《2020版高考物理二轮复习专题限时集训6机械能守恒定律功能关系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考物理二轮复习专题限时集训6机械能守恒定律功能关系（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题限时集训专题限时集训 六六 建议用时 40 分钟 专题通关练 1 2018 天津高考 T2 滑雪运动深受人民群众喜爱 某滑雪运动员 可视为质点 由 坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB 从滑道的A点滑行到最低点B的过程中 由于摩擦力的 存在 运动员的速率不变 则运动员沿AB下滑过程中 A 所受合外力始终为零 B 所受摩擦力大小不变 C 合外力做功一定为零 D 机械能始终保持不变 C 因为运动员做曲线运动 所以合力一定不为零 A 错误 运动员受力如图所示 重 力垂直曲面的分力与曲面对运动员的支持力的合力充当向心力 故有FN mgcos m v2 R 则FN m mgcos 运动过程中速率恒定 且
2、 在减小 所以曲面对运动员的支持力越 v2 R 来越大 根据f FN可知摩擦力越来越大 B 错误 运动员运动过程中速率不变 质量不 变 即动能不变 动能变化量为零 根据动能定理可知合外力做功为零 C 正确 因为克服 摩擦力做功 机械能不守恒 D 错误 2 原创题 有一种大型游戏机叫 跳楼机 如图所示 参加游戏的游客被安全带固定 在座椅上 先由电动机将座椅沿竖直轨道提升到离地面高H处 然后由静止释放 游客们的 总质量为m 重力加速度为g 下列关于游客们缓慢上升的过程说法正确的是 A 合力对游客们所做的功为mgH B 游客们的重力势能增加了mgH C 电动机所做的功为mgH D 游客们的机械能守恒
3、 B 游客们在缓慢上升的过程中 动能不变 故合力对游客们做的功为零 选项 A 错误 游客们被提升H高度的过程中 重力做的功WG mgH 重力势能增加mgH 选项 B 正确 电 动机做的功 一方面用于增加游客们的重力势能 另一方面用于克服其他阻力做功 故电动 机做的功大于mgH 选项 C 错误 游客们在上升的过程中 动能不变 重力势能增加 故机 械能增加 选项 D 错误 3 多选 在奥运比赛项目中 10 m 跳台跳水是我国运动员的强项 某次训练中 质量 为 60 kg 的跳水运动员从跳台自由下落 10 m 后入水 在水中竖直向下减速运动 设空中下 落时空气阻力不计 水对他的阻力大小恒为 2 40
4、0 N 那么在他入水后下降 2 5 m 的过程中 下列说法正确的是 g取 10 m s2 A 他的加速度大小为 30 m s2 B 他的动量减少了 300 kg m s C 他的动能减少了 4 500 J D 他的机械能减少了 4 500 J AC 根据牛顿第二定律 f mg ma 代入数据解得加速度大小为 a 30 m s2 故 A 正确 自由下落 10 m 后 根据v 2gh 可得运动员的速度为 v0 10 m s 在水中下落 2 02 2 5 m 后的速度为 v v 2ah 代入数据解得 v1 5m s 他的动量减少了 2 12 02 p mv0 mv1 300 kg m s 故 B 错
5、误 减速下降的过程中 根据动能定理 动能的减 2 小量等于克服合力做的功 f mg h 2 400 600 2 5 J 4 500 J 故 C 正确 减速 下降的过程中 机械能的减小量等于克服阻力做的功 fh 2 400 2 5 J 6 000 J 故 D 错误 所以 A C 正确 B D 错误 4 多选 如图所示 两质量均为m的物体A B通过细绳及轻质弹簧连接在光滑滑轮两 侧 用手托着物体A使细绳恰好伸直 弹簧处于原长 此时A离地面的高度为h 物体B静 止在地面上 放手后物体A下落 与地面即将接触时速度大小为v 此时物体B对地面恰好 无压力 则下列说法正确的是 A 弹簧的劲度系数为 mg h
