2017广东高考物理机械能计算题

　　机械能是高考物理考试中的核心知识点，也是高考理综考试中的重点难点之一。下面百分网小编就来告诉大家广东高考物理机械能计算题，希望大家喜欢。

2017广东高考物理机械能计算题

　　广东高考物理机械能计算题

　　1.斜面轨道AB与水平面之间的夹角θ=53°，BD为半径R=4 m的圆弧形轨道，且B点与D点在同一水平面上，在B点，轨道AB与圆弧形轨道BD相切，整个光滑轨道处于竖直平面内，在A点，一质量为m=1 kg的小球由静止滑下，经过B、C点后从D点斜抛出去.设以竖直线MDN为分界线，其左边为阻力场区域，右边为真空区域.小球最后落到地面上的S点处时的速度大小vS=8 m/s，已知A点距地面的高度H=10 m，B点距地面的高度h=5 m.g取10 m/s2，cos 53°=0.6，求：

　　(1)小球经过B点时的速度大小;

　　(2)小球经过圆弧轨道最低处C点时对轨道的压力;

　　(3)若小球从D点抛出后，受到的阻力f与其瞬时速度的方向始终相反，求小球从D点至S点的过程中阻力f所做的.功.

　　2.小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图4所示.已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力.

　　(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2.

　　(2)问绳能承受的最大拉力多大?

　　(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少?最大水平距离为多少?

　　高考物理机械能计算题答案

　　1.(1)10 m/s　(2)43 N，方向竖直向下　(3)-68 J

　　解析　(1)设小球经过B点时的速度大小为vB，

　　由动能定理得mg(H-h)=mv

　　求得vB=10 m/s.

　　(2)设小球经过C点时的速度为vC，对轨道的压力为FN，则轨道对小球的压力N′=N，

　　根据牛顿第二定律可得N′-mg=

　　由机械能守恒得mgR(1-cos 53°)+mv=mv

　　联立，解得N=43 N

　　方向竖直向下.

　　(3)设小球由D到达S的过程中阻力所做的功为W，易知vD=vB，

　　由动能定理可得mgh+W=mv-mv

　　代入数据，解得W=-68 J.

　　2.(1)　　(2)mg　(3)绳长为时有最大水平距离为2d

　　解析　(1)设绳断后球飞行的时间为t，由平抛运动规律，有

　　竖直方向：d=gt2

　　水平方向：d=v1t

　　解得v1=

　　由机械能守恒定律，有mv=mv+mg(d-d)，解得v2=

　　(2)设绳能承受的最大拉力大小为T，这也是球受到绳的最大拉力大小.

　　球做圆周运动的半径为R=d

　　由圆周运动向心力公式，有T-mg=

　　得T=mg

　　(3)设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳承受的最大拉力不变，有T-mg=m，解得v3=

　　绳断后球做平抛运动，竖直位移为d-l，水平位移为x，时间为t1.有d-l=gt，x=v3t1

　　得x=4 ，当l=时，x有极大值xmax=d.

　　高考物理运动学解题技巧

　　带电粒子在电场力作用下的运动和在洛伦兹力作用下的运动，有着不同的运动规律。带电粒子在电场中运动时，通过电场力做功，使带电粒子在电场中加速和偏转，导致粒子的速度方向和速度大小发生变化;当带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力不做功，因此粒子的速度大小始终不变，只有速度方向发生变化。

　　在高考压轴题中，经常出现把这二者的运动结合起来，让带电粒子分别通过电场和磁场，把两种或者两种以上的运动组合起来，全面考察我们队各种带电粒子运动规律的掌握情况。求解这一类问题，一方面我们要按照顺序对题目上给出的运动过程进行分段分析，将复杂的问题分解为一个一个的简单熟悉的物理模型，另一方面我们也要全面准确分析相关过程中功能关系的变化，弄清楚各个状态之间的能量变化，便于我们按照动能定理或者能量守恒定律写方程。

　　在对带电粒子在每个场中的运动状况分析时，要特别注意粒子在场与场交接处的运动情况，因为这一般是一个临界状态，一定要分析清楚此刻粒子的速度大小和方向以及相应的位置关系，这通常对于进入另一个场中的运动有决定性的影响!

　　还有一些是两场共存或者是三场共存的问题，这些运动会更加复杂，但是他本质上是一个力学问题，只要我们掌握的相应的规律，利用力学问题的研究思路和基本规律，都是可以顺利克服的!

　　对于带电粒子在电场、磁场、复合场中运动时，重力是否考虑分三种情况：

　　(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略;而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力.

　　(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，这种情况按题目要求处理比较正规，也比较简单.

　　(3)不能直接判断是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要结合运动状态确定是否要考虑重力.

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