物理一轮总复习课时跟踪检测热点专题 利用力学两大观点分析综合问题 .docxVIP

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课时跟踪检测二十四热点专题5利用力学两大观点分析综合问题

【基础过关】

1．如图所示,水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上,圆弧轨道B端的切线沿水平方向．质量m＝1.0kg的滑块(可视为质点)在水平恒力F＝10.0N的作用下，从A点由静止开始运动，当滑块运动的位移x＝0.50m时撤去力F。已知A、B之间的距离x0＝1.0m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0。10，g

（1）在撤去力F时，滑块的速度大小；

(2）滑块通过B点时的动能；

(3)滑块通过B点后，能沿圆弧轨道上升的最大高度h＝0。35m，

解析：(1)滑动摩擦力Ff＝μmg

设滑块的加速度为a1，根据牛顿第二定律

F－Ff＝ma1,解得a1＝9。0m

设滑块运动位移为0.50m时的速度大小为v,根据运动学公式v2＝2a1x,解得v

(2)设滑块通过B点时的动能为EkB

从A到B运动过程中，依据动能定理有W合＝ΔEk

Fx－Ffx0＝EkB，解得EkB＝4.0J。

（3)设滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做功为Wf，根据动能定理－mgh－Wf＝0－EkB

解得Wf＝0.50J。

答案：（1)3.0m/s（2)4。0J(3）0.50

2.如图所示，水平光滑轨道AB与竖直半圆形光滑轨道在B点平滑连接，AB段长x＝10m,半圆形轨道半径R＝2.5m．质量m＝0。10kg的小滑块(可视为质点)在水平恒力F作用下，从A点由静止开始运动，经B点时撤去力F，小滑块进入半圆形轨道，沿轨道运动到最高点C，从C点水平飞出．重力加速度

（1）若小滑块从C点水平飞出后又恰好落在A点．求：

①滑块通过C点时的速度大小；

②滑块刚进入半圆形轨道时，在B点对轨道压力的大小．

（2）如果要使小滑块能够通过C点，求水平恒力F应满足的条件．

解析:（1）①设滑块从C点飞出时的速度为vC，从C点运动到A点时间为t，滑块从C点飞出后,做平抛运动

竖直方向:2R＝eq\f（1,2）gt2

水平方向：x＝vCt,解得vC＝10

②设滑块通过B点时的速度为vB，根据机械能守恒定律eq\f（1,2)mveq\o\al（2,B）＝eq\f(1，2)mveq\o\al(2,C)＋2mgR

设滑块在B点受轨道的支持力为FN，根据牛顿第二定律FN－mg＝meq\f(v\o\al（2，B)，R)，联立解得FN＝9N

依据牛顿第三定律，滑块在B点对轨道的压力FN′＝FN＝9N.

（2）若滑块恰好能够经过C点,设此时滑块的速度为vC′,依据牛顿第二定律有mg＝meq\f（vC′2，R）

解得vC′＝eq\r(gR)＝eq\r(10×2。5)m/s＝5m/s

滑块由A点运动到C点的过程中，由动能定理Fx－mg·2R≥eq\f(1,2)mvC′2,则Fx≥mg·2R＋eq\f（1，2）mvC′2

解得水平恒力F应满足的条件为F≥0。625N.

答案:（1)①10m/s②9N(2)F≥0。625

【提升过关】

一、多项选择题

1.如图所示，一质量为M的斜面体静止在水平地面上，质量为m的木块沿粗糙斜面加速下滑h高度,速度大小由v1增大到v2,所用时间为t，木块与斜面体之间的动摩擦因数为μ。在此过程中（）

A．斜面体受水平地面的静摩擦力为零

B．木块沿斜面下滑的距离为eq\f（v1＋v2，2）t

C．如果给质量为m的木块一个沿斜面向上的初速度v2,它将沿斜面上升到h高处速度变为v1

D．木块与斜面摩擦产生的热量为mgh－eq\f(1，2）mveq\o\al(2,2）＋eq\f(1，2)mveq\o\al(2,1）

解析:以木块为研究对象,受力分析可知，木块受重力、斜面的作用力而加速下滑，则合外力一定沿斜面向下,根据二力的合成可知，斜面体对木块的作用力只能斜向右上方；再对斜面体分析可知,斜面体受木块向右下的压力；故斜面体受到的摩擦力水平向左，选项A错误；木块沿斜面下滑的距离s＝eq\x\to（v)t＝eq\f(v1＋v2，2)t，故B正确；上滑时重力和摩擦力都做负功，比下滑时合外力做功多，则上升至h高处时速度小于v1,选项C错误；由能量守恒定律得mgh＋eq\f(1，2）mveq\o\al（2,1）＝eq\f(1,2）mveq\o\al（2，2）＋Q，则木块与斜面增加的内能Q＝mgh＋eq\f（1，2）mveq\o\al（2,1）－eq\f(1，2）mveq\o\al（2，2）,故D正确．

答案:BD

2．如图所示，物体以一定的初速度从倾角α＝37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0m，选择地面为参考平面，上升