6、 B 此时弹簧的弹性势能等于mgh mv2 1 2 C 此时物体A的加速度大小为g 方向竖直向上 D 物体A落地后 物体B将向上运动到h高度处 AB 物体B对地面压力恰好为零 故弹簧对B的拉力为mg 故细绳对A的拉力也等于 mg 弹簧的伸长量为h 由胡克定律得 k 故 A 正确 物体A与弹簧系统机械能守恒 mg h 则有mgh Ep 弹 mv2 所以Ep 弹 mgh mv2 故 B 正确 根据牛顿第二定律对A有 1 2 1 2 F mg ma F mg 得a 0 故 C 错误 物体A落地后 物体B对地面恰好好无压力 则物 体B的加速度为 0 物体B静止不动 故 D 错误 5 多选 2019 铜
7、川高三检测 如图所示为倾角为 30 的斜面轨道 质量为M的 木箱与轨道间的动摩擦因数为 木箱在轨道顶端时 将质量为m的货物装入木箱 然后木 3 6 箱载着货物沿轨道无初速滑下 轻弹簧被压缩至最短时 自动卸货装置立刻将货物卸下 然 后木箱恰好被弹回到轨道顶端 下列选项正确的是 A 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中 减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性 势能 B 木箱不与弹簧接触时 上滑的加速度大于下滑的加速度 C M 2m D m 2M BD 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中 减少的重力势能转化为弹簧的弹性势 能和内能 故 A 错误 受力分析可知 下滑时加速度为gsin gcos 上滑时加
8、速度 为gsin gcos 故 B 正确 设下滑的距离为l 根据功能关系有 m M glcos Mglcos mglsin 得m 2M 故 D 正确 C 错误 6 2019 武汉高三 4 月调研 如图所示 在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道 半径 OA水平 OB竖直 一个质量为m的小球自A点的正上方P点由静止开始自由下落 小球沿 轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力 已知AP 2R 重力加速度为g 则小球从P点运 动到B点的过程中 A 重力做功 2mgR B 机械能减少mgR C 合外力做功mgR D 克服摩擦力做功mgR 1 2 D 小球从P点运动到B点的过程中 重力做功WG mg 2R R
9、 mgR 故 A 错误 小球 沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力 则有mg m 解得vB 则此过程中机械 v2B RgR 能的减少量为 E mgR mv mgR 故 B 错误 根据动能定理可知 合外力做功W合 mv 1 22B 1 2 1 2 mgR 故 C 错误 根据功能关系可知 小球克服摩擦力做的功等于机械能的减少量 为 2B 1 2 mgR 故 D 正确 1 2 7 易错题 如图所示 水平传送带两端点A B间的距离为l 传送带开始时处于静止 状态 把一个小物体放到右端的A点 施加恒定拉力F使小物体以速度v1匀速滑到左端的B 点 拉力F所做的功为W1 功率为P1 这一过程物体和传送带之
10、间因摩擦而产生的热量为 Q1 随后让传送带以速度v2匀速运动 施加相同的恒定拉力F拉物体 使它以相对传送带为 v1的速度匀速从A滑到B 这一过程中 拉力F所做的功为W2 功率为P2 物体和传送带之 间因摩擦而产生的热量为Q2 下列关系中正确的是 A W1 W2 P1 P2 Q1 Q2 B W1 W2 P1Q2 C W1 W2 P1 P2 Q1 Q2 D W1 W2 P1 P2 Q1 Q2 B 因为两次的拉力和位移相同 两次拉力做的功相等 即W1 W2 当传送带不动时 物体运动的时间为t1 当传送带以速度v2匀速运动时 物体运动的时间为t2 l v1 l v1 v2 所以第二次用的时间短 功率大
11、 即P1Q2 选项 B 正确 易错点评 易错点评在于不能正确判断物体在传送带上的运动过程 8 多选 2019 山东济南高三质量评估 用两块材料相同的木板与竖直墙面搭成斜面 1 和 2 斜面有相同的高和不同的底边 如图所示 一个小物块分别从两个斜面顶端由静止 释放 并沿斜面下滑到底端 下列说法正确的是 A 沿着 1 和 2 下滑到底端时 物块的速度大小相等 B 物块下滑到底端时 速度大小与其质量无关 C 物块沿着 1 下滑到底端的过程 产生的热量更多 D 物块下滑到底端的过程中 产生的热量与其质量无关 BC 设斜面的倾角为 物块与斜面之间的动摩擦因数为 斜面的高度为h 则对 小物块由顶端下滑到底
