2019高考物理一轮复习压轴题.doc

2019高考物理一轮复习压轴题
2019高考物理一轮复习压轴题
应用动力学观点和能量观点解决力学压轴题(含解析2019高考物理一轮)
1.(2019惠州市第三次调研)单板滑雪U形池如图7所示，由两个完全相同的14圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成，圆弧滑道的半径R=3.2m，B、C分别为圆弧滑道的最低点，B、C间的距离s=7.5m，假设某次比赛中运动员经过水平滑道B点时水平向右的速度vB=16m/s，运动员从B点运动到C点做匀变速直线运动所用的时间t=0.5s，从D点跃起时的速度vD=6.0m/s.设运动员连同滑板的质量m=50kg，忽略空气阻力的影响，重力加速度g取10m/s2.求：
图7
(1)运动员在B点对圆弧轨道的压力;
(2)运动员从D点跃起后在空中运动的时间;
(3)运动员从C点运动到D点的过程中需要克服摩擦阻力所做的功.
解析(1)由FN-mg=mv2BR，可得FN=4500N
由牛顿第三定律知，压力为4500N.
(2)运动员从D点跃起后在空中做竖直上抛运动，设运动员上升的时间为t1，根据运动学公式vD=gt1
运动员在空中完成动作的时间t=2t1=2vDg=1.2s
(3)运动员从B点到C点，做匀变速直线运动，运动过程的平均速度vBC=st=vB+vC2
解得运动员到达C点时的速度
vC=2st-vB=14.0m/s
运动员从C点到D点的过程中，克服摩擦力和重力做功，根据动能定理-Wf-mgR=12mv2D-12mv2C
得运动员克服摩擦力做功Wf=12mv2C-12mv2D-mgR
代入数值解得Wf=2400J
答案(1)4500N(2)1.2s(3)2400J
2.飞机若仅依靠自身喷气式发动机产生的推力起飞需要较长的跑道，某同学设计在航空母舰上安装电磁弹射器以缩短飞机起飞距离，他的设计思想如下：如图8所示，航空母舰的水平跑道总长l=180m，其中电磁弹射器是一种长度为l1=120m的直线电机，这种直线电机从头至尾可以提供一个恒定的牵引力F牵.一架质量为m=2.0104kg的飞机，其喷飞式发动机可以提供恒定的推力F推=1.2105N.考虑到飞机在起飞过程中受到的阻力与速度大小有关，假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机重力的0.05倍，在后一阶段的平均阻力为飞机重力的0.2倍.飞机离舰起飞的速度v=100m/s，航母处于静止状态，飞机可视为质量恒定的质点.请你求出(计算结果均保留二位有效数字)：
图8
(1)飞机在后一阶段的加速度大小;
(2)电磁弹射器的牵引力F牵的大小;
(3)电磁弹射器输出效率可以达到80%，则每弹射这样一架飞机电磁弹射器需要消耗多少能量.
解析(1)设后一阶段飞机加速度为a2，平均阻力为Ff2=0.2mg，则F推-Ff2=ma2
所以飞机在后一阶段的加速度大小：a2=4.0m/s2
(2)解法一设电磁弹射阶段飞机加速度为a1、末速度为v1，平均阻力为Ff1=0.05mg
则v21=2a1l1，v2-v21=2a2(l-l1)
得：a1=39.7m/s2
由：F牵+F推-Ff1=ma1，得F牵=6.8105N
解法二由动能定理得：
F牵l1+F推l-Ff1l1-Ff2(l-l1)=12mv2
解得F牵=6.8105N
(3)电磁弹射器对飞机做功：W=F牵l1=8.2107J
则其消耗的能量：E=W80%=1.0108J
答案(1)4.0m/s2(2)6.8105N(3)1.0108J
3.如图9所示，质量为m=0.1kg的小球置于平台末端A点，平台的右下方有一个表面光滑的斜面体，在斜面体的右边固定一竖直挡板，轻质弹簧拴接在挡板上，弹簧的自然长度为x0=0.3m，斜面体底端C点距挡板的水平距离为d2=1m，斜面体的倾角为=45，斜面体的高度h=0.5m.现给小球一大小为v0=2m/s的初速度，使之在空中运动一段时间后，恰好从斜面体的顶端B点无碰撞地进入斜面，并沿斜面运动，经过C点后再沿粗糙水平面运动，过一段时间开始压缩轻质弹簧.小球速度减为零时，弹簧被压缩了x=0.1m.已知小球与水平面间的动摩擦因数=0.5，设小球经过C点时无能量损失，重力加速度g取10m/s2，求：
图9
(1)平台与斜面体间的水平距离d1;
(2)小球在斜面上的运动时间t1;
(3)弹簧压缩过程中的最大弹性势能Ep.
解析(1)小球到达斜面顶端时，竖直分速度为vBy=v0tan
又根据自由落体运动知识知，vBy=gt
水平方向小球做匀速直线运动
则d1=v0t，解得：d1=0.4m.
(2)在B点小球的速度为vB，则vB=v0cos
小球由B点到C点过程中，由牛顿第二定律知：
mgsin=ma，v2C-v2B=2ahsin
vC=vB+at1，解得：t1=0.2s，vC=32m/s.
(3)小球在水平面上运动的过程中