江苏省2022年高中物理学业水平测试复习 专题三 功和能综合应用（二）冲A集训

江苏省2022年高中物理学业水平测试复习 专题三 功和能综合应用（二）冲A集训1(2018启东中学学测最后一考)如图1所示，质量m为70 kg的运动员以10 m/s的初速度v0，从高为10 m的滑雪场A点沿斜坡自由滑下，一切阻力可忽略不计，以B点所在的水平地面为零势能面g取10 m/s2.求：图1(1)运动员在A点时的机械能；(2)运动员到达最低点B时的速度大小；(3)若运动员继续沿右侧斜坡向上运动，他能到达的最大高度2(2018南通学测模拟)2017年11月，波士顿动力(Boston Dynamics)研制的机器人Atlas(可视为质点)从A点起跳后，运动轨迹如图2中ABC所示，B为最高点，C为落地点机器人质量为m，B与A、C间的高度差分别为h1、h2，B、C间的水平距离为L，重力加速度为g，忽略空气阻力求：图2(1)机器人从B点运动到C点的时间t；(2)机器人落地时的速度vC；(3)机器人起跳时获得的动能EkA.3(2018南通学测模拟)如图3所示，斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C，整个装置竖直固定，D是最低点，圆心角DOC37，E、B与圆心O等高，圆弧轨道半径R0.30 m，斜面长L1.90 m，AB部分光滑，BC部分粗糙现有一个质量m0.10 kg的小物块P(可视为质点)从斜面上端A点无初速度下滑，物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数0.75.取sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g10 m/s2，忽略空气阻力求：图3(1)物块第一次通过C点时的速度大小vC；(2)物块第一次通过D点时受到轨道的支持力大小FD；(3)物块最终所处的位置4(2018镇江学测模拟)如图4装置由水平弹簧发射器及两个轨道组成：轨道是光滑轨道AB，AB高度差h10.20 m；轨道由AE和螺旋圆形EFG两段光滑轨道和粗糙轨道GB平滑连接而成，且A与F等高轨道最低点与AF所在直线的高度差h20.40 m当弹簧压缩量为d时，恰能使质量m0.05 kg的滑块(可视为质点)沿轨道上升到B点，当弹簧压缩量为2d时，恰能使滑块沿轨道上升到B点，滑块两次到达B点处均被装置锁定不再运动已知弹簧弹性势能Ep与弹簧压缩量x的平方成正比，弹簧始终处于弹性限度范围内，不考虑滑块与发射器之间的摩擦，重力加速度g取10 m/s2.图4(1)当弹簧压缩量为d时，求弹簧的弹性势能及滑块离开弹簧瞬间的速度大小；(2)求滑块经过最高点F处时对轨道的压力大小；(3)求滑块通过GB段过程中克服摩擦力所做的功答案精析1(1)1.05104 J(2)17.3 m/s(3)15 m解析(1)运动员在A点时的机械能EAmv02mgh1.05104 J(2)由机械能守恒定律得EAEBmvB2解得vB17.3 m/s(3)设运动员在右侧斜坡上最高到达C点，C点高度为H，由机械能守恒定律得EAECmgH解得H15 m.2(1) (2) (3)mg(h1)解析(1)机器人从B点至C点做平抛运动，则h2gt2解得t (2)设机器人在B点的速度为vB，则vB落地时的竖直分速度vy由于vC解得vC (3)由AB，由机械能守恒定律有EkAmvB2mgh1解得EkAmg(h1)3(1)4.2 m/s(2)7.4 N(3)距离C点0.35 m处解析(1)斜面BC部分的长度l0.40 m设物块第一次通过B点时的速度为vB，根据动能定理有mg(Ll)sin 37mvB20代入数据得vB3 m/s4.2 m/s物块在BC部分滑动受到的摩擦力大小Ffmgcos 370.60 N在BC部分下滑过程受到的合力Fmgsin 37Ff0则物块第一次通过C点时的速度vCvB4.2 m/s(2)设物块第一次通过D点时的速度为vD，则从CD由机械能守恒定律得mvD2mvC2mgR(1cos 37)在D点，FDmgm代入数据得FD7.4 N(3)物块每通过一次BC部分减小的机械能EFfl0.24 J物块能经过BC部分的次数n3.75设物块在第四次经过BC部分时最终在距离C点x处停止，则mg(Lx)sin 37Ff(3lx)0代入数据得x0.35 m.4(1)0.1 J2 m/s(2)3.5 N(3)0.3 J解析(1)根据能量转化和守恒定律得Ep1mgh1解得Ep10.1 J又Ep1mv2解得v2 m/s(2)根据题意，弹簧压缩量为2d时，弹簧弹性势能为Ep20.4 J根据题意，滑块到达F处过程，有Ep2mv2得v4 m/s根据牛顿第二定律可得mgFNm解得FN3.5 N根据牛顿第三定律，滑块在F处对轨道的压力大小为3.5 N.(3)根据能量转化和守恒定律得Ep2mgh1W克解得W克0.3 J.