2024高考物理二轮复习 专题二 能量与动量 第5讲 力学“三大观点”的综合应用练习(含解析)

2024高考物理二轮复习 专题二 能量与动量 第5讲 力学“三大观点”的综合应用练习（含解析） 2024高考物理二轮复习 专题二 能量与动量 第 5 讲 力学“三大观点”的综合应用练习（含

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2024高考物理二轮复习 专题二 能量与动量 第5讲 力学“三大观点”的综合应用练习（含解析） 力学“三大观点\的综合应用

1．如图所示，质量为m2＝2 kg的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的

AB部分是半径为R＝0.3 m的四分之一圆弧,圆弧底部与滑道水平部分相切，

滑道水平部分右端固定一个轻弹簧．滑道CD部分粗糙，长为L＝0。2 m,动摩擦因数μ＝0。10,其他部分均光滑．现让质量为m1＝1 kg的物块（可视为质点）自A点由静止释放,取g＝10 m/s。求:

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（1)物块到达圆弧轨道最低点时的速度大小； （2）在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能; (3)物块最终停止的位置．

解析：（1)物块从释放到运动到圆弧轨道最低点，由动量守恒定律得： 0＝m1v1－m2v2

由机械能守恒定律得：m1gR＝错误!m1v错误!＋错误!m2v错误! 解得：v1＝2 m/s.

（2)由能量守恒定律得：Epm＝m1gR－μm1gL 解得：Epm＝2。8 J。

（3)最终物块将停在C、D之间,由能量守恒定律得:

m1gR＝μm1gs

解得：s＝3 m，

又有L＝0。2 m，s＝15L， 所以m1最终停在D点．

答案:(1）2 m/s （2）2。8 J (3）最终停在D点 2．如图所示，半径R＝2.0 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h＝0.45 m,木块最右端到小车最右端的水平距离x＝0。45 m，小车连同木块总质量M＝2 kg。现使一个质量m＝0.5 kg的小球从圆

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2024高考物理二轮复习 专题二 能量与动量 第5讲 力学“三大观点”的综合应用练习（含解析） 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。 (g取10 m/s

2，

sin 53°＝0.8, cos 53°＝0.6)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．

解析：（1）设小球到达圆弧轨道末端的速度为v0，由机械能守恒定律

mgR(1－cos 53°)＝错误!mv错误!

解得v0＝4 m/s

v20小球在圆弧轨道最低点F－mg＝m

R解得F＝9 N

由牛顿第三定律，小球对轨道的压力F′＝F＝9 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mv0＝mv1＋Mv2

小球离开木块最右端后做平抛运动，设运动时间为t

h＝错误!gt2

解得t＝0。3 s

小球恰好击中小车的最右端，有v1t－v2t＝x 以上各式联立解得v1＝2 m/s,v2＝0。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(1－cos 53°）＝错误!mv错误!＋错误!Mv错误!＋Q

解得Q＝2.75 J.

答案：(1)9 N (2)2 m/s (3)2。75 J

3．（2024·山东临沂市一模)如图，长度x＝5 m的粗糙水平面PQ的左端固定一竖直挡板，右端Q处与水平传送带平滑连接，传送带以一定速率v逆时针转动,其上表面QM间距离为L＝4 m，MN无限长，M端与传送带平滑连接．物块A和B可视为质点，A的质量m＝1.5 kg， B的质量M＝5.5 kg。开始A静

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