2017高考物理易错考点技巧专题03:力与曲线运动
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专题03 力与曲线运动
常见易错题、典型陷阱题精讲
1.如图1所示,倾角为α的斜面A被固定在水平面上,细线的一端固定于墙面,另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块B相连,B静止在斜面上.滑轮左侧的细线水平,右侧的细线与斜面平行.A、B的质量均为m.撤去固定A的装置后,A、B均做直线运动.不计一切摩擦,重力加速度为g.求:
图1
(1)A固定不动时,A对B支持力的大小N;
(2)A滑动的位移为x时,B的位移大小s;
(3)A滑动的位移为x时的速度大小vA.
【答案】(1)mgcos α (2)2(1-cos α)·x (3)2gxsin α3-2cos α
(3)B的下降高度sy=x·sin α
根据机械能守恒定律mgsy=12mv2A+12mv2B
根据速度的定义得vA=ΔxΔt,vB=ΔsΔt
则vB=2(1-cos α)·vA
解得vA=2gxsin α3-2cos α
2.[2016·全国卷Ⅰ] 如图1,一轻弹簧原长为2R,其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处,另一端位于直轨道上B处,弹簧处于自然状态,直轨道与一半径为56R的光滑圆弧轨道相切于C点,AC=7R,A、B、C、D均在同一竖直平面内.质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑,最低到达E点(未画出),随后P沿轨道被弹回,最高到达F点,AF=4R,已知P与直轨道间的动摩擦因数μ=14,重力加速度大小为g.(取sin 37°=35,cos 37°=45)
(1)求P第一次运动到B点时速度的大小.
(2)求P运动到E点时弹簧的弹性势能.
(3)改变物块P的质量,将P推至E点,从静止开始释放.已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后,恰好通过G点.G点在C点左下方,与C点水平相距72R、竖直相距R,求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量.
图1
【答案】(1)2gR (2)125mgR (3)355gR 13m
(2)设BE=x,P到达E点时速度为零,设此时弹簧的弹性势能为Ep.P由B点运动到E点的过程中,由动能定理有
m资*源%库gxsin θ-μmgxcos θ-Ep=0-12mv2B ④
E、F之间的距离l1为
l1=4R-2R+x ⑤
P到达E点后反弹,从E点运动到F点的过程中,由动能定理有
Ep-mgl1sin θ-μmgl1cos θ=0 ⑥
联立③④⑤⑥式并由题给条件得
x=R ⑦
Ep=125mgR ⑧
(3)设改变后P的质量为m1,D点与G点的水平距离x1和竖直距离y1分别为
x1=72R-56Rsin θ ⑨
y1=R+56R+56Rcos θ ⑩
式中,已应用了过C点的圆轨道半径与竖直方向夹角仍为θ的事实.
设P在D点的速度为vD,由D点运动到G点的时间为t.由平抛物运动公式有
y1=12gt2 ⑪
x1=vDt ⑫
联立⑨⑩⑪⑫式得
vD=355gR ⑬
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