2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 第4講 功能關(guān)系 能量守恒定律學(xué)案.doc
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第4講功能關(guān)系能量守恒定律【基礎(chǔ)梳理】一、功能關(guān)系1功是能量轉(zhuǎn)化的量度,即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化2幾種常見的功能關(guān)系功能量的變化合外力做正功動能增加重力做正功重力勢能減少彈簧彈力做正功彈性勢能減少電場力做正功電勢能減少其他力(除重力、彈力外)做正功機(jī)械能增加 二、能量守恒定律1內(nèi)容:能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變2表達(dá)式(1)E1E2.(2)E減E增【自我診斷】 判一判(1)能量轉(zhuǎn)化是通過做功來實(shí)現(xiàn)的()(2)力對物體做了多少功,物體就有多少能()(3)力對物體做正功,物體的總能量一定增加()(4)能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,其總量會不斷減少()(5)能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中總量保持不變,因此能源取之不盡,用之不竭,故無需節(jié)約能源()(6)滑動摩擦力做功時(shí),一定會引起能量的轉(zhuǎn)化()提示:(1)(2)(3)(4)(5)(6) 做一做(2016高考四川卷)韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上項(xiàng)目奪冠的運(yùn)動員他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離,重力對他做功1 900 J,他克服阻力做功100 J韓曉鵬在此過程中()A動能增加了1 900 JB動能增加了2 000 JC重力勢能減小了1 900 JD重力勢能減小了2 000 J提示:選C.根據(jù)動能定理,物體動能的增量等于物體所受所有力做功的代數(shù)和,即增加的動能為EkWGWf1 900 J100 J1 800 J,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;重力做功與重力勢能改變量的關(guān)系為WGEp,即重力勢能減少了1 900 J,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤 想一想一對相互作用的靜摩擦力做功能改變系統(tǒng)的機(jī)械能嗎?提示:不能因?yàn)樽龉Υ鷶?shù)和為零對功能關(guān)系的理解和應(yīng)用學(xué)生用書P94【知識提煉】1對功能關(guān)系的理解(1)做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化是通過做功來實(shí)現(xiàn)的(2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,功和能的關(guān)系,一是體現(xiàn)在不同的力做功,對應(yīng)不同形式的能轉(zhuǎn)化,具有一一對應(yīng)關(guān)系,二是做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)值上相等2幾種常見的功能關(guān)系及其表達(dá)式各種力做功對應(yīng)能的變化定量的關(guān)系合力的功動能變化合力對物體做功等于物體動能的增量W合Ek2Ek1重力的功重力勢能變化重力做正功,重力勢能減少,重力做負(fù)功,重力勢能增加,且WGEpEp1Ep2彈簧彈力的功彈性勢能變化彈力做正功,彈性勢能減少,彈力做負(fù)功,彈性勢能增加,且W彈EpEp1Ep2只有重力、彈簧彈力的功不引起機(jī)械能變化機(jī)械能守恒E0非重力和彈力的功機(jī)械能變化除重力和彈力之外的其他力做正功,物體的機(jī)械能增加,做負(fù)功,機(jī)械能減少,且W其他E電場力的功電勢能變化電場力做正功,電勢能減少,電場力做負(fù)功,電勢能增加,且W電Ep【跟進(jìn)題組】1起跳摸高是學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行的一項(xiàng)體育活動一質(zhì)量為m的同學(xué)彎曲兩腿向下蹲,然后用力蹬地起跳,從該同學(xué)用力蹬地到剛離開地面的起跳過程中,他的重心上升了h,離地時(shí)他的速度大小為v.下列說法正確的是()A該同學(xué)機(jī)械能增加了mghB起跳過程中該同學(xué)機(jī)械能增量為mghmv2C地面的支持力對該同學(xué)做功為mghmv2D該同學(xué)所受的合外力對其做功為mv2mgh解析:選B.