2019-2020年高考物理最新模拟题精选训练机械能守恒定律专题03机械能守恒综合问题含解析.doc

2019-2020年高考物理最新模拟题精选训练机械能守恒定律专题03机械能守恒综合问题含解析1.(12 分）（xx湖南怀化期中）如图所示，坚直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径为R=1.6 m，A端与圆心0等高，B端 在O的正上方，与A右侧相连的是高和宽都为L=0.3m的台阶，台阶有若干级，一个质量为m=0.3kg的小球从A点正上方h处，由静止释放，自由下落至A点后进入圆形轨道，不计小球进入轨道时的能量损失，不计空气阻力，小球恰能到达轨道的最高点B，求：(1)释放点距A点的坚直高度h。(2)若释放点距A点的竖直高度H=3R，则小球在B点时对轨道的压力是多大？小球会落在第几级台阶上？设g=10m/s2. （2）对小球从刚释放到B点，由动能定理： 1分对小球在B点由牛顿第二定律： 1分 1分由牛顿第三定律可知，小球在B点对轨道的压力大小是 1分连接B、A两点并延长，得一倾角的斜面，小球从B点飞出后做平抛运动，设小球经过时间落到斜面上，水平位移为，竖直位移为y，落到斜面上时竖直分速度为，由平抛运动规律，得： 1分 1分（或） 1分（或） 1分 打在第38级台阶上 1分 2.(xx乐山市三诊)利用弹簧弹射和皮带传动装置可以将工件运送至高处。如图4所示，已知传送轨道平面与水平方向成37角，倾角也是37的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接，弹簧下端固定在斜面底端，工件与皮带间的动摩擦因数0.25。皮带传动装置顺时针匀速转动的速度v4 m/s，两轮轴心相距L5 m，B、C分别是传送带与两轮的切点，轮缘与传送带之间不打滑。现将质量m1 kg的工件放在弹簧上，用力将弹簧压缩至A点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到皮带上的B点时速度v08 m/s，A、B间的距离x1 m。工件可视为质点，g取10 m/s2。(sin 370.6， cos 370.8)求： (1)弹簧的最大弹性势能；(2)工件沿传送带上滑的时间。 (2)工件沿传送轨道减速向上滑动过程mgsin 37mgcos 37ma1与传送带共速需要时间t10.5 s工件滑行位移大小x13 mL因为tan 37，所以工件将沿传送带继续减速上滑mgsin 37mgcos 37ma2假设工件速度减为0时，工件未从传送带上滑落。则t21 s工件滑行位移大小x22 mLx1故假设成立，工件沿传送带上滑的时间为tt1t21.5 s。答案(1)38 J(2)1.5 s 3.（xx联考）一个水平方向足够长的传送带以恒定的速度3m/s沿顺时针方向转动，传送带右端固定着一个光滑曲面，并且与曲面相切，如图所示小物块从曲面上高为h的P点由静止滑下，滑到传送带上继续向左运动，物块没有从左边滑离传送带已知传送带与物体之间的动摩擦因数=0.2，不计物块滑过曲面与传送带交接处的能量损失，g取10m/s2（1）若h1=1.25m，求物块返回曲面时上升的最大高度；（2）若h1=0.2m，求物块返回曲面时上升的最大高度设物块上升的高度H1，由动能定理得，mv2=mgH1代入解得H1=0.45m（2）若h2=0.2m，根据动能定理得， mgh2=mv22， 代入解得v2=2m/s3m/s，所以物块先减速到速度为零后，又返回做加速运动，返回曲面底端时速度大小仍为2m/s，直到滑上曲面，上升的高度仍为0.2m4.（20分）（xx北京市东城区联考）传送带被广泛应用于各行各业。由于不同的物体与传送带之间的动摩擦因数不同，物体在传送带上的运动情况也有所不同。如图所示，一倾斜放置的传送带与水平面的倾角=370，在电动机的带动下以v=2m/s的速率顺时针方向匀速运行。M、N为传送带的两个端点，MN两点间的距离L=7m。N端有一离传送带很近的挡板P可将传送带上的物块挡住。在传送带上的O处先后由静止释放金属块A和木块B，金属块与木块质量均为1kg，且均可视为质点，OM间距离L=3m。sin37 = 0.6，cos37=0.8，g取10m/s2。传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。（1）金属块A由静止释放后沿传送带向上运动，经过2s到达M端，求金属块与传送带间的动摩擦因数1。 （2）木块B由静止释放后沿传送带向下运动，并与挡板P发生碰撞。已知碰撞时间极短，木块B与挡板P碰撞前后速度大小不变，木块B与传送带间的动摩擦因数2=0.5。求： a.与挡板P第一次碰撞后，木块B所达到的最高位置与挡板P的距离； b.经过足够长时间，电动机的输出功率恒定，求此时电动机的输出功率。