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1、高考物理 黄金易错点专题汇编 专题06 机械能守恒定律和功能关系1如果一个物体在运动的过程中克服重力做了80 J的功，则()A物体的重力势能一定增加80 JB物体的机械能一定增加80 JC物体的动能一定减少80 JD物体的机械能一定减少80 J2某人把原来静止于地面上的质量为2 kg的物体向上提起1 m，并使物体获得1 m/s的速度，取g10 m/s2，不计此过程中物体所受空气阻力，则这个过程中()A人对物体做功21 JB合外力对物体做功1 JC物体的重力势能增加20 JD物体的机械能增加21 J4一物体沿斜面向上运动，运动过程中质点的机械能E与竖直高度h关系的图象如图所示，其中Oh1过程的图
2、线为水平线，h1h2过程的图线为倾斜直线根据该图象，下列判断正确的是()A物体在Oh1过程中除重力外不受其他力的作用B物体在Oh1过程中只有重力做功其他力不做功C物体在h1h2过程中合外力与速度的方向一定相反D物体在Oh2过程中动能可能一直保持不变5.如图所示，一表面光滑的木板可绕固定的水平轴O转动，木板从水平位置OA转到OB位置的过程中，木板上重为5 N的物块从靠近转轴的位置从静止开始滑到图中虚线所示位置，在这一过程中，物块的重力势能减少了4 J则以下说法正确的是()A物块的竖直高度降低了0.8 mB由于木板转动，物块下降的竖直高度必大于0.8 mC物块获得的动能为4 JD由于木块转动，物块
3、的机械能必定增加6如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板M的左端，右端与小木块m连接，且m与M及M与地面间摩擦不计开始时，m和M均静止，现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2，设两物体开始运动以后的整个运动过程中，弹簧形变不超过其弹性限度对于m、M和弹簧组成的系统()A由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒B当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m、M各自的动能最大C由于F1、F2大小不变，所以m、M各自一直做匀加速运动D由于F1、F2均能做正功，故系统的机械能一直增大7.如图所示，在水平地面上固定一倾角为的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中. 一劲度系数
4、为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态一质量为m、带电荷量为q(q0)的滑块从距离弹簧上端为x0处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g，则()A当滑块的速度最大时，弹簧的弹性势能最大B当滑块的速度最大时，系统的机械能最大C当滑块的加速度最大时，弹簧的弹性势能最大D当滑块的加速度最大时，系统的机械能最大8如图所示，一质量为m1 kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的A点，随传送带运动到B点，小物块从C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道恰能做圆周运动已知圆弧半径R0.9 m，轨道最低点为D
5、，D点距水平面的高度h0.8 m小物块离开D点后恰好垂直碰击放在水平面上E点的固定倾斜挡板已知物块与传送带间的动摩擦因数0.3，传送带以5 m/s恒定速率顺时针转动(g取10 m/s2)，试求： (1)传送带AB两端的距离；(2)小物块经过D点时对轨道的压力的大小；(3)倾斜挡板与水平面间的夹角的正切值9如图所示，用特定材料制作的细钢轨竖直放置，半圆形轨道光滑，半径分别为R、2R、3R和4R，R0.5 m，水平部分长度L2 m，轨道最低点离水平地面高h1 m中心有孔的钢球(孔径略大于细钢轨直径)，套在钢轨端点P处，质量为m0.5 kg，与钢轨水平部分的动摩擦因数为0.4.给钢球一初速度v013
6、 m/s(取g10 m/s2)求： (1)钢球运动至第一个半圆形轨道最低点A时对轨道的压力(2)钢球落地点到抛出点的水平距离10如图所示，是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施，轨道除CD部分粗糙外，其余均光滑一挑战者质量为m，沿斜面轨道滑下，无能量损失地滑入第1个圆管形轨道，根据设计要求，在最低点与最高点各放一个压力传感器，测试挑战者对轨道的压力，并通过计算机显示出来挑战者到达A处时刚好对管壁无压力，又经过水平轨道CD滑入第2个圆管轨道，在最高点B处挑战者对管的内侧壁压力为0.5 mg，A、B分别是两轨道的最高点，然后从平台上飞入水池内，水面离轨道的距离为h2.25 r若第1个圆管轨道的半径为
7、R，第2个圆管轨道的半径为r，g取10 m/s2，管的内径及人的尺寸相对圆管轨道的半径可以忽略不计，则 (1)挑战者若能完成上述过程，则他应从离水平轨道多高的地方开始下滑？(2)挑战者从A到B的运动过程中克服轨道阻力所做的功是多少？(3)挑战者入水时的速度大小是多少？答案(1)2.5 R(2)mgRmgr(3)易错起源1、 机械能守恒定律的应用 例1如图所示，一倾角为30的光滑斜面底端有一与斜面垂直的固定挡板M，物块A、B之间用一与斜面平行的轻质弹簧连接，现用力缓慢沿斜面向下推动物块B，当弹簧具有5 J弹性势能时撤去推力释放物块B；已知A、B质量分别为mA4 kg，mB2 kg，弹簧的弹性势能
