《高考物理二轮复习 对题纠错练5 机械能及其守恒定律（一）1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习 对题纠错练5 机械能及其守恒定律（一）1（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、全国各地接二连三地发生了多起特大安全事故，造成严重的人员伤亡，特别是北京密云、吉林商厦等特大安全事故，引起了党中央和国务院的高度关注对题纠错练五机械能及其守恒定律(一)对题练功和功率1.(多选)(2017山东青岛一模)如图所示,F-t图象表示某物体所受的合外力F随时间的变化关系,t=0时物体的初速度为零,则下列说法正确的是()A.前4 s内物体的速度变化量为零B.前4 s内物体的位移为零C.物体在02 s内的位移大于24 s 内的位移D.02 s内F所做的功等于24 s内物体克服F所做的功(导学号88094549)【答案】 ACD图线与坐标轴所围成图形的面积表示合力的冲量,由题图可知,前4 s
2、内图形的“面积”为0,则动量的变化为0,所以物体的速度变化量为零,A正确;前4 s内物体一直向前运动,位移不为0,B错;物体在02 s内的速度与24 s内的速度如图所示,图中两个三角形全等,可知C正确;前4 s内合力做的总功为0,所以02 s内F所做的功等于24 s内物体克服F所做的功,D正确。2.(多选)(2017湖南邵阳联考)2017年1月5日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功将一颗通信技术试验卫星发射升空。若该卫星在发射过程中质量保持不变,则在该卫星发射升空远离地球的过程中,其所受地球的万有引力F及重力势能Ep的变化情况分别为()A.F变大B.F变小C.Ep变大D.Ep变小
3、(导学号88094550)【答案】 BC根据万有引力公式F=G,可知远离地球过程中,与地球间的距离在增大,故F减小,上升过程中需要克服引力做功,故重力势能增大,故B、C正确。动能定理3.(多选)(2017河南百校质检)如图甲所示,在竖直平面内固定一光滑的半圆形轨道ABC,小球以一定的初速度从最低点A冲上轨道,图乙是小球在半圆形轨道上从A运动到C的过程中,其速度的二次方与其对应高度的关系图象。已知小球在最高点C受到轨道的作用力为1.25 N,空气阻力不计,g取10 m/s2,B点为AC轨道的中点,下列说法正确的是()A.小球质量为0.5 kgB.小球在B点受到轨道作用力为4.25 NC.图乙中x
4、=25 m2/s2D.小球在A点时重力的功率为5 W(导学号88094551)【答案】 BC由题图乙可知,小球在C点的速度大小为v=3 m/s,轨道半径R=0.4 m,因小球所受重力与弹力的合力提供向心力,所以小球在C点有mg+F=,代入数据得m=0.1 kg,选项A错误;由机械能守恒可知,小球在B点的速度mv2+mgR=,解得=17 m2/s2,因在B点是弹力提供向心力,所以有FB=,解得F=4.25 N,选项B正确;再由机械能守恒定律可得,mv2+2mgR=,解得小球在A点的速度v0=5 m/s,所以题图乙中x=25 m2/s2,选项C正确;因小球在A点时重力与速度方向垂直,所以重力的功率
5、为0,选项D错误。4.(多选)(2017四川达州一模)静止在粗糙水平面上的物体,在水平力F的作用下,经过时间t、通过位移l后,动量为p、动能为Ek。以下说法正确的是()A.若保持水平力F不变,经过时间2t,物体的动量等于2pB.若将水平力增加为原来的两倍,经过时间t,物体的动量等于2pC.若保持水平力F不变,通过位移2l,物体的动能小于2EkD.若将水平力增加为原来的两倍,通过位移l,物体的动能大于2Ek(导学号88094552)【答案】 AD根据动量定理I合=(F-Ff)t=p,保持水平力F不变,经过时间2t,(F-Ff)2t=p,可知p=2p,故A正确;根据I合=(F-Ff)t=p,若水平
6、力增加为原来的2倍,经过时间t,则有(2F-Ff)t=p,则p2p,故B错误;根据动能定理(F-Ff)l=Ek,保持水平力F不变,通过位移2l,有(F-Ff)2l=Ek,则有Ek=2Ek,故C错误;根据(F-Ff)l=Ek,将水平力增加为原来的两倍,通过位移l,有(2F-Ff)l=Ek,则有Ek2Ek,故D正确。5.(2017广西南宁一模)如图所示,AB是倾角为=30的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R。一个质量为m的物体(可以看作质点)从直轨道上的P点由静止释放,结果它能在两轨道上做往返运动。已知P点与圆弧的圆心O等高,物体与轨道AB间的动摩擦因数为
7、,重力加速度为g。(1)求物体对圆弧轨道最大压力的大小;(2)求物体滑回轨道AB上距B点的最大距离;(3)释放点距B点的距离L应满足什么条件,才能使物体顺利通过圆弧轨道的最高点D?(导学号88094553)【答案】 (1)3mg(1-)(2)R(3)LR【解析】 (1)根据几何关系可得PB=R从P点到E点根据动能定理,有mgR-mgcos PB=-0代入数据解得vE=在E点,根据牛顿第二定律有FN-mg=m解得FN=3mg(1-)(2)设物体滑回到轨道AB上距B点的最大距离为x,根据动能定理,有mg(BP-x) sin -mgcos (BP+x)=0代入数据解得=R(3)物体刚好到达最高点D时