該同學(xué)重心升高了h,重力勢能增加了mgh,又知離地時(shí)獲得動能為mv2,則機(jī)械能增加了mghmv2,A錯(cuò)誤、B正確;該同學(xué)在與地面作用過程中,支持力對該同學(xué)做功為零,C錯(cuò)誤;該同學(xué)所受合外力做功等于動能增量,則W合mv2,D錯(cuò)誤2(多選)(2016高考全國卷)如圖,小球套在光滑的豎直桿上,輕彈簧一端固定于O點(diǎn),另一端與小球相連現(xiàn)將小球從M點(diǎn)由靜止釋放,它在下降的過程中經(jīng)過了N點(diǎn)已知在M、N兩點(diǎn)處,彈簧對小球的彈力大小相等,且ONMOMNvB,選項(xiàng)D正確2(多選)(2018濰坊高三統(tǒng)考)如圖所示,甲、乙傳送帶傾斜放置,并以相同的恒定速率v逆時(shí)針運(yùn)動,兩傳送帶粗糙程度不同,但長度、傾角均相同將一小物體分別從兩傳送帶頂端的A點(diǎn)無初速度釋放,甲傳送帶上小物體到達(dá)底端B點(diǎn)時(shí)恰好達(dá)到速度v;乙傳送帶上小物體到達(dá)傳送帶中部的C點(diǎn)時(shí)恰好達(dá)到速度v,接著以速度v運(yùn)動到底端B點(diǎn)則小物體從A運(yùn)動到B的過程()A小物體在甲傳送帶上的運(yùn)動時(shí)間比在乙上的大B小物體與甲傳送帶之間的動摩擦因數(shù)比與乙之間的大C兩傳送帶對小物體做功相等D兩傳送帶因與小物體摩擦產(chǎn)生的熱量相等解析:選AC.設(shè)傳送帶的長度為L,小物體在甲傳送帶上做勻加速直線運(yùn)動,運(yùn)動時(shí)間t甲,小物體在乙傳送帶上先做勻加速運(yùn)動后做勻速運(yùn)動,運(yùn)動時(shí)間t乙t加t勻,所以t甲t乙,A對由v22a甲L得a甲,同理得a乙,則a甲a乙,由牛頓第二定律得a甲gsin 甲gcos ,a乙gsin 乙gcos ,所以甲乙,B錯(cuò)由動能定理得W重W傳mv2,所以傳送帶對小物體做功相等,C對小物體與傳送帶之間的相對位移x甲x傳x甲vt甲LL,x乙x傳x乙vt加,摩擦產(chǎn)生的熱量Q甲甲mgcos x甲mv2mgLsin ,Q乙乙mgcos x乙mv2mgLsin ,所以Q甲Q乙,D錯(cuò)3.(多選)(2018湖北八校聯(lián)考)如圖所示,傾角37的光滑斜面上固定一個(gè)帶輕桿的槽,勁度系數(shù)k20 N/m、原長足夠長的輕彈簧的下端與輕桿相連,開始時(shí)輕桿在槽外的長度l0.6 m,且桿可在槽內(nèi)移動,輕桿與槽間的滑動摩擦力大小Ff恒為6 N,輕桿與槽之間的最大靜摩擦力等于滑塊摩擦力質(zhì)量m1 kg的小車從距彈簧上端l0.6 m處由靜止釋放沿斜面向下運(yùn)動已知彈簧的彈性勢能Epkx2,式中x為彈簧的形變量在整個(gè)運(yùn)動過程中,彈簧始終處于彈性限度以內(nèi)取g10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8.下列說法正確的是()A在輕桿完全進(jìn)入槽內(nèi)之前,小車先做勻加速運(yùn)動,然后做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動,最后做勻速直線運(yùn)動B從小車開始運(yùn)動到輕桿完全進(jìn)入槽內(nèi)所用時(shí)間為sC若輕桿與槽間的滑動摩擦力大小變?yōu)?6 N,小車、彈簧、輕桿組成的系統(tǒng)機(jī)械能一定不守恒D若輕桿與槽間的滑動摩擦力大小變?yōu)?6 N,小車第一次與彈簧作用的過程中輕桿移動的距離為0.2 m解析:選ACD.在小車和彈簧接觸前,小車做加速度大小為agsin 6 m/s2的勻加速直線運(yùn)動,在小車和彈簧接觸后,對小車由牛頓第二定律可得mgsin kxma1,小車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動,當(dāng)加速度為零時(shí),kx1mgsin 6 NFf,接著小車做勻速直線運(yùn)動,選項(xiàng)A正確;設(shè)小車做勻加速直線運(yùn)動的時(shí)間為t1,則lat,解得t1 s,從小車開始運(yùn)動到輕桿完全進(jìn)入槽內(nèi)所用時(shí)間tt1 s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若輕桿與槽間的滑動摩擦力大小變?yōu)?6 N,假設(shè)輕桿始終不動,小車壓縮彈簧至速度為零時(shí)彈簧的壓縮量為x2,對小車、彈簧、輕桿組成的系統(tǒng),由機(jī)械能守恒定律有mg(lx2)sin kx,得x2 m,由于kx2(66) N16 N,這說明假設(shè)不成立,輕桿一定會在槽中滑動,槽對輕桿的滑動摩擦力一定會對系統(tǒng)做負(fù)功,根據(jù)功能原理可知,系統(tǒng)機(jī)械能一定不守恒,選項(xiàng)C正確;設(shè)彈簧的壓縮量為x3時(shí),彈簧對輕桿的彈力大小等于槽對輕桿的最大靜摩擦力大小,即kx3Ff16 