(通用版)2020高考物理三輪沖刺 高考熱點(diǎn)排查練熱點(diǎn)16 力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用(含解析)
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(通用版)2020高考物理三輪沖刺 高考熱點(diǎn)排查練熱點(diǎn)16 力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用(含解析)
熱點(diǎn)16力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用1(2019·山東威海市5月模擬)如圖1所示,光滑水平地面上放置一質(zhì)量M3kg的長(zhǎng)木板,長(zhǎng)木板右端固定一輕質(zhì)彈簧,其勁度系數(shù)k300N/m,彈簧的自由端到長(zhǎng)木板左端的距離L0.8 m質(zhì)量m1 kg的小物塊以v04 m/s的初速度從長(zhǎng)木板左端滑上長(zhǎng)木板已知小物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5,彈簧的彈性勢(shì)能表達(dá)式為Epkx2 (其中x為彈簧的形變量),重力加速度g取10m/s2.求:圖1(1)小物塊從滑上長(zhǎng)木板至剛與彈簧接觸時(shí)所用的時(shí)間(結(jié)果保留三位有效數(shù)字);(2)彈簧彈性勢(shì)能的最大值答案(1)0.254s(2)1.5J解析(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式及牛頓第二定律得:mgmammgMaMxmv0tamt2xMaMt2LxmxM聯(lián)立解得:t10.254s,t2s(舍去)(2)由動(dòng)量守恒及能量守恒得:mv0(Mm)vkx2mg(Lx)mv(Mm)v2聯(lián)立解得:Epkx21.5J.2(2019·山西五地聯(lián)考上學(xué)期期末)如圖2所示,一質(zhì)量為M2kg的木板放在光滑水平地面上,在此木板的左端還有一質(zhì)量為m1kg的鐵塊(可視為質(zhì)點(diǎn))最初木板左端位于O點(diǎn),現(xiàn)給鐵塊一個(gè)瞬時(shí)沖量I,當(dāng)木板左端到達(dá)C點(diǎn)時(shí),鐵塊剛好到達(dá)木板右端與木板一起運(yùn)動(dòng)測(cè)得木板左端從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)用時(shí)t10.2s,木板左端從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)用時(shí)t20.3s;已知A、B兩點(diǎn)間的距離是x10.24m,B、C兩點(diǎn)間的距離是x20.51m,取重力加速度g10m/s2.求:圖2(1)O、A兩點(diǎn)間的距離和鐵塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)最初給鐵塊的瞬時(shí)沖量I的大小和木板的長(zhǎng)度;(3)該過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能答案(1)0.25m0.4(2)6N·s3m(3)12J解析(1)木板在A、B兩點(diǎn)間的平均速度為:11.2m/s木板在B、C兩點(diǎn)間的平均速度為:21.7m/s木板勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為:a12m/s2木板左端經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度為:vA1a11m/s由速度位移關(guān)系得O、A兩點(diǎn)間的距離為:x00.25m以木板為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律得:mgMa1解得:0.4(2)木板與鐵塊相對(duì)靜止時(shí)的速度為:vC2a1·2m/s取向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得:mv0(mM)vC解得:v06m/s最初給鐵塊的瞬時(shí)沖量為:Imv01×6N·s6N·s以鐵塊為研究對(duì)象,由牛頓第二定律得:mgma2得:a24m/s2木板左端到達(dá)C點(diǎn)時(shí)鐵塊的位移為:x34m所以木板的長(zhǎng)度為:Lx3(x0x1x2)3m(3)該過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為:QmgL解得:Q12J.3