8、,有mg=m解得v=从释放点到最高点D的过程,根据动能定理,有mg(Lsin -R-Rcos )-mgcos L=mv2-0代入数据解得L=R所以只有LR,物体才能顺利通过圆弧轨道的最高点D机械能守恒定律及其应用能的转化与守恒6.(多选)(2017四川达州一模)如图所示,质量为m的一辆小汽车从水平地面AC上的A点沿斜坡匀速行驶到B点,B距水平面高h,以水平地面为零势能面,重力加速度为g。小汽车从A点运动到B点的过程中(空气阻力不能忽略),下列说法正确的是()A.合外力做功为零B.合外力做功为mghC.小汽车的机械能增加量为mghD.牵引力做功为mgh(导学号88094554)【答案】 AC汽车
9、匀速运动,动能不变,则根据动能定理可知,合外力做功为零,故A正确、B错误;小汽车动能不变,重力势能增加了mgh,则可知小汽车机械能增加量为mgh,故C正确;对上升过程由动能定理可知,牵引力的功等于重力势能的增加量和克服阻力做功之和,故牵引力做功一定大于mgh,故D错误。7.(2017陕西宝鸡一模)某工厂为实现自动传送工件设计了如图所示的传送装置,由一个水平传送带AB和倾斜传送带CD组成,水平传送带长度lAB=4 m,倾斜传送带长度lCD=4.45 m,倾角为=37,AB和CD通过一段极短的光滑圆弧板过渡,AB传送带以v1=5 m/s的恒定速率顺时针运转,CD传送带静止。已知工件与传送带间的动摩
10、擦因数均为=0.5,重力加速度g取10 m/s2。现将一个工件(可看作质点)无初速度地放在水平传送带最左端A点处,(1)求工件被第一次传送到CD传送带上升最大高度和所用的时间;(2)要使工件恰好被传送到CD传送带最上端,求CD传送带沿顺时针方向运转的速度v2大小(v2v1)。(导学号88094555)【答案】 (1)0.75 m1.8 s(2)4 m/s【解析】 (1)工件刚放在传送带AB上,在摩擦力作用下做匀加速运动,设其加速度大小为a1,速度增加到v1时所用时间为t1,位移大小为s1,受力分析如图甲所示,根据牛顿运动定律可得FN1=mgFf1=FN1=ma1联立解得a1=5 m/s2t1=
11、1 ss1=a1=2.5 m由于s1mgcos ,所以滑动摩擦力沿传送带向上,受力分析如图丙所示,设其加速度大小为a3,两个过程的位移大小分别为s3和s4由运动学公式和牛顿运动定律可得-2a2s3=mgsin -FN2=ma3-2a3s4=0-lCD=s3+s4解得v2=4 m/s纠错练能的转化与守恒定律8.(多选)(2017山东泰安一模)如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上A点,光滑定滑轮与直杆的距离为d,A点与定滑轮等高,B点在距A点正下方d处。现将环从A处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是()A.环到达B处时,
12、重物上升的高度h=dB.环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能C.环从A点能下降的最大高度为dD.当环下降的速度最大时,轻绳的拉力FT=2mg(导学号88094556)【答案】 BC环到达B处时,下降的高度是d,滑轮左侧绳子增加的长度为(-1)d,则重物上升的高度h=(-1)d,A错;环与重物组成的系统机械能守恒,故环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能,B正确;设环下降的最大高度为H,则有mgH=2mg(-d),解得H=d,C正确;当环下降的速度最大时,环受的合外力为0,由于v物=v环cos ,两者并非同时达到最大速度,重物有加速度,D错。【易错提示】 1.认为用绳子连接的两
13、个物体速度大小相等;2.分解环的速度时,不清楚环的实际速度是竖直向下的,分解错误;3.认为环下降的高度等于重物上升的高度。原创练9.如图所示,有一固定斜面,倾角为。将滑块先后从斜面的顶端B和一点D由静止开始下滑,知AD=BD,然后在水平面上滑行一段距离后停下。设滑块与斜面及水平面之间的动摩擦因数均相同,斜面的高度为H,且不计滑块在斜面底端处动能的损失。则()A.滑块先后两次在水平面上滑行的距离之比为13B.滑块先后两次在水平面上滑行的时间之比为13C.滑块在水平面上滑行过程中产生的内能,与滑块在斜面上的初始高度有关,与斜面的倾角无关D.适度减小斜面的倾角,滑块在水平面上滑行的距离变大(导学号8
14、8094557)【答案】 A设两过程中滑块在水平面上滑行的距离分别是s1和s2,根据动能定理有,mg-mgcos -mgs1=0,mgH-mgcos -mgs2=0,比较两式可得=,A正确;滑块在斜面上做初速度为0的匀加速直线运动,根据v2=2ax知,滑块滑到斜面底端时的速度大小之比,由v=at得所用时间之比,B错;根据mgh-mgcos -mgs=0,得Q=mgs=mgh(1-cot ),则滑块在水平面上滑行过程中产生的内能与在斜面上的初始高度及斜面的倾角都有关,C错;同理,根据mgs=mgh(1-cot )可知,D错。10.质量为m的小球,自A点自由下落,到B点时重力势能与动能相等,A到地面的距离为H;若小球下落过程中受到恒定的空气阻力,下落至C点动能与重力势能相等。以地面为参考平面,下面说法正确的是()A.B到地面的距离为,C在B点的下方B.B到地面的距离为,C在B点的上方C.有空气阻力的情况下,若小