12、端的过程 由动能定理得mgh mgcos mv2 解得v h sin 1 2 则物块沿 1 滑到底端的速度较小 且速度的大小与物块的质量无关 A 2gh 2 gh 1 tan 错误 B 正确 物块与斜面之间因摩擦而产生的热量为Q mgcos mgh h sin 则小物块沿 1 下滑到底端时因摩擦而产生的热量较多 且该热量的多少与质量和斜 1 tan 面的倾角都有关系 C 正确 D 错误 能力提升练 9 原创题 多选 如图甲所示 一等腰直角斜面ABC 其斜面BC是由CD和DB两段不 同材料构成的面 且sCD sDB 先将直角边AB固定于水平面上 将一滑块从C点由静止释放 滑块能够滑到底端 现将直
13、角边AC固定于水平面上 再让同一滑块从斜面顶端由静止释放 滑块也能够滑到底端 如图乙所示 滑块两次运动中从顶端由静止释放后运动到D点的时间 相同 下列说法正确的是 A 滑块在两次运动中到达底端的动能相同 B 两次运动过程中滑块损失的机械能相同 C 滑块两次通过D点的速度相同 D 滑块与CD段间的动摩擦因数大于它与BD段间的动摩擦因数 AB 滑块第一次从斜面顶端滑到底端 由动能定理得mgh mgcos 1 sCD 2 sDB mv 滑块第二次从斜面顶端滑到底端 由动能定理得mgh mgcos 1 22 1 1 sCD 2 sDB mv 由此可见滑块两次到达斜面底端的速度相同 两次运动过程 1 2
14、2 2 中损失的机械能相同 故选项 A B 都正确 由于两次运动过程中滑块到达D点的时间相等 由sCD sBD tCD tBD 得滑块与BD段间的动摩擦因数大于它与CD段间的动摩擦因数 故选项 D 错误 两次运动的位移相同 可在同一坐标系中作出滑块在两次运动中的v t图象 如图 所示 由图象可看出滑块两次通过D点的速度不相同 故选项 C 错误 10 多选 如图甲所示 一质量不计的弹簧竖直地固定在水平面上 质量为m的物体由 弹簧正上方h处无初速度释放 图乙为弹簧的弹力与物体下落高度的关系图象 重力加速度 为g 当弹簧的压缩量为x时弹簧储存的弹性势能为Ep kx2 忽略空气阻力 则下列说法 1 2
15、 正确的是 A 该弹簧的劲度系数为 mg x0 B 物体下落过程中的最大动能为mgh mgx0 1 2 C 弹簧最大的压缩量等于 2x0 D 物体所具有的最大加速度等于g AB 由图乙可知 当物体下落h x0时 即弹簧压缩量为x0时 有kx0 mg 解得k 此时物体的合力为零 加速度为零 速度最大 动能最大 弹簧储存的弹性势能为Ep mg x0 kx mgx0 物体下落h x0的过程中 由功能关系可知mg h x0 Ekm Ep 则物体的最 1 22 0 1 2 大动能为Ekm mgh mgx0 A B 正确 假设当弹簧最短时 弹簧的压缩量为x1 由功能关 1 2 系得mg h x1 kx 解
16、得x1 x0 显然x1 2x0 C 错误 由以上分析可 1 22 1 知 弹簧的最大压缩量大于 2x0 则物体受到弹簧弹力的最大值大于 2mg 可知物体的最大加 速度am g D 错误 11 2019 辽宁铁路实验中学模拟 如图所示 半径为R的光滑圆环竖直固定 质量为 3m的小球A套在圆环上 长为 2R的刚性轻杆一端通过铰链与A连接 另一端通过铰链与滑 块B连接 滑块B质量为m 套在水平固定的光滑杆上 水平杆与圆环的圆心O位于同一水 平线上 现将A置于圆环的最高处并给A一微小扰动 初速度可视为零 使A沿圆环顺时针 自由下滑 不计一切摩擦 A B可视为质点 重力加速度大小为g 求 1 A滑到与圆心O同高度时的速度大小 2 A下滑至杆与圆环第一次相切的过程中 杆对B做的功 解析 1 当A滑到与O同高度时 A的速度沿圆环切向竖直向下 B的速度为零 由 机械能守恒定律可得 3mgR 3mv2 1 2 解得v 2gR 2 如图所示 杆与圆环第一次相切时 A的速度沿杆方向 设为vA 设此时B的速度 为vB 由运动的合成与分解可得 vA vBcos 由几何关系可知 cos 2R R2 4R2 2 5
