2020高考物理一轮复习 第5章 机械能章末过关检测(五)

2019年

8．(2018·常州教育学会监测)水平长直轨道上紧靠放置n个质量为m可看做质点的物块， 物块间用长为l的细线连接，开始处于静止状态，轨道动摩擦因数为μ.用水平恒力F拉动1开始运动，到连接第n个物块的线刚好拉直时整体速度正好为零，则( )

A．拉力F所做功为nFl B．系统克服摩擦力做功为C．F>

nμmg 2n（n－1） μmgl 2D．nμmg>F>(n－1)μmg

解析：选BC.拉力F所做功为(n－1)Fl，选项A错误；系统克服摩擦力做功为μmg(n－1)l＋μmg(n－2)l＋μmg·(n－3)l＋…＋μmgl＝μmgl[1＋2＋…(n－1)]＝n(n－1)，选项B正确；根据能量关系可知拉力F所做功为(n－1)Fl大于克服摩擦力做的功，即(n－1)Fl>n(n－1)μmgl/2，则F >，选项C正确，D错误．

三、非选择题(本题共3小题，共52分，按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)

9．(14分)(2018·枣庄模拟)某兴趣小组测量小物块与水平面之间的动摩擦因数和弹簧压缩后弹性势能大小的装置如图所示．弹簧左端固定在挡板上，右端被带有挡光条的小物块压至C处．现由静止释放小物块，小物块与弹簧分离后通过P处光电计时器的光电门，最终停在水平面上某点B.已知挡光条的宽度为d，当地重力加速度为g.

(1)现测得挡光条通过光电门的时间为t，小物块停止处到光电门的距离为x，则小物块通过光电门处的速度v＝________，小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝________(用g、d、t、x表示)．

(2)若小物块质量为m，释放处C到光电门P的距离为x0，则小物块释放瞬间弹簧的弹性势能Ep＝________(用m、d、t、x、x0表示)． 解析：(1)利用平均速度可知通过光电门的速度为v＝， 根据动能定理可知－μmgx＝0－mv2，解得μ＝.

2019年

(2)从C到静止利用动能定理可知

Ep－μmg(x0＋x)＝0－0

解得Ep＝. 答案：(1) (2)

md2（x0＋x）

2xt210．(18分)(2018·宁夏罗平中学模拟)一质量为1 kg的物体，位于距地面高h＝3 m、倾角为37°的斜面上，从静止开始下滑．已知物体与斜面和地面间的动摩擦因数相同且μ＝0.3，且经B点时无能量损失，最后滑到C点停止，(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)求： (1)物体到达B点的速度大小； (2)B点和C点之间的距离；

解析：(1)物体由A到B，只有重力做功，以地面为参考平面，由机械能守恒定律得：

mgh－μmgcos 37°＝mv2B

解得：vB＝6 m/s.

(2)设物体由B到C的长度为s，应用动能定理得： －μmgs＝0－mv2B 解得：s＝6 m.

答案：(1)6 m/s (2)6 m

11．(20分)如图是阿毛同学的漫画中出现的装置，描述了一个“吃货”用来做“糖炒栗子”的“萌”事儿：将板栗在地面小平台上以一定的初速度经两个四分之一圆弧衔接而成的轨道，从最高点P飞出进入炒锅内，利用来回运动使其均匀受热．我们用质量为m的小滑块代替栗子，借用这套装置来研究一些物理问题．设大小两个四分之一圆弧半径分别为2R、R，小平台和圆弧均光滑．将过锅底的纵截面看做是由两个斜面AB、CD和一段光滑圆弧组成．斜面与小滑块间的动摩擦因数均为0.25，而且不随温度变化．两斜面倾角均为θ＝37°，AB＝CD＝2R，A、D等高，D端固定一小挡板，小滑块碰撞它不损失机械能．滑块的运动始终在包括锅底最低点的竖直平面内，重力加速度为g.

2019年

(1)如果滑块恰好能经P点飞出，为了使滑块恰好沿AB斜面进入锅内，应调节锅底支架高度使斜面的A、D点离地高为多少？

(2)接(1)问，求滑块在锅内斜面上运动的总路程；

(3)对滑块的不同初速度，求其通过最高点P和小圆弧最低点Q时所受压力之差的最小值．

解析：(1)设滑块恰好经P点飞出时速度为vP，由牛顿第二定律有mg＝,2R)， 得vP＝2gR

到达A点时速度方向要沿着斜面AB，则

vy＝vPtan θ＝342gR

所以A、D点离地高度为h＝3R－,2g)＝R. (2)进入A点时滑块的速度为v＝＝542gR

假设经过一个来回能够回到A点，设回来时动能为Ek，则θ·2R<0，所以滑块不会滑到A点而飞出． 因mgsin θ>μmgcos θ，则根据动能定理得

mg·2Rsin θ－μmgcos θ·s＝0－mv2

得滑块在锅内斜面上运动的总路程s＝.

(3)设滑块的初速度和经过最高点时的速度分别为v1、v2 由牛顿第二定律，在Q点F1－mg＝,R) 在P点F2＋mg＝,2R)

所以F1－F2＝2mg＋－v）,2R) 由机械能守恒有mv＝mv＋mg·3R 得v－v＝6gR为定值

代入v2的最小值(v2＝vP＝)得压力差的最小值为9mg. 答案：(1)R (2) (3)9mg

Ek＝mv2－4μmgcos