《（浙江專用）2022-2023學(xué)年高中物理 第七章 機械能守恒定律 微型專題 機械能守恒定律和動能定理的對比應(yīng)用學(xué)案 新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江專用）2022-2023學(xué)年高中物理 第七章 機械能守恒定律 微型專題 機械能守恒定律和動能定理的對比應(yīng)用學(xué)案 新人教版必修2（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、（浙江專用）2022-2023學(xué)年高中物理 第七章 機械能守恒定律 微型專題 機械能守恒定律和動能定理的對比應(yīng)用學(xué)案 新人教版必修21如圖1所示，豎直平面內(nèi)有一半徑R0.5 m的光滑圓弧槽BCD，B點與圓心O等高，一水平面與圓弧槽相接于D點，質(zhì)量m0.5 kg的小球(可視為質(zhì)點)從B點正上方H高處的A點由靜止下落，由B點進(jìn)入圓弧軌道，從D點飛出后落在水平面上的Q點，DQ間的距離x2.4 m，球從D點飛出后的運動過程中相對水平面上升的最大高度h0.8 m，取g10 m/s2，不計空氣阻力，求：圖1(1)小球釋放點到B點的高度H；(2)經(jīng)過圓弧槽最低點C時軌道對小球的支持力大小FN.答案(1)0.

2、95 m(2)34 N解析(1)設(shè)小球在飛行過程中通過最高點P的速度為v0，P到D和P到Q可視為兩個對稱的平拋運動，則有：hgt2，v0t可得：v0 m/s3 m/s在D點有：vygt4 m/s在D點合速度大小為：v5 m/s設(shè)v與水平方向夾角為，cos A到D過程機械能守恒：mgHmgRcos mv2解得：H0.95 m(2)設(shè)小球經(jīng)過C點時速度為vC，A到C過程機械能守恒：mg(HR)mvC2 在C點，由牛頓第二定律有，F(xiàn)Nmgm解得FN34 N.2(2017麗水、衢州、湖州三地市高三教學(xué)質(zhì)量檢測)圖2甲為風(fēng)火輪慣性軌道極限跳躍賽道，其模型可以簡化為圖乙整個裝置由直軌道AB、半徑R115

3、cm的豎直螺旋圓軌道BOB、半徑R230 cm的圓弧軌道BC，以及右側(cè)可移動得分框組成，軌道各部分均光滑已知比賽過程所用小車質(zhì)量m0.04 kg(可視為質(zhì)點)，g10 m/s2，COB37，sin 370.6，cos 370.8.求：圖2(1)小車恰好通過豎直圓軌道最高點的速度大??；(2)若小車在C處的速度為3 m/s，求小車經(jīng)過B時對軌道的壓力大小；(3)若改變v0，且每次小車離開C后能水平進(jìn)入得分框，求得分框的離地高度H與該得分框與C的水平距離x之間的函數(shù)關(guān)系式(可能用到2.5)答案見解析解析(1)若恰好經(jīng)過最高點，有mgm解得：v m/s m/s(2)由幾何關(guān)系可知：hBCR2(1cos

4、 37)從B到C由機械能守恒定律得：mv B2mv C2mghBC在B處由牛頓第二定律有FNBmgm聯(lián)立可得FNB1.76 N由牛頓第三定律知在B處時小車對軌道壓力大小為1.76 N(3)若恰能經(jīng)過最高點O點，從O到C，由機械能守恒定律得：mv2mghOCmv C2又hOCR2cos 37解得vC m/s2.5 m/s此時，有xminvCcos 370.3 m若使小車恰能水平進(jìn)入得分框，根據(jù)平拋運動的物體在任意時刻的瞬時速度的反向延長線一定通過此時水平位移的中點，有：HhBCtan 37解得Hx0.06 (m)，x0.3 m.3(2017臺州市9月一模)圖3如圖3所示，質(zhì)量為m0.1 kg可視

5、為質(zhì)點的小球從靜止開始沿半徑為R140 cm的圓弧軌道AB由A點滑到B點后，進(jìn)入與AB水平相切的圓弧管道BC.管道出口處為C，圓弧管道半徑為R220 cm，在緊靠出口C處，有一半徑R38.4 cm(不計筒皮厚度)、水平放置且繞其水平軸線勻速旋轉(zhuǎn)的圓筒，筒上開有一個小孔D.小球射出C出口時，恰好能緊接著穿過D孔進(jìn)入圓筒，并越過軸線再從D孔向上穿出圓筒，到最高點返回又能向下穿過D孔進(jìn)入圓筒不計一切軌道摩擦和空氣阻力，g取10 m/s2，問：(1)小球到達(dá)B點的瞬間前、后對軌道的壓力分別為多大？(2)小球穿出圓筒D時的速度多大？(3)圓筒轉(zhuǎn)動的最大周期T為多少？答案見解析解析(1)A到B過程，由機械

6、能守恒定律得mgR1mvB2 在過B點的瞬間前，由牛頓第二定律有FNBmgm解得FNB3 N在到達(dá)B點的瞬間后，由牛頓第二定律有FNBmg解得FNB5 N由牛頓第三定律，對軌道的壓力大小分別為3 N和5 N.(2)由A到D過程，由機械能守恒定律得mgR1mgR2mg2R3mvD2 代入得：vD0.8 m/s(3)由A到C過程，由機械能守恒定律得mgR1mgR2mvC2得vC2 m/s穿越圓筒過程：vCvDg(nT0.5T)穿出到進(jìn)入圓筒過程：2vDgnT代入數(shù)據(jù)得到關(guān)系式：3n4n2要使周期最大，n和n必須同時取整數(shù)且n最小取n1，得Tmax0.08 s.4(2016浙江10月選考科目考試)如

7、圖4甲所示，游樂場的過山車可以底朝上在豎直圓軌道上運行，可抽象為圖乙所示的模型傾角為45的直軌道AB、半徑R10 m的光滑豎直圓軌道和傾角為37的直軌道EF.分別通過水平光滑銜接軌道BC、CE平滑連接，另有水平減速直軌道FG與EF平滑連接，EG間的水平距離l40 m現(xiàn)有質(zhì)量m500 kg的過山車，從高h(yuǎn)40 m處的A點靜止下滑，經(jīng)BCDCEF最終停在G點過山車與軌道AB、EF間的動摩擦因數(shù)均為10.2，與減速直軌道FG間的動摩擦因數(shù)20.75.過山車可視為質(zhì)點，運動中不脫離軌道，g取10 m/s2.求：圖4(1)過山車運動至圓軌道最低點C時的速度大??；(2)過山車運動至圓軌道最高點D時對軌道的作用力大小；(3)減速直軌道FG的長度x.(已知sin 370.6，cos 370.8)答案(1)8 m/s(2)7103 N(3)30 m解析(1)設(shè)在C點的速度為vC，由AC，由動能定理得mgh1mgcos 45mvC2 代入數(shù)據(jù)解得vC8 m/s(2)設(shè)在D點的速度為vD，由AD，由動能定理得mg(h2R)1mgcos 45mvD2在D點，由牛頓第二定律有Fmgm，解得F7103 N由牛頓第三定律知，過山車在D點對軌道的作用力為7103 N(3)全程應(yīng)用動能定理得mgh(lx)tan 371mgcos 451mgcos 372mgx0解得x30 m.