1、【突破训练】1一质量为8.00104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面飞船在离地面高度1.60105 m处以7.50103 m/s的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8 m/s2.(结果保留2位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;(2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.解析:(1)飞船着地前瞬间的机械能为Ek0mv式中,m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率由式
2、和题给数据得Ek04.0108 J设地面附近的重力加速度大小为g.飞船进入大气层时的机械能为Ekmvmgh式中,vh是飞船在高度1.60105 m处的速度大小由式和题给数据得Ek2.41012 J(2)飞船在高度h600 m处的机械能为Ehm(0.02vh)2mgh由功能原理得WEhEk0式中,W是飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功由式和题给数据得W9.7108 J答案:见解析2(2018铜陵模拟)如图所示,半径为R1.0 m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角37,另一端点C为轨道的最低点.C点右侧的光滑水平面上紧挨C点
3、静止放置一木板,木板质量M1 kg,上表面与C点等高质量为m1 kg的物块(可视为质点)从空中A点以v01.2 m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道已知物块与木板间的动摩擦因数0.2,g取10 m/s2.求:(1)物块经过C点时的速率vC.(2)若木板足够长,物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q.解析:(1)设物块在B点的速度为vB,从A到B物块做平抛运动,有:vBsinv0从B到C,根据动能定理有:mgR(1sin )mvmv解得:vC6 m/s.(2)物块在木板上相对滑动过程中由于摩擦力作用,最终将一起运动设相对滑动时物块加速度大小为a1,木板加速度大小为a2,经过时
4、间t达到共同速度v,则:mgma1,mgMa2,vvCa1t,va2t根据能量守恒定律有:(mM)v2Qmv联立解得:Q9 J.答案:(1)6 m/s(2)9 J3.如图所示,倾角为的固定斜面的底端有一挡板M,轻弹簧的下端固定在挡板M上,在自然长度下,弹簧的上端在O点处质量为m的物块A(可视为质点)从P点以初速度v0沿斜面向下运动,POx0,物块A与弹簧接触后将弹簧上端压到O点,然后A被弹簧弹回A离开弹簧后,恰好能回到P点已知A与斜面间的动摩擦因数为,重力加速度用g表示求:(1)物块A运动到O点的速度大小;(2)O点和O点间的距离x1;(3)在压缩过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep.解析:(1)物块A从P点运动到O点,只有重力和摩擦力做功,由动能定理可知(mgsinmgcos)x0mv2mv得:v.(2)物块A从P点向下运动再向上运动回到P点的全过程中,根据动能定理:mgcos2(x1x0)0mv,x1x0.(3)物块A从O点向上运动到P点的过程中,由能量守恒定律可知:Ep(mgsinmgcos)(x1x0)解得Epmv.答案:(1) (2)x0(3)mv