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江苏省2022版高中物理学业水平测试复习专题三功和能综合应用二冲A集训

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功和能综合应用(二)1.(2022·启东中学学测最后一考)如图1所示,质量m为70kg的运动员以10m/s的初速度v0,从高为10m的滑雪场A点沿斜坡自由滑下,一切阻力可忽略不计,以B点所在的水平地面为零势能面.g取10m/s2.求:图1(1)运动员在A点时的机械能;(2)运动员到达最低点B时的速度大小;(3)若运动员继续沿右侧斜坡向上运动,他能到达的最大高度.2.(2022·南通学测模拟)2022年11月,波士顿动力(BostonDynamics)研制的机器人Atlas(可视为质点)从A点起跳后,运动轨迹如图2中ABC所示,B为最高点,C为落地点.机器人质量为m,B与A、C间的高度差分别为h1、h2,B、C间的水平距离为L,重力加速度为g,忽略空气阻力.求:图25\n(1)机器人从B点运动到C点的时间t;(2)机器人落地时的速度vC;(3)机器人起跳时获得的动能EkA.3.(2022·南通学测模拟)如图3所示,斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C,整个装置竖直固定,D是最低点,圆心角∠DOC=37°,E、B与圆心O等高,圆弧轨道半径R=0.30m,斜面长L=1.90m,AB部分光滑,BC部分粗糙.现有一个质量m=0.10kg的小物块P(可视为质点)从斜面上端A点无初速度下滑,物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数μ=0.75.取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力.求:图3(1)物块第一次通过C点时的速度大小vC;(2)物块第一次通过D点时受到轨道的支持力大小FD;(3)物块最终所处的位置.4.(2022·镇江学测模拟)如图4装置由水平弹簧发射器及两个轨道组成:轨道Ⅰ是光滑轨道AB,AB高度差h1=0.20m;轨道Ⅱ由AE和螺旋圆形EFG两段光滑轨道和粗糙轨道GB平滑连接而成,且A与F等高.轨道最低点与AF所在直线的高度差h2=0.40m.当弹簧压缩量为d时,恰能使质量m=0.05kg的滑块(可视为质点)沿轨道Ⅰ上升到B点,当弹簧压缩量为2d时,恰能使滑块沿轨道Ⅱ上升到B点,滑块两次到达B点处均被装置锁定不再运动.已知弹簧弹性势能Ep与弹簧压缩量x5\n的平方成正比,弹簧始终处于弹性限度范围内,不考虑滑块与发射器之间的摩擦,重力加速度g取10m/s2.图4(1)当弹簧压缩量为d时,求弹簧的弹性势能及滑块离开弹簧瞬间的速度大小;(2)求滑块经过最高点F处时对轨道的压力大小;(3)求滑块通过GB段过程中克服摩擦力所做的功.答案精析1.(1)1.05×104J (2)17.3m/s (3)15m解析 (1)运动员在A点时的机械能EA=mv02+mgh=1.05×104J(2)由机械能守恒定律得EA=EB=mvB2解得vB≈17.3m/s(3)设运动员在右侧斜坡上最高到达C点,C点高度为H,由机械能守恒定律得EA=EC=mgH解得H=15m.2.(1) (2)(3)mg(h1+)解析 (1)机器人从B点至C点做平抛运动,则h2=gt2解得t=(2)设机器人在B点的速度为vB,则vB=落地时的竖直分速度vy=5\n由于vC=解得vC=(3)由A→B,由机械能守恒定律有EkA-mvB2=mgh1解得EkA=mg(h1+).3.(1)4.2m/s (2)7.4N (3)距离C点0.35m处解析 (1)斜面BC部分的长度l==0.40m设物块第一次通过B点时的速度为vB,根据动能定理有mg(L-l)sin37°=mvB2-0代入数据得vB=3m/s≈4.2m/s物块在BC部分滑动受到的摩擦力大小Ff=μmgcos37°=0.60N在BC部分下滑过程受到的合力F=mgsin37°-Ff=0则物块第一次通过C点时的速度vC=vB=4.2m/s(2)设物块第一次通过D点时的速度为vD,则从C→D由机械能守恒定律得mvD2=mvC2+mgR(1-cos37°)在D点,FD-mg=m代入数据得FD=7.4N(3)物块每通过一次BC部分减小的机械能ΔE=Ff·l=0.24J物块能经过BC部分的次数n==3.75设物块在第四次经过BC部分时最终在距离C点x处停止,则mg(L-x)sin37°-Ff(3l+x)=0代入数据得x=0.35m.4.(1)0.1J 2m/s (2)3.5N (3)0.3J解析 (1)根据能量转化和守恒定律得Ep1=mgh1解得Ep1=0.1J5\n又Ep1=mv2解得v=2m/s(2)根据题意,弹簧压缩量为2d时,弹簧弹性势能为Ep2=0.4J根据题意,滑块到达F处过程,有Ep2=mv′2得v′=4m/s根据牛顿第二定律可得mg+FN=m解得FN=3.5N根据牛顿第三定律,滑块在F处对轨道的压力大小为3.5N.(3)根据能量转化和守恒定律得Ep2=mgh1+W克解得W克=0.3J.5

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发布时间:2022-08-25 12:11:05 页数:5
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文章作者:U-336598

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