热点22 动力学和能量观点的应用-【备考最优解】2025年高考物理二轮专题复习教用word

题型三　计算题补救练 热点22　动力学和能量观点的应用 1．(2024·广东佛山市二模)“路亚”是一种钓鱼方法，用这种方法钓鱼时先把鱼饵通过鱼线收到鱼竿末端，然后用力将鱼饵甩向远处。如图所示，钓鱼爱好者在a位置开始甩竿，鱼饵被甩至最高点b时迅速释放鱼线，鱼饵被水平抛出，最后落在距b水平距离s＝16 m的水面上。已知开始甩竿时鱼竿与竖直方向成53°角，鱼饵的质量m＝0.02 kg。甩竿过程竿可视为在竖直平面内绕O点转动，且O离水面高度h＝1.6 m、到鱼竿末端鱼饵的距离L＝1.6 m。鱼饵从b点抛出后，忽略鱼线对其作用力和空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。求： (1)鱼饵在b点抛出时的速度大小； (2)释放鱼线前，鱼饵在b点受鱼竿作用力的大小和方向； (3)从a到b的甩竿过程，鱼竿对鱼饵做的功W。 2．(2024·贵州安顺市部分学校二模)如图所示，在光滑水平台面上，一质量M＝0.1 kg的物块1(视为质点)压缩弹簧后被锁扣K锁住。现打开锁扣K，物块1与弹簧分离后与静止在平台右侧质量m＝0.2 kg的物块2(视为质点)发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰后物块2恰好从B点沿切线方向滑入光滑竖直的圆弧轨道BC，圆弧轨道BC所对应的圆心角θ＝53°，圆弧轨道BC的半径R＝ m。已知A、B两点的高度差h＝0.8 m，圆弧轨道BC与水平光滑地面相切于C点，物块2在水平地面上运动一段距离后从D点滑上顺时针转动的倾斜传送带DE，假设滑上D点前后瞬间速率不变。传送带两端DE的长度L＝2.35 m，传送带的倾角为37°，其速度大小v＝2 m/s。已知物块2与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，不计空气阻力，不考虑碰撞后物块1的运动，重力加速度大小g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。求： (1)弹簧被锁定时的弹性势能； (2)物块2在传送带上运动的过程中因摩擦产生的热量。 [特色专项训练] 题型三　计算题补救练 热点22　动力学和能量观点的应用 1．解析：(1)鱼饵被甩至最高点b时迅速释放鱼线，鱼饵被水平抛出，根据平抛运动的规律可得s＝vbt L＋h＝gt2 联立解得t＝0.8 s，vb＝20 m/s。 (2)释放鱼线前，鱼饵在b点，由于vb>＝4 m/s 所以鱼饵受鱼竿作用力的方向竖直向下，根据牛顿第二定律可得 mg＋F＝m 解得F＝4.8 N。 (3)从a到b的甩竿过程，根据动能定理可得W－mgL(1－cos 53°)＝mv 解得鱼竿对鱼饵做的功W＝4.128 J。 答案：(1)20 m/s　(2)4.8 N　方向竖直向下　(3)4.128 J 2．解析：(1)打开锁扣K，根据能量守恒定律有Ep＝Mv 两物块发生弹性碰撞，根据动量守恒定律及能量守恒定律有Mv1＝Mv2＋mv3 Mv＝Mv＋mv 此后物块2做平抛运动，则有v＝2gh tan θ＝ 解得Ep＝ J。 (2)物块2从A到D，根据动能定理有 mg(h＋R－R cos θ)＝mv－mv 解得v4＝6 m/s 物块2速度大于传送带速度，根据牛顿第二定律有 mg sin 37°＋μmg cos 37°＝ma1 运动的时间t1＝ 位移x1＝t1 解得t1＝0.4 s，x1＝1.6 m 该过程产生的热量 Q1＝μmg cos 37°(x1－vt1)＝0.64 J 此后，物块2受摩擦力向上，根据牛顿第二定律有mg sin 37°－μmg cos 37°＝ma2 位移x2＝L－x1＝0.75 m 根据匀变速直线运动位移—时间公式有 x2＝vt2－a2t22 解得t2＝0.5 s 此过程产生的热量 Q2＝μmg cos 37°(vt2－x2)＝0.2 J 则因摩擦产生的热量 Q＝Q1＋Q2＝0.84 J。 答案：(1) J　(2)0.84 J 学科网（北京）股份有限公司 $