2018年高考物理一轮复习 专题23 应用力学两大观点分析多过程问题（练）（含解析）

专题23 应用力学两大观点分析多过程问题

1．物体静止在光滑水平面上，先对物体施加一水平向右的恒力F1，经过时间t后撤去F1，立即再对它施加一个水平向左的恒力F2，又经过时间4t物体回到出发点，此时物体的动能为50J，求：

（1）恒力F1与恒力F2的比值

（2）恒力F1对物体做的功W1和恒力F2对物体做的功W2各为多少 【答案】（1）【解析】

F116?（2）W1?32J，W2?18J F29【名师点睛】在F1和F2的作用下，在相同的时间内，物体回到原处，说明位移的大小相同，这是解这道题的关键点，物体先做匀加速运动，后做匀减速运动回到原处，整个过程中的位移为零．根据

2．如图所示，倾角 θ=37°的光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个轮半径和质量不计的光滑定滑轮 D，质量均为m=1kg 的物体A和B用一劲度系数k=240N/m 的轻弹簧连接，物体 B 被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板 P 挡住。用一不可伸长的轻绳使物体 A 跨过定滑轮与质量为 M 的小环 C 连接，小环 C 穿过竖直固定的光滑均匀细杆，当整个系统静止时，环 C 位 于 Q 处，绳与细杆的夹角 α=53°，且物体 B 对挡板 P 的压力恰好为零。图中 SD 水平且长度 为 d=0.2m，位置 R 与位置 Q 关于位置 S 对称，轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行。现 让环 C 从位置 R 由静止释放，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g 取 10m/s2。求：⑴小环 C 的质量 M；

⑵小环 C 通过位置 S 时的动能 Ek及环从位置 R 运动到位置 S 的过程中轻绳对环做的功

WT；

⑶小环 C 运动到位置 Q 的速率 v。

【答案】C 【解析】

对于A、弹簧和C组成的系统，机械能定恒，有 Mgdcot??mgsAsin??Ek 解得 Ek?1.38J

对此过程，对A由动能定理，得 WT?Mgdcot??Ek 解得 WT?0.3J

⑶环通过位置Q时，弹簧为伸长为 x3?0.025m，此时弹簧的弹性势能与环位于R、S时相同。 对于A、弹簧和C组成的系统，在环从R到Q的过程中，由机械能定恒定律，有 Mg?(2dcot?)?1212

Mv?mvA22对环的速度分解，得 vA?vcos? 变形得 v?

4Mgdcot? M?mcos2?2

代入数据得 v?2m/s

【名师点睛】此题考查了物体的平衡、机械能定恒定律及动能定理的应用；该题中，第一问相对比较简单，解答的关键是第二问，在解答的过程中一定要先得出弹簧的弹性势能没有变化的结论，否则解答的过程不能算是完整的。

3．.如图所示，竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径为R，A端与圆心O等高，AD为与水平方向成45°角的斜面．B端在O的正上方．一个小球在A点正上方由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆形轨道并恰能到达B点，求：

（1）释放点距A点的竖直高度；（2）小球落到斜面上C点时的速度大小

【答案】（1）1.5R；（2）5gR 【解析】

小球落到C点得速度大小：vC?v?vy?5gR 【名师点睛】此题考查了圆周运动、平抛运动及动能定理的应用；解题时要把小球的运动过程分为三部分，第一段是自由落体运动，第二段是圆周运动，此时机械能守恒，第三段是平抛运

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动，分析清楚各部分的运动特点，采用相应的规律求解即可．

4．.如图所示，倾角为37°的斜面固定在水平地面上，一个质量为1kg的小物体（可视为质点）以8.0m/s的初速度由底端冲上斜面，已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10m/s，sin37°=0.6，求：

（1）若使物体不至滑出斜面，斜面的最小长度；（2）物体再次回到斜面底端时的动能．

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【答案】（1）4m；（2）16J．

5．如图所示，在粗糙水平台阶上放置一质量m=0.5kg的小物块，它与水平台阶间的动摩擦因数μ=0.5，与台阶边缘O点的距离s=5m。在台阶右侧固定一个

1圆弧挡板，圆弧半径R=1m，4，取g=10m/s）

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圆弧的圆心也在O点。今以O点为原点建立平面直角坐标系xOy。现用F=5N的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板。（

（1）若小物块恰能击中挡板上的P点（OP与水平方向夹角为37°），求其离开O点时的速度大小；

（2）为使小物块击中挡板，求拉力F作用的最短时间；

（3）改变拉力F的作用时间，使小物块击中挡板的不同位置，求击中挡板时小物块动能的最小值。

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