N,解得x30.8 m,此時(shí)彈簧和輕桿有共同速度v2,此后輕桿移動的距離為x4時(shí)速度為零,由能量守恒定律有mg(lx3)sin mvkx,mgx4sin mvFfx4,聯(lián)立解得x40.2 m,選項(xiàng)D正確4(2015高考北京卷)如圖所示,彈簧的一端固定,另一端連接一個(gè)物塊,彈簧質(zhì)量不計(jì)物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量為m,在水平桌面上沿x軸運(yùn)動,與桌面間的動摩擦因數(shù)為.以彈簧原長時(shí)物塊的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O,當(dāng)彈簧的伸長量為x時(shí),物塊所受彈簧彈力大小為Fkx,k為常量(1)請畫出F隨x變化的示意圖;并根據(jù)Fx圖象求物塊沿x軸從O點(diǎn)運(yùn)動到位置x的過程中彈力所做的功(2)物塊由x1向右運(yùn)動到x3,然后由x3返回到x2,在這個(gè)過程中,求彈力所做的功,并據(jù)此求彈性勢能的變化量;求滑動摩擦力所做的功;并與彈力做功比較,說明為什么不存在與摩擦力對應(yīng)的“摩擦力勢能”的概念解析:(1)Fx圖象如圖所示物塊沿x軸從O點(diǎn)運(yùn)動到位置x的過程中,彈力做負(fù)功;Fx圖線下的面積等于彈力做功大小彈力做功WFkxxkx2.(2)物塊由x1向右運(yùn)動到x3的過程中,彈力做功WF1(kx1kx3)(x3x1)kxkx物塊由x3向左運(yùn)動到x2的過程中,彈力做功WF2(kx2kx3)(x3x2)kxkx整個(gè)過程中,彈力做功WFWF1WF2kxkx彈性勢能的變化量EpWFkxkx.整個(gè)過程中,摩擦力做功Wfmg(2x3x1x2)與彈力做功比較,彈力做功與x3無關(guān),即與實(shí)際路徑無關(guān),只與始末位置有關(guān),所以,我們可以定義一個(gè)由物體之間的相互作用力(彈力)和相對位置決定的能量彈性勢能而摩擦力做功與x3有關(guān),即與實(shí)際路徑有關(guān),所以,不可以定義與摩擦力對應(yīng)的“摩擦力勢能”答案:見解析學(xué)生用書P309(單獨(dú)成冊)(建議用時(shí):60分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1.(2018河南林州一中高三質(zhì)量監(jiān)測)如圖所示,傾角為30的斜面上,質(zhì)量為m的物塊在恒定拉力作用下沿斜面以加速度a(g為重力加速度)向上加速運(yùn)動距離x的過程中,下列說法正確的是()A重力勢能增加mgxB動能增加 C機(jī)械能增加mgx D拉力做功為解析:選C.物塊上升的高度為,因而增加的重力勢能為Epmgx,A錯(cuò)誤;根據(jù)動能定理可得增加的動能為Ekmaxmgx,B錯(cuò)誤;根據(jù)能量守恒定律可得EEpEk,故增加的機(jī)械能為Emgx,C正確;由于斜面是否光滑未知,因而不能確定拉力的大小,不能得到拉力做的功,D錯(cuò)誤2(2018安徽合肥一模)如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的小鐵塊沿半徑為R的固定半圓軌道上邊緣由靜止滑下,到半圓軌道最低點(diǎn)時(shí),軌道所受壓力為鐵塊重力的1.5倍,則此過程中鐵塊損失的機(jī)械能為(重力加速度為g)()A.mgRBmgRC.mgR DmgR解析:選D.鐵塊在最低點(diǎn),支持力與重力合力等于向心力,即1.5mgmgm,即鐵塊動能Ekmv2mgR,初動能為零,故動能增加mgR,鐵塊重力勢能減少mgR,所以機(jī)械能損失mgR,D項(xiàng)正確3.(2018江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖所示,在粗糙的水平面上,質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A、B間用一輕質(zhì)彈簧相連組成系統(tǒng),且該系統(tǒng)在水平拉力F作用下以相同加速度保持間距不變一起做勻加速直線運(yùn)動,當(dāng)它們的總動能為2Ek時(shí)撤去水平力F,最后系統(tǒng)停止運(yùn)動不計(jì)空氣阻力,認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,從撤去拉力F到系統(tǒng)停止運(yùn)動的過程中()A外力對物體A所做總功的絕對值等于2EkB物體A克服摩擦阻力做的功等于EkC系統(tǒng)克服摩擦阻力做的功可能等于系統(tǒng)的總動能2EkD系統(tǒng)克服摩擦阻力做的功一定等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量解析:選D.