高考解析



例1、一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用.此后,该质点的动能可能( )

A.一直增大

B.先逐渐减小至零,再逐渐增大

C.先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小

D.先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大

答案:ABD

解析:

  当所加恒力的方向与物体运动的方向成锐角时,该力一直做正功,其动能一直增大,A正确;当所加恒力的方向与物体运动的方向相反时,物体先做匀减速运动后做反向的匀加速运动,其动能先逐渐减小至零,再逐渐增大,B正确;当所加恒力的方向与物体运动的方向成钝角(不等于180°)时,其动能先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大,D正确;物体不可能出现动能先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小的情况,C错误.

例2、如图所示,以A、B和C、D为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内,一滑板静止在光滑水平地面上,左端紧靠B点,上表面所在平面与两半圆分别相切于B、C。一物块被轻放在水平匀速运动的传送带上E点,运动到A时刚好与传送带速度相同,然后经A沿半圆轨道滑下,再经B滑上滑板。滑板运动到C时被牢固粘连。物块可视为质点,质量为m,滑板质量M=2m,两半圆半径均为R,板长l =6.5R,板右端到C的距离L在R<L<5R范围内取值。E距A为S=5R,物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因素均为μ=0.5,重力加速度取g.

  (1)求物块滑到B点的速度大小;

  (2)试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中,克服摩擦力做的功Wf与L的关系,并判断物块能否滑到CD轨道的中点。

解析:

  (1)μmgs+mg·2R=mvB2  ①

  所以 vB=3

  (2)设M滑动x1,m滑动x2二者达到共同速度v,则

  mvB=(M+m)v   ②

  μmgx1=mv2  ③

  —μmgx2=mv2mvB2  ④

  由②③④得v=,x1=2R,x2=8R

  二者位移之差△x= x2—x1=6R<6.5R,即滑块未掉下滑板

  讨论:

  ①R<L<2R时,Wf=μmg(l+L)= mg(6.5R+L)

  ②2R≤L<5R时,Wf=μmgx2+μmg(l—△x)=4.25mgR<4.5mgR,即滑块速度不为0,滑上右侧轨道。

  要使滑块滑到CD轨道中点,vc必须满足:mvc2 ≥mgR   ⑤

  此时L应满足:μmg(l+L) ≤mvB2mvc2   ⑥

  则L≤R,不符合题意,滑块不能滑到CD轨道中点。

答案:

   (1) vB=3

  (2)①R<L<2R时,Wf=μmg(l+L)= mg(6.5R+L)

  ②2R≤L<5R时,Wf=μmgx2+μmg(l—△x)=4.25mgR<4.5mgR,即滑块速度不为0,滑上右侧轨道,滑块不能滑到CD轨道中点.

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