2020高考物理二轮复习强化练习(九) 力学三大观点的综合应用含解析

专题强化练(九)力学三大观点的综合应用

(满分:64分时间:40分钟)

一、选择题(共3小题,每小题8分,共24分)

1.

(考点3)(多选)(2018陕西宝鸡一模)光滑水平面上放有质量分别为2m和m的物块A和B,用细线将它们连接起来,两物块中间加有一压缩的轻质弹簧(弹簧与物块不相连),弹簧的压缩量为x。现将细线剪断,此刻物块A的加速度大小为a,两物块刚要离开弹簧时物块A的速度大小为v,则()

A.物块B的加速度大小为a时弹簧的压缩量为

B.物块A从开始运动到刚要离开弹簧时位移大小为x

C.物块开始运动前弹簧的弹性势能为mv2

D.物块开始运动前弹簧的弹性势能为3mv2

A的加速度大小为a时,根据胡克定律和牛顿第二定律得kx=2ma,当物块B的加速度大小为a时,有kx'=ma,对比可得x'=,即此时弹簧的压缩量为,选项A正确;取水平向左为正方向,根据

系统的动量守恒得2m-m=0,又x A+x B=x,解得A的位移为x A=x,选项B错误;根据动量守恒定律得0=2mv-mv B,得物块B刚要离开弹簧时的速度v B=2v,由系统的机械能守恒得物块开始运动前弹簧的弹性势能为E p=·2mv2+=3mv2,选项C错误、D正确。

2.

(考点2)(多选)(2019四川成都石室中学高三2月份入学考试)如图所示,长为L、质量为3m的长木板B放在光滑的水平面上,质量为m的铁块A放在长木板右端。一质量为m的子弹以速度v0射入木板并留在其中,铁块恰好不滑离木板。子弹射入木板中的时间极短,子弹、铁块均视为质点,铁块与木板间的动摩擦因数恒定,重力加速度为g。下列说法正确的是()

A.木板获得的最大速度为

B.铁块获得的最大速度为

C.铁块与木板之间的动摩擦因数为

D.子弹、木块、铁块组成的系统损失的机械能为

B系统,根据动量守恒定律有mv0=4mv1,解得v1=,选项A错误;对木板B和铁块A(包括子弹)系统根据动量守恒定律有mv0=5mv2,解得v2=,选项B正确;子弹打入木板后,对木板B

和铁块A(包括子弹)系统,由能量守恒定律有μmgL=·4m·5m,解得μ=,选项C正确;全过程由能量守恒定律可知,子弹、木板、铁块组成的系统损失的机械能为ΔE=·5m ,选项D正确。

3.(考点3)(多选)(2019江西玉山一中期中考试)如图所示,用铰链将三个质量均为m的小球A、B、C 与两根长为L轻杆相连,B、C置于水平地面上。在轻杆竖直时,将A由静止释放,B、C在杆的作用下向两侧滑动,三小球始终在同一竖直平面内运动。忽略一切摩擦,重力加速度为g。则此过程中()

A.球A落地的瞬时速度为

B.球B对地面的压力始终等于mg

C.球B对地面的压力可小于mg

D.当B球动能最大时,A球的加速度为g

,A落地时A、B、C在水平方向速度为零,由机械能守恒定律得:mgL=,解得:v A=,选项A正确;球A加速下落时,三者组成的系统有向下的加速度,整体处于失重状态,球B对地面的压力小于mg,选项B错误;球A落地前一小段时间内,B做减速运动,杆

对B有斜向右上方的拉力,则球B对地面的压力小于mg,选项C正确;当B球动能最大时,即B球的速度最大,加速度为零,分析可知,此时杆的弹力为零,所以此时小球A的加速度为g,选项D正确。

二、计算题(第4题20分,第5题20分,共40分)

4.(考点1)(2019四川攀枝花高三第一次统考)如图所示,足够长的水平传送带以速度v匀速运动。质量分别为2m、m的小物块P、Q,用不可伸长的轻软细绳,通过固定光滑小环C相连。小木块P放在传送带的最右端,恰好处于静止状态,C、P间的细绳水平。现有一质量为m的子弹以v0=9 m/s的速度射入小物块P并留在其中。重力加速度g取10 m/s2,子弹射入物块P的时间可以忽略不计。求:

(1)小物块P与传送带间的滑动摩擦因数;

(2)从子弹射入小物块P至细绳再次拉直的时间;

(3)要使小物块P不从传送带的左端离开传送带,传送带至少多长?

设静止时小物块P与传送带间的动摩擦因数为μ,细绳拉力大小为F T1,分别对P、Q由平衡条件得:F T1=μ(2m)g,F T1=mg

联立以上两式得:μ=0.5。

(2)设子弹射入P后与P刚共速的速度大小为v1。子弹射入小物块P过程,对子弹和小物块P系统,由动量守恒得:mv0=(m+2m)v1

设子弹射入P至细绳再次拉直的时间为t,该过程P在传送带上运动的加速度大小为a1,P的位

移大小为x1,该过程中,P做减速运动,Q做自由落体运动,对子弹和P整体由牛顿第二定律得: μ(2m+m)g=(2m+m)a1

由运动学规律得:x1=v1t-a1t2

且满足:x1=gt2

联立以上各式得:t=0.4 s。

(3)设细绳再次拉直时P、Q的速度大小分别为v2、v3,刚共速的速度大小为v4;从细绳再次拉直

至P、Q刚共速过程细绳拉力对P、Q的冲量大小均为I;从P、Q刚共速时至P减速为0的过程P

的位移大小为x2,细绳的拉力大小为F T2,传送带的最小长度为L;

从子弹射入P至细绳再次拉直过程,分别对P、Q由运动学规律得:

v2=v1-a1t

v3=gt

细绳再次拉直至P、Q刚共速过程,分别对P、Q由动量定理得:

I=(2m+m)v4-(2m+m)v2

-I=mv4-mv3

从P、Q刚共速时至P减速为0的过程,分别对P、Q由牛顿第二定律得:

F T2-mg=ma2

μ(2m+m)g-F T2=(2m+m)a2

对P由运动学规律得:0-=-2a2x2

满足:L=x1+x2

联立以上各式得:L=2.025 m。

.5(2)0.4 s(3)2.025 m

5.(考点2)(2019四川广元高三第一次高考适应性统考)如图所示,倾角θ=37°的粗糙传送带与光滑水

平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接,传送带始终以v=3 m/s的速率顺时针匀速转动,A、B、

C滑块的质量分别为m A=1 kg,m B=2 kg,m C=3 kg(各滑块均可视为质点)。A、B间夹着质量可忽略的

火药,k为处于原长的轻质弹簧,两端分别与B、C连接。现点燃火药(此时间极短且不会影响各物体

的质量和各表面的光滑程度),滑块A以6 m/s的速度水平向左冲出,接着沿传送带向上运动,已知滑块

A与传送带间的动摩擦因数为μ=0.75,传送带与水平面足够长,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。

(1)计算滑块A沿传送带向上滑行的最大距离x;