四川2019高考物理复习全辑：主题强化练（2）功和能（2份）含答案

四川2019高考物理复习全辑：主题强化练（2）功和能（A）含答案 功和能(一) 1．如图1所示，一玩溜冰的小孩(可看成质点)质量为m＝30 kg，他在左侧平台上滑行一段距离后平抛，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为R＝1.0 m，对应圆心角为θ＝106°，平台与AB连线的高度差为h＝0.8 m．(计算中取g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)求： 图1 (1)小孩平抛的初速度大小； (2)小孩运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力． 答案　(1)3 m/s　(2)1 290 N，方向竖直向下 解析　(1)由于小孩无碰撞进入圆弧轨道，即小孩落到A点时速度方向沿A点切线方向，则 vy＝gt＝v0tan 53°， 又h＝gt2得t＝＝0.4 s， 即v0＝， 代入数值得v0＝3 m/s. (2)设小孩在最低点O的速度为v，选最低点所在平面为零势能面，根据机械能守恒定律， 有mv2＝mv＋mg[h＋R(1－cos 53°)]， 在最低点，根据牛顿第二定律， 有FN－mg＝m， 代入数据解得FN＝1 290 N， 由牛顿第三定律可知，小孩对轨道的压力为1 290 N，方向竖直向下． 2．(2018·杭西高4月测试)如图2所示，竖直平面内的轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成(两轨道在B点平滑连接)，小球从斜面上A点由静止开始滑下，滑到斜面底端后又滑上一个半径为R＝0.4 m的圆弧轨道．(g＝10 m/s2) 图2 (1)若接触面均光滑，小球刚好能滑到圆弧轨道的最高点C，求斜面上A点高h； (2)若已知小球质量m＝0.1 kg，斜面上A点高h＝2 m，小球运动到C点时对轨道的压力为mg，求全过程中摩擦阻力做的功． 答案　(1)1 m　(2)－0.8 J 解析　(1)小球刚好到达C点，重力提供向心力，由牛顿第二定律得：mg＝m， 从A到C过程，由动能定理得：mg(h－2R)＝mv2， 解得：h＝2.5R＝2.5×0.4 m＝1 m； (2)在C点，由牛顿第二定律和牛顿第三定律得： mg＋mg＝m， 从A到C过程，由动能定理得： mg(h－2R)＋Wf＝mv－0， 解得：Wf＝－0.8 J. 3．(2018·嘉兴市教学测试)如图3所示是一种常见的圆桌，桌面中间嵌一半径为r＝1.5 m、可绕中心轴转动的圆盘，桌面与圆盘面在同一水平面内且两者间缝隙可不考虑．已知桌面离地高度为h＝0.8 m，将一可视为质点的小碟子放置在圆盘边缘，若缓慢增大圆盘的角速度，碟子将从圆盘上甩出并滑上桌面，再从桌面飞出，落地点与桌面飞出点的水平距离是0.4 m．已知碟子质量m＝0.1 kg，碟子与圆盘间的最大静摩擦力Ffmax＝0.6 N，g取10 m/s2，求：(不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力) 图3 (1)碟子从桌面飞出时的速度大小； (2)碟子在桌面上运动时，桌面摩擦力对它做的功； (3)若碟子与桌面间的动摩擦因数为μ＝0.225，要使碟子不滑出桌面，则桌面半径至少是多少？ 答案　(1)1 m/s　(2)－0.4 J　(3)2.5 m 解析　(1)根据平抛运动规律：h＝gt2，x＝vt， 得v＝x＝1 m/s. (2)设碟子从圆盘上甩出时的速度为v0， 则Ffmax＝m，即v0＝3 m/s 由动能定理得：Wf＝mv2－mv， 代入数据得：Wf＝－0.4 J. (3)当碟子滑到桌面边缘时速度恰好减为零，对应的桌子半径取最小值． 设碟子在桌子上滑动的位移为x′，根据动能定理得： －μmgx′＝0－mv， 代入数据得：x′＝2 m， 由几何知识可得桌子半径的最小值为： R＝＝2.5 m. 4．(2018·台州中学第四次统练)某同学在设计连锁机关游戏中，设计了如图4所示的起始触发装置，AB段是长度连续可调的竖直伸缩杆，BCD段是半径为R的四分之三圆弧弯杆，DE段是长度为2R的水平杆，与AB杆稍稍错开．竖直杆外套有下端固定且劲度系数较大的轻质弹簧，在弹簧上端放置质量为m的套环．每次将弹簧的长度压缩至P点后锁定，设PB的高度差为h，解除锁定后弹簧可将套环弹出．在触发器的右侧有多米诺骨牌，多米诺骨牌的最高点Q和P等高，且与E的水平 ... ...