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全国通用2022版高考物理考前三个月高考题型集训第11题预测题型3应用动力学和能量观点分析多过程问题

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预测题型3 应用动力学和能量观点分析多过程问题1.(2022·天津河西区二模)如图1所示,在竖直平面内,粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B,C是最低点,圆心角∠BOC=37°,D与圆心O等高,圆弧轨道半径R=1.0m,现有一个质量为m=0.2kg可视为质点的小物体,从D点的正上方E点处自由下落,D、E两点间的距离h=1.6m,物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ=0.5,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.求:图1(1)物体第一次通过C点时轨道对物体的支持力FN的大小;(2)要使物体不从斜面顶端飞出,斜面的长度LAB至少要多长;(3)若斜面已经满足(2)要求,物体从E点开始下落,直至最后在光滑圆弧轨道做周期性运动,求在此过程中系统因摩擦所产生的热量Q的大小.4\n2.(2022·邢台四模)有一种地下铁道,站台的路轨建得高些,车辆进站时要上坡,出站时要下坡,如图2所示.设坡顶高度为h,坡顶A到坡底B水平间距为L1,坡底B到出站口C间距为L2.一质量为m的机车由坡顶A开始无动力下滑,到达坡底B时,机车发动机开始工作,到达出站口C时,速度已达到正常速度v.若机车与各处轨道间动摩擦因数均为μ,且忽略机车长度,求:图2(1)机车到达斜坡底端B时的速度大小v1;(2)机车到达出站口时,发动机做了多少功;(3)请简要说明,站台轨道比运行轨道略高一些的优点.4\n答案精析预测题型3 应用动力学和能量观点分析多过程问题1.(1)12.4N (2)2.4m (3)4.8J解析 (1)物体从E到C,由机械能守恒得:mg(h+R)=mv①在C点,由牛顿第二定律得:FN-mg=m②联立①②,解得支持力FN=12.4N③(2)从E→D→C→B→A过程,由动能定理得WG-Wf=0④WG=mg[(h+Rcos37°)-LABsin37°]⑤Wf=μmgcos37°LAB⑥联立④⑤⑥解得斜面长度至少为LAB=2.4m⑦(3)因为mgsin37°>μmgcos37°(或μ<tan37°)所以,物体不会停在斜面上,物体最后以C为中心,B为一侧最高点沿圆弧轨道做往返运动.从E点开始直至稳定,系统因摩擦所产生的热量Q=ΔEp⑧ΔEp=mg(h+Rcos37°)⑨联立⑧⑨解得Q=4.8J在运动过程中产生热量为4.8J.2.(1) (2)mv2+μmg(L1+L2)-mgh(3)机车进站时,将动能转化为重力势能,储存起来,出站时,将这些重力势能释放出来变成动能,减少能量的消耗.解析 (1)机车由A到B的过程中,由动能定理mgh-Ffl=mv又Ff=μmgcosθ=μmg,l=可得v1=(2)机车由B到C的过程中,由动能定理得W-μmgL2=mv2-mv4\n解得W=mv2+μmg(L1+L2)-mgh(3)站台轨道比运行轨道略高的优点:机车进站时,将动能转化为重力势能,储存起来,出站时,将这些重力势能释放出来变成动能,减少能量的消耗.4

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发布时间:2022-08-25 23:54:44 页数:4
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文章作者:U-336598

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