山东专用2024年高考物理一轮复习专题六机械能守恒定律_应用集训含解析.docxVIP

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专题六机械能守恒定律

应用篇

【应用集训】

应用一机车启动

1.(2024山东菏泽一中高一期末,6)一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前4s内做匀加速直线运动,4s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m=3×103kg,汽车受到的阻力为车重的0.2,g取10m/s2,则下列不正确的是 ()

A.汽车的最大速度为20m/s

B.汽车的额定功率为180kW

C.汽车在前4s内的牵引力为1.5×104N

D.汽车在前4s内牵引力做的功为3.6×105J

答案A

2.(2024山东寿光现代中学开学考,18)一辆汽车以恒定加速度由静止起先在水平路面上做直线运动,其行驶过程中牵引力F与车速的倒数1v的关系如图所示,v2为行驶过程的最大速度。已知汽车质量为1×103kg,最大功率为2×104W,运动中汽车所受阻力恒定。求

(1)v1和v2的大小;

(2)汽车匀加速运动的时间;

(3)汽车速度为10m/s时的加速度。

答案(1)6.67m/s20m/s(2)3.33s(3)1m/s2

应用二利用动能定理求总路程的方法

1.如图所示,ABCD是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,BC是水平的,其长度d=0.50m。盆边缘的高度为h=0.30m。在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止起先下滑(图中小物块未画出)。已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10。小物块在盆内来回滑动,最终停下来,则停下的位置到B的距离为 ()

A.0.50mB.0.25mC.0.10mD.0

答案D

2.(2024山东肥城高一期中,17)如图所示,半径R=0.5m的光滑圆弧轨道的左端A与圆心O等高,B为圆弧轨道的最低点,圆弧轨道的右端C与一倾角θ=37°的粗糙斜面相切。一质量m=1kg的小滑块从A点正上方h=1m处的P点由静止自由下落。已知滑块与粗糙斜面间的动摩擦因数μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。

(1)求滑块第一次运动到B点时对轨道的压力;

(2)求滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离。

答案(1)70N方向竖直向下(2)1.4m

应用三巧用机械能守恒定律解决非质点问题

1.如图所示,AB为光滑的水平面,BC是倾角为α的足够长的光滑斜面,斜面体固定不动。AB、BC间用一小段光滑圆弧轨道相连。一条长为L的匀称松软链条起先时静止地放在ABC面上,其一端D至B的距离为L-a。现自由释放链条,重力加速度为g,则:

(1)链条下滑过程中,系统的机械能是否守恒?简述理由;

(2)链条的D端滑到B点时,链条的速率为多大?

答案(1)守恒理由见解析(2)g

2.如图所示,露天消遣场空中列车是由很多节完全相同的车厢组成,列车先沿光滑水平轨道行驶,然后滑上一固定的半径为R的空中圆形光滑轨道,若列车全长为L(L2πR),R远大于一节车厢的长度和高度,那么列车在运行到圆形光滑轨道前的速度至少要多大,才能使整个列车平安通过固定的圆形轨道(车厢间的距离不计)。重力加速度为g。

答案gR

应用四传送带模型中动力学方法和能量观点的应用

如图所示,与水平面成30°角的传送带以v=2m/s的速度按如图所示顺时针方向匀速运行,A、B两端距离l=9m。把一质量m=2kg的物块无初速地轻轻放到传送带的A端,物块在传送带的带动下向上运动。若物块与传送带间的动摩擦因数μ=1.433,不计物块的大小,g取10

(1)从放上物块起先计时,t=0.5s时摩擦力对物块做功的功率是多少?此时传送带克服摩擦力做功的功率是多少?

(2)把这个物块从A端传送到B端的过程中,传送带运输物块产生的热量多大?

(3)把这个物块从A端传送到B端的过程中,摩擦力对物块做功的平均功率是多少?

答案(1)14W28W(2)14J(3)18.8W

应用五滑块—木板模型中动力学方法和能量观点的应用

(2024山东临朐试验中学月考,18)如图所示,在光滑水平台面上静置一质量mA=0.9kg的长木板A,A的右端用轻绳绕过光滑的轻质定滑轮与质量mC=0.9kg的物体C拴接。当C从静止起先运动至下落高度为h=0.4m时,在木板A的最右端轻放一质量为mB=3.6kg的小铁块B(可视为质点),A、B间的动摩擦因数μ=0.25,最终B恰好未从木板A滑落,g取10m/s2。求:

(1)刚放铁块B时,A的速度大小v0;

(2)木板A的长度L。

答案(1)2m/s(2)0.