1、2023年高考物理预测系列试题8功和能适用:全国各地区【预测题】如以下图,竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑半圆形轨道BCD组成,水平轨道与圆弧轨道相切于B点,整个轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块可视为质点从轨道的A端以初动能E水平向右冲上轨道AB,沿着轨道运动,最终沿弧形轨道滑下后停在轨道AB的中点小物块始终没有脱离弧形轨道。轨道AB长为L,圆弧轨道半径为R。求:1小物块与水平轨道的动摩擦因数;2小物块经过B点前后对轨道的压力差;3假设让小物块能从圆弧轨道的最高点D离开轨道,小物块的初动能应至少提高到多大?【命题意图】此题涉及匀变速直线运动、功能关系、临界问题等多方面知识点
2、。解题方法灵活多样,综合性较强,考查学生分析、解决滑轨类问题的能力【解题思路】对小物块运动的全过程进行分析,用动能定理求出动摩擦因数;求解小物块经过B点前后对轨道的压力差,那么要考虑向心力公式;能到达最高点D,那么需考虑过圆周运动最高点的临界条件,再结合动能定理求解。【解题过程】1小物块最终停在AB的中点,在这个过程中,由动能定理得 得 2小物块沿水平轨道刚好到达B点时,物块对B点的压力N1=mg,小物块经过B点后开始做圆周运动,由牛顿第二定律得,N2-mg=,从A到B,由动能定理得,解得,小物块经过B点前后对轨道的压力差为 。3假设小物块刚好到达D处,那么 mg=,从A到D,由动能定理得,解
3、得 。即,小物块的初动能应至少提高到。【易错点分析】第2问中,由于弄不清“经过B点前后对轨道的压力差所包含的物理含义而出错;第3问中,能到达最高点D的条件容易弄错,错解为vD=0。【点评】解决此题的关键是,弄清状态和过程以及临界条件,恰当的选择物理规律。附【预测训练题】如以下图,在倾角为=30的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量均为为m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态。现开始用一沿斜面方向的力F拉物块A使之向上匀加速运动,当物块B刚要离开C 时F的大小恰为2mg。求:1从F开始作用到物块B刚要离开C的时间。2到物块B刚要离开C时力F所做的功答案:1;2解析:令x1表示未加F时弹簧的压缩量,由胡克定律和牛顿定律可知mgsin30=kx1 1分令x2表示B 刚要离开C时弹簧的伸长量,a表示此时A 的加速度,由胡克定律和牛顿定律可知kx2=mgsin30 1分Fmgsin30kx2=ma 2分将F=2mg和=30代入以上各式,解得 1分由x1+x2 = 1分解得t=1分2物块B刚要离开C时,物块A的速度为 1分此时弹簧的伸长量和F开始作用时的压缩量相同,弹簧的弹性势能改变量为零。由动能定理得 3分解得 1分