8、表达式为Epkx2，其中弹簧的劲度系数k1 000 N/m。x为弹簧形变量。g10 m/s2，求：(1)当弹簧恢复原长时，物块B的速度大小； (2)物块A刚离开挡板时，物块B的动能。 机械能守恒定律的三种表达式及用法 (1)守恒观点：Ek1Ep1Ek2Ep2或E1E2，运用此法求解只有一个物体(实际是单个物体与地球组成的系统)的问题较方便，注意选好参考平面； (2)转化观点：EpEk，此法的优点是不用选取参考平面； (3)转移观点：E增E减，此法适用于求解两个或两个以上物体(实际是两个或两个以上物体与地球组成的系统)的问题。 易错起源2、功能关系和能量守恒 例2如图所示，光滑水平面AB与竖直面
9、内的半圆形导轨在B点相切，半圆 形导轨的半径为R。一个质量为m的物体将 弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用 下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点C。(不计空气阻力)试求： (1)物体在A点时弹簧的弹性势能； (2)物体从B点运动至C点的过程中产生的内能。 几种常用的功能转化关系 易错起源3、以能量为核心的综合应用问题 例3为了节能，某货场设计了如图所示的送货装置，长为L的水平传送带右端B与一光滑弧面相连，弧面顶端为储货平台。将货物无初速度地轻放在传送带左端A，通过传送带到达B端时具有一定动能，货物可以利用此动能
10、滑上储货平台，平台离传送带高h。在安装调试时传送带以某一速度匀速运动，工人发现货物只能上滑到处。为了进一步研究货物不能滑上平台的原因，工人在传送带上用粉笔沿传送带画了一条直线，当货物放上去后发现有一段长为s0(s0L)的粉笔线被货物擦过，那么：(1)货物与传送带间的动摩擦因数多大？(2)为了将货物送上储货平台，工人进行了适当调整，使货物滑上平台后刚好停止。分析说明工人采取了什么措施及装置应满足的条件？(3)在满足(2)的条件下，货物获得的机械能与系统增加的内能之比多大？1. 以能量为核心的综合应用问题一般分四类。第一类为单体机械能守恒问题，第二类为多体系统机械能守恒问题，第三类为单体动能定理问
11、题，第四类为多体系统功能关系(能量定恒)问题。多体系统的组成模式：两个或多个叠放在一起的物体，用细线或轻杆等相连的两个或多个物体，直接接触的两个或多个物体。 2.能量问题的解题工具一般有动能定理，能量守恒定律，机械能守恒定律。 (1)动能定理使用方法简单，只要选定物体和过程，直接列出方程即可，动能定理适用于所有过程； (2)能量守恒定律同样适用于所有过程，分析时只要分析出哪些能量减少，哪些能量增加，根据减少的能量等于增加的能量列方程即可； (3)机械能守恒定律只是能量守恒定律的一种特殊形式，但在力学中也非常重要。很多题目都可以用两种甚至三种方法求解，可根据题目情况灵活选取。 物体的多过程运动，
12、需要根据物体受力和基本运动形式，把一个复杂的过程分解成多个小过程，即学会疱丁解牛的方法，再根据每一个过程的特点列方程联立求解，务必抓住上一个过程的末速度为下一个过程的初速度，这是联系相邻两个过程的纽带。物体在每个运动过程中，如果只受重力则列出机械能守恒方程，如果只受重力和电场力则列出机械能和电势能的守恒方程，如果还有其他力做功则列出动能定理方程，特别指出：如果物体在运动过程中受到的作用力为变力，则不能应用牛顿第二定律和运动学规律求解，只能应用能量观点求解。 1关于功和机械能，下列说法正确的是()A在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功B合力对物体所做的功等于物体动能的
13、改变量C物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关D运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量2质量为m的滑块以初速度v0自固定在地面上的粗糙斜面的底端冲上斜面，到达某一高度后又自动返回至斜面底端，图中分别给出了在整个运动过程中滑块的速度v、加速度大小a、动能Ek及机械能E随时间t的变化关系图象，则其中可能正确的是(规定斜面底端所在水平面为零势能参考平面)()3如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b.不计空气阻力，则()A小球带负电B小球在从a点运动
14、到b点的过程中，电势能减小C小球所受电场力跟重力平衡D小球在运动过程中机械能守恒4如图所示，有一固定轨道ABCD，AB段是四分之一光滑圆弧轨道，其半径为R，BC段是水平光滑轨道，CD段是光滑斜面轨道，BC和CD间用一小段光滑圆弧连接有编号为1、2、3、4完全相同的4个小球(小球不能视为质点，其半径rR)，紧挨在一起从圆轨道上某处由静止释放，经BC到CD上，忽略一切阻力，则下列说法正确的是()A4个小球在整个运动过程中始终不分离B在AB上运动时，2号球对3号球不做功C在CD上运动时，2号球对3号球做正功D4号球在CD上运动的最大高度与1号球初始位置等高5固定在水平地面上的光滑斜面倾角为，斜面底端
15、固定一个与斜面垂直的挡板，一木板A被放在斜面上，其下端离地面高为H，上端放着一个小物块B，如图所示木板和物块的质量均为m，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmgsin(k1)，把它们由静止释放，木板与挡板发生碰撞时，时间极短，无动能损失，而物块不会与挡板发生碰撞求：(1)木板第一次与挡板碰撞弹回沿斜面上升过程中，物块B的加速度；(2)从释放木板到木板与挡板第二次碰撞的瞬间，木板运动的路程s；(3)从释放木板到木板和物块都静止，木板和物块系统损失的机械能6如图所示，质量m60 kg参加“挑战极限”的业余选手，要越过宽度为s2.5 m的水沟，跃上高为H2.0 m的平台，采用的方法是：人手握一根长为L3.25 m的轻质弹性杆的一端，从A点由静止开始匀加速助跑，至B点时，杆的另一端抵在O点的阻挡物上，接着杆发生形变、同时
