2023年高考物理预测系列试题八功和能147260高中物理.docx

2023年高考物理预测系列试题〔8〕·功和能 适用：全国各地区 【预测题】如以下图，竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑半圆形轨道BCD组成，水平轨道与圆弧轨道相切于B点，整个轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块〔可视为质点〕从轨道的A端以初动能E水平向右冲上轨道AB，沿着轨道运动，最终沿弧形轨道滑下后停在轨道AB的中点〔小物块始终没有脱离弧形轨道〕。轨道AB长为L，圆弧轨道半径为R。求： 〔1〕小物块与水平轨道的动摩擦因数； 〔2〕小物块经过B点前后对轨道的压力差； 〔3〕假设让小物块能从圆弧轨道的最高点D离开轨道，小物块的初动能应至少提高到多大？ 【命题意图】此题涉及匀变速直线运动、功能关系、临界问题等多方面知识点。解题方法灵活多样，综合性较强，考查学生分析、解决滑轨类问题的能力． 【解题思路】对小物块运动的全过程进行分析，用动能定理求出动摩擦因数；求解小物块经过B点前后对轨道的压力差，那么要考虑向心力公式；能到达最高点D，那么需考虑过圆周运动最高点的临界条件，再结合动能定理求解。 【解题过程】〔1〕小物块最终停在AB的中点，在这个过程中，由动能定理得 得 〔2〕小物块沿水平轨道刚好到达B点时，物块对B点的压力N1=mg， 小物块经过B点后开始做圆周运动，由牛顿第二定律得，N2-mg=， 从A到B，由动能定理得， 解得，小物块经过B点前后对轨道的压力差为 。 〔3〕假设小物块刚好到达D处，那么 mg=， 从A到D，由动能定理得， 解得 。 即，小物块的初动能应至少提高到。 【易错点分析】第〔2〕问中，由于弄不清“经过B点前后对轨道的压力差〞所包含的物理含义而出错；第〔3〕问中，能到达最高点D的条件容易弄错，错解为vD=0。 【点评】解决此题的关键是，弄清状态和过程以及临界条件，恰当的选择物理规律。 附 【预测训练题】如以下图，在倾角为θ=30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量均为为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现开始用一沿斜面方向的力F拉物块A使之向上匀加速运动，当物块B刚要离开C 时F的大小恰为2mg。求： 〔1〕从F开始作用到物块B刚要离开C的时间。 〔2〕到物块B刚要离开C时力F所做的功 答案：〔1〕；〔2〕 解析：令x1表示未加F时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知 mgsin30°=kx1 〔1分〕 令x2表示B 刚要离开C时弹簧的伸长量，a表示此时A 的加速度，由胡克定律和牛顿定律可知 kx2=mgsin30° 〔1分〕 F－mgsin30°－kx2=ma 〔2分〕 将F=2mg和θ=30°代入以上各式，解得 〔1分〕 由x1+x2 = 〔1分〕 解得t=〔1分〕 〔2〕物块B刚要离开C时，物块A的速度为 〔1分〕 此时弹簧的伸长量和F开始作用时的压缩量相同，弹簧的弹性势能改变量为零。由动能定理得 〔3分〕 解得 〔1分〕