【名师解析】（20分）（1）金属块A在传送带方向上受摩擦力和重力的下滑分力，先做匀加速运动，并设其速度能达到传送带的速度v=2m/s，然后做匀速运动，达到M点。 金属块由O运动到M有 即 且 t1+t2t 即 t1+t22 v=at1 即 2=at1 根据牛顿第二定律有 由式解得 t1=1st=2s 符合题设要求，加速度a=2m/s2 由式解得金属块与传送带间的动摩擦因数1=1 1分 1分 1分 因此与挡板P第一次碰撞后，木块B所达到的最高位置与挡板P的距离1分 b. 木块B上升到最高点后，沿传送带以加速度a1向下做匀加速运动，与挡板P发生第二次碰撞，碰撞前的速度为v2 1分与挡板第二次碰撞后，木块B以速度v2被反弹，先沿传送带向上以加速度a2做匀减速运动直到速度为v，此过程运动距离为s3；之后以加速度a1继续做匀减速运动直到速度为0，此时上升到最高点，此过程运动距离为s4。 1分 1分 木块B上升到最高点后，沿传送带以加速度a1向下做匀加速运动，与挡板P发生第三次碰撞，碰撞前的速度为v3 1分 与挡板第三次碰撞后，木块B以速度v3被反弹，先沿传送带向上以加速度a2做匀减速运动直到速度为v，此过程运动距离为s5；之后以加速度a1继续做匀减速运动直到速度为0，此时上升到最高点，此过程运动距离为s6。 1分 1分以此类推，经过多次碰撞后木块B以2m/s的速度被反弹，在距N点1m的范围内不断以加速度a2做向上的减速运动和向下的加速运动。 木块B对传送带有一与传送带运动方向相反的阻力 故电动机的输出功率解得P=8W 5.（xx洛阳联考）一水平传送带足够长，以v1=2m/s的速度匀速运动。将一粉笔头无初速度放在传送带上，达到相对静止时产生的划痕长L1=4m。求：（1）粉笔头与传送带间的动摩擦因数；（2）若关闭发动机让传送带以a2=1.5m/s2的加速度减速运动，同时将该粉笔头无初速度放在传送带上，求粉笔头相对传送带滑动的位移大小L2。（取g=10 m/s2）【参照答案】(1)=0.5.（2）L2=0.83m。【名师解析】解：（1）设二者之间的动摩擦因数为，第一次粉笔头打滑时间为t，根据产生的划痕长L1可得：v1t- v1t /2= L1。粉笔头的加速度a1=g= v1/t，解得：=0.5.【命题意图】本题意在考查匀变速直线运动、牛顿运动定律等，意在考查对相关知识的理解和在实际问题中的运用。6.(14分) （xx山东省即墨市联考）如图所示，是利用电力传送带装运麻袋包的示意图.传送带长=20m，倾角，麻袋包与传送带间的动摩擦因数，传送带的主动轮和从动轮半径R相等，主动轮顶端与货车底板间的高度差为m，传送带匀速运动的速度为v=2m/s.现在传送带底端 (传送带与从动轮相切位置)由静止释放一只麻袋包(可视为质点)，其质量为100kg,麻袋包最终与传送带一起做匀速运动，到达主动轮时随轮一起匀速转动.如果麻袋包到达主动轮的最高点时，恰好水平抛出并落在车箱中心，重力加速度g=10m/s2，求 (1)主动轮轴与货车车箱中心的水平距离及主动轮的半径； (2)麻袋包在平直传送带上运动的时间 (3)该装运系统每传送一只麻袋包需额外消耗的电能. 【参照答案】（1）x =1.2 m ，R =0.4 m（2）t=12.5 s（3）=15400 J【名师解析】（1）设麻袋包平抛运动时间为t，有 （1分） （1分）解得： x =1.2 m （1分）麻袋包在主动轮的最高点时，有 （1分）解得： R =0.4 m （1分）（3）设麻袋包匀加速时间内相对传送带位移为，需额外消耗的电能为，有 （1分） （2分）解得： =15400 J 7（14分）（xx唐山联考）有一水平传送带AB长L=8m，距离水平地面h=5m，地面上C点在传送带右端点B的正下方。一小物块以水平初速度v0=2m/s自A点滑上传送带，它与传送带间的动摩擦因数=0.2。（取g=10m/s2） （1）若传送带静止不动，求小物块滑行的距离； （2）若传送带正以恒定速度向右传送，小物块从A点滑上传送带经时间t后落在D点，CD长S=3m。求时间t。【参照答案】（1）1m （2）3. 75s【名师解析】(1)设小物块滑行的距离为x1，由动能定理得 -mgx1=0 -mv02解得：x1=1m。（2）设小物块滑行到B点时的速度为v，滑出传送带后做平抛运动，运动时间为t3，由平抛运动规律，h=gt32，s=vt3，联立解得：t3=1s，v=3m/s。设小物块在传送带时加速运动的位移为L1，加速度a=mg/m=2m/s2。根据v2-v02=2aL1，解得L1=1.25mL。说明小物块在传送带上先加速后匀速运动。设加速运动时间为t1，根据v=v0+at1解得t1=0.5s。设匀速运动时间为t2，根据v t2=L-L1解得t2=2.25s。小物块运动总时间t= t1+ t2+ t3=3.75s。