

3、点到D点的过程中 ,克服摩擦力和重力做功 ,根据动能定理-Wf-mgR=12mv2D-12mv2C得运发动克服摩擦力做功Wf=12mv2C-12mv2D-mgR代入数值解得Wf=2 400 J答案 (1)4 500 N (2)1.2 s (3)2 400 J2.飞机假设仅依靠自身喷气式发动机产生的推力起飞需要较长的跑道 ,某同学设计在航空母舰上安装电磁弹射器以缩短飞机起飞距离 ,他的设计思想如下：如图8所示 ,航空母舰的水平跑道总长l=180 m ,其中电磁弹射器是一种长度为l1=120 m的直线电机 ,这种直线电机从头至尾可以提供一个恒定的牵引力F牵.一架质量为m=2.0104kg的飞机 ,

4、其喷飞式发动机可以提供恒定的推力F推=1.2105N.考虑到飞机在起飞过程中受到的阻力与速度大小有关 ,假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机重力的0.05倍 ,在后一阶段的平均阻力为飞机重力的0.2倍.飞机离舰起飞的速度v=100 m/s ,航母处于静止状态 ,飞机可视为质量恒定的质点.请你求出(计算结果均保存二位有效数字)：图8(1)飞机在后一阶段的加速度大小;(2)电磁弹射器的牵引力F牵的大小;(3)电磁弹射器输出效率可以到达80% ,那么每弹射这样一架飞机电磁弹射器需要消耗多少能量.解析 (1)设后一阶段飞机加速度为a2 ,平均阻力为Ff2=0.2mg ,那么F推-Ff2=ma2所以飞机在

5、后一阶段的加速度大小：a2=4.0 m/s2(2)解法一 设电磁弹射阶段飞机加速度为a1、末速度为v1 ,平均阻力为Ff1=0.05mg那么v21=2a1l1 ,v2-v21=2a2(l-l1)得：a1=39.7 m/s2由：F牵+F推-Ff1=ma1 ,得F牵=6.8105N解法二 由动能定理得：F牵l1+F推l-Ff1l1-Ff2(l-l1)=12mv2解得F牵=6.8105N(3)电磁弹射器对飞机做功：W=F牵l1=8.2107J那么其消耗的能量：E=W80%=1.0108J答案 (1)4.0 m/s2 (2)6.8105N (3)1.0108J3.如图9所示 ,质量为m=0.1 kg的

6、小球置于平台末端A点 ,平台的右下方有一个外表光滑的斜面体 ,在斜面体的右边固定一竖直挡板 ,轻质弹簧拴接在挡板上 ,弹簧的自然长度为x0=0.3 m ,斜面体底端C点距挡板的水平距离为d2=1 m ,斜面体的倾角为=45 ,斜面体的高度h=0.5 m.现给小球一大小为v0=2 m/s的初速度 ,使之在空中运动一段时间后 ,恰好从斜面体的顶端B点无碰撞地进入斜面 ,并沿斜面运动 ,经过C点后再沿粗糙水平面运动 ,过一段时间开始压缩轻质弹簧.小球速度减为零时 ,弹簧被压缩了x=0.1 m.小球与水平面间的动摩擦因数=0.5 ,设小球经过C点时无能量损失 ,重力加速度g取10 m/s2 ,求：图9

7、(1)平台与斜面体间的水平距离d1;(2)小球在斜面上的运动时间t1;(3)弹簧压缩过程中的最大弹性势能Ep.解析 (1)小球到达斜面顶端时 ,竖直分速度为vBy=v0tan又根据自由落体运动知识知 ,vBy=gt水平方向小球做匀速直线运动那么d1=v0t ,解得：d1=0.4 m.(2)在B点小球的速度为vB ,那么vB=v0cos小球由B点到C点过程中 ,由牛顿第二定律知：mgsin =ma ,v2C-v2B=2ahsinvC=vB+at1 ,解得：t1=0.2 s ,vC=32 m/s.(3)小球在水平面上运动的过程中 ,由功能关系知：12mv2C=mg(d2-x0)+x+Ep ,解得：

8、Ep=0.5 J答案 (1)0.4 m (2)0.2 s (3)0.5 J4.(2019四川卷 ,10)在如图10所示的竖直平面内 ,物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接 ,分别静止于倾角=37的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上 ,轻绳与对应平面平行.劲度系数k=5 N/m的轻弹簧一端固定在O点 ,一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连.弹簧处于原长 ,轻绳恰好拉直 ,DM垂直于斜面.水平面处于场强E=5104 N/C、方向水平向右的匀强电场中.A、B的质量分别为mA=0.1 kg和mB=0.2 kg ,B所带电荷量q=+410-6C.设两物体均视为质点 ,不计滑轮质量和摩擦

9、 ,绳不可伸长 ,弹簧始终在弹性限度内 ,B电荷量不变.取g=10 m/s2 ,sin 37=0.6 ,cos 37=0.8.图10(1)求B所受静摩擦力的大小;(2)现对A施加沿斜面向下的拉力F ,使A以加速度a=0.6 m/s2开始做匀加速直线运动.A从M到N的过程中 ,B的电势能增加了Ep=0.06 J.DN沿竖直方向 ,B与水平面间的动摩擦因数=0.4.求A到达N点时拉力F的瞬时功率.解析 A、B处于静止状态时 ,对于A、B根据共点力的平衡条件解决问题;当A、B做匀加速直线运动时 ,根据运动学公式、牛顿第二定律和功能关系解决问题.(1)F作用之前 ,A、B处于静止状态.设B所受静摩擦力大小为f0 ,A、B间绳中张力为T0 ,有对A：T0=mAgsin 对B：T0=qE+f0联立式 ,代入数据解得f0=0.4 N(2)物体A从M点到N点的过程中 ,A、B两物体的位移均为x ,A、B间绳子张力为T ,有qEx=EpT-mBg-qE=mBa设A在N点时速度为v ,受弹簧拉力为F弹 ,弹簧的伸长量为x ,有v2=2axF