（京津鲁琼专用）2020版高考物理大三轮复习 计算题热点巧练 热点17 力学综合题（三大观点的应用）（含解析）

热点17力学综合题(三大观点的应用)(建议用时：20分钟)1如图甲所示，质量M1.0 kg的长木板A静止在光滑水平面上，在木板的左端放置一个质量m1.0 kg的小铁块B，铁块与木板间的动摩擦因数0.2，对铁块施加水平向右的拉力F，F大小随时间变化如图乙所示，4 s时撤去拉力可认为A、B间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取重力加速度g10 m/s2.求：(1)01 s内，A、B的加速度大小aA、aB；(2)B相对A滑行的最大距离x；(3)04 s内，拉力做的功W；(4)04 s内系统产生的摩擦热Q.2(2019青岛三诊)如图所示，半径R2.0 m的光滑圆弧轨道固定在光滑的水平地面上，其末端水平平板小车上固定一木块，紧靠在轨道的末端，木块上表面水平粗糙，且与圆弧轨道末端等高木块的厚度h0.45 m，木块最右端到小车最右端的水平距离x0.45 m，小车连同木块总质量M2 kg.现使一个质量m0.5 kg的小球从圆弧轨道上由静止释放，释放小球的位置和圆弧轨道的圆心之间的连线与竖直方向的夹角为53，小球从木块右端飞出后恰好击中小车的最右端(g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6)求：(1)小球到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小；(2)小球离开木块最右端时，小球的速度大小；(3)小球运动到木块最右端过程中，系统产生的内能3.(2019济宁段考)如图所示，在水平轨道上方O处，用长为L1 m的细线悬挂一质量为m0.1 kg 的滑块B，B恰好与水平轨道相切，并可绕O点在竖直平面内摆动水平轨道的右侧有一质量为M0.3 kg 的滑块C与轻质弹簧的一端相连，弹簧的另一端固定在竖直墙D上，弹簧处于原长时，滑块C静止在P点处一质量也为m0.1 kg的子弹以初速度v015 m/s 射穿滑块B后(滑块B质量不变)射中滑块C并留在其中，一起压缩弹簧，弹簧最大压缩量为x0.2 m滑块B做圆周运动，恰好能保证绳子不松弛滑块C与PD段的动摩擦因数为0.5，A、B、C均可视为质点，重力加速度为g10 m/s2，结果保留两位有效数字求：(1)子弹A和滑块B作用过程中损失的能量；(2)弹簧的最大弹性势能板块三计算题热点巧练热点17力学综合题(三大观点的应用)1解析：(1)在01 s内，A、B两物体分别做匀加速直线运动根据牛顿第二定律得mgMaAF1mgmaB代入数据得aA2 m/s2，aB4 m/s2.(2)t11 s后，拉力F2mg，铁块B做匀速运动，速度大小为v1；木板A仍做匀加速运动，又经过时间t2，速度与铁块B相等v1aBt1又v1aA(t1t2)解得t21 s设A、B速度相等后一起做匀加速运动，运动时间t32 s，加速度为aF2(Mm)aa1 m/s2木板A受到的静摩擦力fMamg，A、B一起运动，B相对A滑行的最大距离xaBtv1t2aA(t1t2)2代入数据得x2 m.(3)01 s内拉力做的功W1F1x1F1aBt12 J12 s内拉力做的功W2F2x2F2v1t28 J24 s内拉力做的功W3F2x3F220 J04 s内拉力做的功WW1W2W340 J.(4)系统的摩擦热Q只发生在铁块与木板相对滑动阶段，此过程中系统产生的摩擦热Qmgx4 J.答案：(1)2 m/s24 m/s2(2)2 m(3)40 J(4)4 J2解析：(1)设小球到达轨道末端的速度为v0，由机械能守恒定律mgR(1cos 53)mv解得v04 m/s小球在轨道最低点Fmgm解得F9 N由牛顿第三定律知小球对轨道的压力FF9 N.(2)设小球运动到木块最右端的速度为v1，此时小车的速度为v2，由动量守恒定律得mv0mv1Mv2小球离开木块最右端后做平抛运动，运动时间为thgt2解得t0.3 s小球恰好击中小车的最右端v1tv2tx以上各式联立解得v12 m/s，v20.5 m/s所以小球到达木块最右端的速度大小为2 m/s.(3)由能量守恒定律得mgR(1cos 53)mvMvQ解得Q2.75 J.答案：(1)9 N(2)2 m/s(3)2.75 J3解析：(1)若滑块B恰好能够做完整的圆周运动，则在圆周运动最高点有mgm解得v1 m/s滑块B从最低点到最高点过程中，由机械能守恒定律得mg2Lmvmv解得vB5 m/s子弹A和滑块B作用过程，由动量守恒定律得mv0mvAmvB，解得vA10 m/s子弹A和滑块B作用过程中损失的能量Emvmvmv10 J.若滑块B恰好能够运动到与O等高处，则到达与O等高处时的速度为零，滑块B从最低点到与O等高处的过程，由机械能守恒定律得mgLmvvB2 m/s子弹A和滑块B作用过程，由动量守恒定律得mv0mvAmvB，解得vA(152) m/s子弹A和滑块B作用过程中损失的能量Emvmvmv7.5 J.(2)若滑块B恰好能够做完整的圆周运动，设A与C作用后瞬间的共同速度为v，由动量守恒定律有mvA(Mm)vA、C一起压缩弹簧，由能量守恒定律有(Mm)v2Ep(Mm)gx，解得Ep2.1 J.若滑块B恰好能够运动到与O等高处，设A与C作用后瞬间的共同速度为v，由动量守恒定律得mvA(Mm)vA、C一起压缩弹簧，由能量守恒定律有(Mm)v2Ep(Mm)gx，解得Ep3.1 J.答案：见解析- 5 -