全国各地名校2015届高三8-11月物理解析版试卷分项汇编:机械能守恒定律
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机械能守恒定律
【【原创纯word版精品解析】物理卷•2015届湖南省衡阳八中高三上学期第二次月考(201409)】18、(12分)如图所示,半径R=0.4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°,下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切,一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上.质量m=0.1 kg的小物块(可视为质点)从空中A点以v0=2 m/s的速度被水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,经过C点后沿水平面向右运动至D点时,弹簧被压缩至最短,C、D两点间的水平距离L=1.2 m,小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10 m/s2.求:
(1)小物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小;
(2)小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小;
(3)弹簧的弹性势能的最大值Epm.
【知识点】机械能守恒定律;向心力;功能关系.
【答案解析】(1)4m/s;(2)8N;(3)0.8J.解析:(1)小物块恰好从B点沿切线方向进入轨道,由几何关系有vB =v0sin θ=4 m/s.
(2)小物块由B点运动到C点,由机械能守恒定律有(3)小物块从B点运动到D点,由能量守恒定律有
Epm=12mv2B+mgR(1+sin θ)-μmgL=0.8 J.
mgR(1+sin θ)=12mv2C-12mv2B
在C点处,由牛顿第二定律有F -mg =mv2CR
解得F =8 N
根据牛顿第三定律,小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力F′大小为8 N.
【思路点拨】(1)小物块从A到B做平抛运动,恰好从B端沿切线方向进入轨道,速度方向沿切线方向,根据几何关系求得速度υB的大小;(2)小物块由B运动到C,据机械能守恒求出到达C点的速度,再由牛顿运动定律求解小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道压力NC的大小.(3)小物块从B运动到D,根据能量关系列式求解.该题为平抛运动与圆周运动的结合的综合题,要能够掌握平抛运动的规律、牛顿第二定律和机械能守恒定律,关键能正确分析能量如何转化.
【【原创纯word版精品解析】物理卷•2015届浙江省嘉兴市高三上学期学科基础测试(201409)】12.如图所示,一个小滑块(可视为质点)从离B点高H =12m处,由静止开始通过光滑弧形轨道AB,进入半径R=4m的竖直圆环,且滑块与圆环动摩擦因数处处相等。当到达环顶C时,刚好对轨道压力为零:沿CB圆弧滑下后,进入光滑弧形轨道BD,且到达离B点高h的D点时,速度为零。则h不可能为
A. 12m B.13 m C.8.5m D. 7m
【知识点】机械能守恒定律.
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