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    2023高考物理二轮专题复习与测试专题强化练九力学三大观点的综合应用

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    2023高考物理二轮专题复习与测试专题强化练九力学三大观点的综合应用

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    这是一份2023高考物理二轮专题复习与测试专题强化练九力学三大观点的综合应用,共5页。
    专题强化练(九) 力学三大观点的综合应用
    1.如图所示,平台AB右侧是一个凹槽,凹槽右端连接一个半径r=0.38 m的半圆轨道,轨道固定在竖直平面内,CD为竖直直径.一质量为m的滑板Q放置在凹槽内水平面上,其上表面刚好与平台AB和C点水平等高.开始时滑板静置在紧靠凹槽左端处,此时滑板右端与凹槽右端的距离d=0.60 m.一质量也为m的小物块P1;(可视为质点)以v0=7.0 m/s的初速度从平台滑上滑板,当物块滑至滑板右端时滑板恰好到达凹槽右端.已知物块与滑板间的动摩擦因数μ=0.75,其余接触面的摩擦均可忽略不计,取重力加速度g=10 m/s2.
    (1)求滑板的长度l;
    (2)质量为M的另一小物块P2以相同的初速度同样从平台滑上静止的滑板,P2与滑板间的动摩擦因数也为μ=0.75,假设滑板碰到凹槽右端时立刻停止运动.要使物块P2能到达半圆轨道的D点,M至少为m的几倍?

    解析:(1)根据牛顿第二定律可得,小物块P1的加速度大小为a1==μg=7.5 m/s2,
    滑板Q的加速度大小为a2==μg=7.5 m/s2,
    根据题意可知,从小物块P1滑上滑板Q到滑板右端到达凹槽右端过程,小物块P1一直做匀减速运动,滑板Q一直做匀加速运动,设运动时间为t,对于滑板Q,d=a2t2,
    解得t=0.4 s,
    对于小物块P1,x=v0t-at2,
    解得x=2.2 m,
    故滑板的长度为l=x-d=1.6 m.
    (2)小物块P1到达半圆轨道最低点C时的速度为v1=v0-a1t=4 m/s,
    设小物块P1可以到达D点,根据机械能守恒定律可得mv=mg·2r+mv,
    解得小物块P1在D点速度为v2= m/s

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