2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题6.16与体育娱乐相关的功能问题(含解析) 下载本文

(2) C到D过程,由动能定理 12

-μ2mgL2=0-2mvC 解得vC=6m/s (2分)

B到C过程,由牛顿第二定律μ1mg=ma 解得a=4m/s(2分)

vC-vB

参赛者加速至vC历时t=a=0.5s vB+vC

位移x1=2t=2.5m

参赛者从B到C先匀加速后匀速,传送带顺时针运转,速率v=6m/s.(2分) (3) 0.5s内传送带位移x2=vt=3m

参赛者与传送带的相对位移Δx=x2-x1=0.5m(2分) 传送带由于传送参赛者多消耗的电能 1122

E=μ1mgΔx+2mvC-2mvB=720J.(3分)

10.滑板运动是一项惊险刺激的运动,深受青少年的喜爱.如图是滑板运动的轨道,AB和CD是一段圆弧形轨道,BC是一段长7m的水平轨道.一运动员从AB轨道上P点以6m/s的速度下滑,经BC轨道后冲上CD轨道,到Q点时速度减为零.已知运动员的质量50kg.h=1.4m,H=1.8m,不计圆弧轨道上的摩擦.(g=10m/s)求:

2

2

(1)运动员第一次经过B点、C点时的速度各是多少? (2)运动员与BC轨道的动摩擦因数.

(3)运动员最后停在BC轨道上距B为多少米处? 【名师解析】

(1)以水平轨道为零势能面,运动员从A到B的过程,根据机械能守恒定律,有: mvP2+mgh= mvB2 代入数据解得:vB=8 m/s

从C到Q的过程中,有: mvC=mgH

代入数据解得:vC=6 m/s.

答:运动员第一次经过B点、C点时的速度各是8 m/s和6 m/s. (2)在B至C过程中,由动能定理有: ﹣μmgs= mvC2﹣ mvB2 代入数据解得:μ=0.2.

答:运动员与BC轨道的动摩擦因数是0.2. (3)设运动员在BC滑行的总路程为s总 .

对整个过程,由能量守恒知,机械能的减少量等于因滑动摩擦而产生的内能,则有: μmgs总= mvP+mgh 代入数据解得:s总=16 m n=

=2

2

2

故运动员最后停在距B点2 m的地方. 答:运动员最后停在BC轨道上距B为2 m.

【分析】(1)一运动员从AB轨道上P点下滑,运动过程中机械能守恒,取水平轨道为零势能面,求出到达B点时的速度,从C到Q的过程中,动能全部转化为重力势能,可以求出C点的速度。 (2)在B至C过程中,根据动能定理列式可以直接求出运动员与BC轨道的动摩擦因数。

(3)运动员在BC滑行的整个过程能量守恒,机械能的减少量等于因滑动摩擦而产生的内能,列式子可以求解运动员在BC滑行的总路程,再除以一段的路程即可求解。

11.(2018?北京)2022年将在我国举办第二十四届冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下,长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接,滑道BC高h=10m,C是半径R=20m圆弧的最低点,质量m=60kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑,加速度a=4.5m/s,到达B点时速度vB=30m/s,取重力加速度g=10m/s。

2

2

(1)求长直助滑道AB的长度L;

(2)求运动员在AB段所受合外力的冲量的i大小;

(3)若不计BC段的阻力,画出运动员经过C点时的受力图,并求其所受支持力FN的大小。 【名师解析】

(1)由匀变速直线运动规律: 所以

(2)根据动量定理,有

(3)运动员经C点时的受力分析如图

根据动能定理,运动员在BC段运动的过程中,有

根据牛顿第二定律,有 得FN=3 900 N

【分析】本题属于基本题,根据匀变速直线运动规律即可解答第一小题;根据动量定理即可解答第二小题;第三小题需要运用动能定理求出C点的速度,再由圆周运动的支持力与重力的合力提供向心力即可解答。 12.滑板运动是一项惊险刺激的运动,深受青少年的喜爱。下图是滑板运动的轨道,AB和CD是一段圆弧形轨道,BC是一段长l=7 m的水平轨道。一运动员从AB轨道上的P点以vP=6 m/s的速度下滑,经BC轨道后冲上CD轨道,到Q点时速度减为零。已知h=1.4 m,H=1.8 m,运动员的质量m=50 kg,不计圆弧轨道上的摩擦,取g=10 m/s2 , 求:

(1)运动员第一次经过B点时的速率是多少? (2)运动员与BC轨道的动摩擦因数为多大?

【名师解析】(1)以水平轨道为零势能面,从A点到B点的过程中,由机械能守恒定律得

解得:

(2)从B点到Q点的过程中,由动能定理得得μ=0.2。

【分析】(1)对P、B两点列动能定理的方程或机械能守恒方程即可求解。

(2)对物体在P、Q两点间的运动列动能定理即可,需要注意的是中间过程有三段,对物体做正功还是做负功需要明确。

13.如图所示,摩托车做腾跃特技表演,沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台,接着以v=3m/s水平速度离开平台,落至地面时,恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切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=1.0m,人和车的总质量为180kg,特技表演的全过程中,阻力忽略不计。(计算中取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求:

(1)从平台飞出到A点,人和车运动的水平距离s; (2)从平台飞出到达A点时速度及圆弧对应圆心角θ; (3)人和车运动到圆弧轨道最低点O此时对轨道的压力。 【名师解析】

(1)车做的是平抛运动,很据平抛运动的规律可得 竖直方向上 水平方向上s=vt2

(2)摩托车落至A点时,其竖直方向的分速度vy=gt2 到达A点时速度

解得:vA=5m/s设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为α , 则即α=53°

(3)车从A到O,利用动能定理可得:

可计算在最低点压力大小为7740N。

,并利用向心力表达式:

【分析】平抛运动高度决定时间,并结合初速度计算平抛水平位移;由于切线进入轨道,故速度与轨道相切,可根据A点速度方向判断圆心角;最后利用功能关系计算到O点速度,利用圆周运动向心力公式计算轨道支持力大小。