2018年高考物理二轮复习25分钟规范训练120171227393

25分钟规范训练(一)
1．(12分)(2017·河北省定州中学4月考 )风洞实验室中可产生方向、大小都可以调节控制的各种风力。

如图所示为某风洞里模拟做实验的示意图。

一质量为1kg 的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角θ为30˚。

现小球在F ＝20 N 的竖直向上的风力作用下，从A 点静止出发沿直杆向上运动，已知杆与球间的动摩擦因数μ＝36。

试求：
(1)小球运动的加速度a 1；
(2)若F 作用1.2 s 后撤去，小球上滑过程中距A 点最大距离s m 。

(3)若从撤去风力F 开始计时，小球经多长时间将经过距A 点上方为2.25 m 的B 点。

[解析] (1)在风力F 作用时有：
(F －mg )sin 30˚－μ(F －mg )cos 30˚＝ma 1
a 1＝2.5 m/s 2，方向沿杆向上
(2)F 作用1.2 s 时小球速度v ＝a 1t 1＝3 m/s
小球的位移s 1＝v 2t 1＝32
×1.2 m＝1.8 m 撤去力F 后，小球上滑时有：
mg sin 30˚＋μmg cos 30˚＝ma 2
a 2＝7.5 m/s 2
因此小球上滑时间t 2＝v
a 2
＝0.4 s 上滑位移s 2＝v 2t 2＝32
×0.4 m＝0.6 m 则小球上滑的最大距离为s m ＝s 1＋s 2＝2.4 m
( 3)在上滑阶段通过B 点：
s AB －s 1＝v t 3－12
a 2t 2
3
通过B 点时间t 3＝0.2 s ，另t 3＝0.6 s (舍去)
小球返回时有： mg sin 30˚－μmg cos 30˚＝ma 3
a 3＝2.5 m/s 2
小球由顶端返回B 点时有：
s m － s AB ＝12a 3t 2
4
t 4＝35
s 通过通过B 点时间t 2＋t 4＝
2＋35 s≈0.75 s 2．(20分)(2017·吉林省吉林大学附属中学第六次摸底 ) 如图所示，在光滑的水平桌面上有一长为L ＝2 m 的木板C ，它的两端各有一块挡板，C 的质量为m C ＝5 kg ，在C 的中央并排放着两个可视为质点的滑块A 与B ，其质量分别为m A ＝1 kg 、m B ＝4 kg ，开始时A 、B 、C 均处于静止状态，并且A 、B 间夹有少许炸药，炸药爆炸使得A 以v A ＝6 m/s 的速度水平向左运动，不计一切摩擦，两滑块中任一块与挡板碰撞后就与挡板合成一体，爆炸与碰撞时间不计，求：
(1)当两滑块都与挡板碰撞后，板C 的速度多大？
(2)从爆炸开始到两个滑块都与挡板碰撞为止，板C 的位移多大？方向如何？
(3)两滑块与挡板碰撞所产生的总热量为多少？
[解析] 炸药爆炸，滑块A 与B 分别获得向左和向右的速度，由动量守恒知，A 的速度较大(A 的质量小)，A 、B 均做匀速运动，A 先与挡板相碰合成一体(满足动量守恒)一起向左匀速运动，最终B 也与挡板相碰合成一体(满足动量守恒)，整个过程满足动量守恒。

(1)整个过程A 、B 、C 系统动量守恒，有0＝(m A ＋m B ＋m C )v ，所以v ＝0
(2)炸药爆炸，A 、B 获得的速度大小分别为v A 、v B 。

以向左为正方向，有：
m A v A －m B v B ＝0，解得：v B ＝1.5 m/s ，方向向右
然后A 向左运动，与挡板相撞并合成一体，共同速度大小为v AC ，由动量守恒，有： m A v A ＝(m A ＋m C )v AC ，解得：v AC ＝1 m/s
此过程持续的时间为：t 1＝L 2v A ＝16
s 此后，设经过t 2时间B 与挡板相撞并合成一体，则有：
12
L ＝v AC t 2＋v B (t 1＋t 2)，解得：t 2＝0.3 s 所以，板C 的总位移为x C ＝v AC t 2＝0.3 m ，方向向左
(3)两滑块与挡板碰撞所产生的总热量就是爆炸所产生的总能量，即爆炸后两滑块的总动能12mv A v 2A ＋12
m B v 2B ＝22.5 J。