2021版高考物理一轮复习第五章机械能3机械能守恒定律及其应用训练2含解析_第1页
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PAGE3-机械能守恒定律及其应用1.一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道,小球先进入圆轨道1,再进入圆轨道2,圆轨道1的半径为R,圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍,小球的质量为m,若小球恰好能通过轨道2的最高点B,则小球在轨道1上经过A处时对轨道的压力为 ()A.2mgB.3mgC.4mgD.5mg【解析】选C。小球恰好能通过轨道2的最高点B时,有mg=mvB21.8R,小球在轨道1上经过A处时,有F+mg=mvA2R,根据机械能守恒,有1.6mgR=12mvA22.如图所示,半径为R的光滑半圆形轨道ABC与倾角为θ=37°的粗糙斜面轨道DC相切于C点,半圆形轨道的直径AC与斜面垂直。质量为m的小球从A点左上方距A点高为h的P点以某一速度水平抛出,刚好与半圆形轨道的A点相切进入半圆形轨道内侧,之后经半圆形轨道沿斜面刚好运动到与抛出点等高的D处。已知当地的重力加速度为g,取R=509h,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力,求(1)小球被抛出时的速度v0。(2)小球到达半圆轨道最低点B时,对轨道的压力大小。(3)小球从C到D过程中摩擦力做的功W。【解析】(1)小球运动到A点时,速度与水平方向的夹角为θ,如图所示。则有v1由几何关系得v0tanθ=v1 ②联立以上各式解得v0=432(2)A、B间竖直高度H=R(1+cosθ) ④设小球到达B点时的速度为v,则从抛出点到B点过程中,根据机械能守恒有12mv02+mg(H+h)=1小球在B点,有N-mg=mv2联立解得N=5.6mg ⑦由牛顿第三定律知,小球在B点对轨道的压力大小是N′=N=5.6mg,方向竖直向下。 ⑧(3)小球在整个运动过程中,重力做功为零,根据动能定理知:小球沿斜面上滑过程中克服摩擦力做的功等于小球做平抛运动的初动能,有W=0-12mv02=-16答案:(1)432gh3.(2019·兰州模拟)如图所示,竖直平面内的一半径R=0.50m的光滑圆弧槽BCD,B点与圆心O等高,一水平面与圆弧槽相接于D点,质量m=0.10kg的小球从B点正上方H=0.95m高处的A点自由下落,由B点进入圆弧轨道,从D点飞出后落在水平面上的Q点,DQ间的距离x=2.4m,球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0.80m(1)小球经过C点时轨道对它的支持力大小N。(2)小球经过最高点P的速度大小vP。(3)D点与圆心O的高度差hOD。【解析】(1)设经过C点时速度为v1,由机械能守恒有mg(H+R)=12m由牛顿第二定律有N-mg=m代入数据得N=6.8N。(2)P到Q做平抛运动有h=12gt2,x2=v代入数据

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