當(dāng)它們的總動能為2Ek時(shí),物體A動能為Ek,撤去水平力F,最后系統(tǒng)停止運(yùn)動,外力對物體A所做總功的絕對值等于Ek,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;由于二者之間有彈簧,彈簧具有彈性勢能,根據(jù)功能關(guān)系,系統(tǒng)克服摩擦阻力做的功一定等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量,選項(xiàng)D正確,C錯(cuò)誤4.如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道,半徑OA水平、OB豎直,一個(gè)質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落,小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對軌道沒有壓力已知AP2R,重力加速度為g,則小球從P到B的運(yùn)動過程中()A重力做功2mgR B機(jī)械能減少mgRC合外力做功mgR D克服摩擦力做功mgR解析:選D.小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí),恰好對軌道沒有壓力,只受重力作用,根據(jù)mg得,小球在B點(diǎn)的速度v.小球從P到B的運(yùn)動過程中,重力做功WmgR,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;減少的機(jī)械能E減mgRmv2mgR,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;合外力做功W合mv2mgR,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)動能定理得,mgRWfmv20,所以WfmgRmv2mgR,故選項(xiàng)D正確5.如圖所示,一張薄紙板放在光滑水平面上,其右端放有小木塊,小木塊與薄紙板的接觸面粗糙,原來系統(tǒng)靜止現(xiàn)用水平恒力F向右拉薄紙板,小木塊在薄紙板上發(fā)生相對滑動,直到從薄紙板上掉下來上述過程中有關(guān)功和能的說法正確的是()A拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動能的增加量B摩擦力對小木塊做的功一定等于系統(tǒng)中由摩擦產(chǎn)生的熱量C離開薄紙板前小木塊可能先做加速運(yùn)動,后做勻速運(yùn)動D小木塊動能的增加量可能小于系統(tǒng)中由摩擦產(chǎn)生的熱量解析:選D.由功能關(guān)系,拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動能的增加量與系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能之和,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;摩擦力對小木塊做的功等于小木塊動能的增加量,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;離開薄紙板前小木塊一直在做勻加速運(yùn)動,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;對于系統(tǒng),由摩擦產(chǎn)生的熱量QfL,其中L為小木塊相對薄紙板運(yùn)動的路程,若薄紙板的位移為L1,小木塊相對地面的位移為L2,則LL1L2,且L存在大于、等于或小于L2三種可能,對小木塊,fL2Ek,即Q存在大于、等于或小于Ek三種可能,選項(xiàng)D正確6.(2018江西十校模擬)將三個(gè)木板1、2、3固定在墻角,木板與墻壁和地面構(gòu)成了三個(gè)不同的三角形,如圖所示,其中1與2底邊相同,2和3高度相同現(xiàn)將一個(gè)可以視為質(zhì)點(diǎn)的物塊分別從三個(gè)木板的頂端由靜止釋放,并沿斜面下滑到底端,物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)均相同在這三個(gè)過程中,下列說法不正確的是()A沿著1和2下滑到底端時(shí),物塊的速率不同,沿著2和3下滑到底端時(shí),物塊的速率相同B沿著1下滑到底端時(shí),物塊的速度最大C物塊沿著3下滑到底端的過程中,產(chǎn)生的熱量是最多的D物塊沿著1和2下滑到底端的過程中,產(chǎn)生的熱量是一樣多的解析:選A.設(shè)1、2、3木板與地面的夾角分別為1、2、3,木板長分別為l1、l2、l3,當(dāng)物塊沿木板1下滑時(shí),由動能定理有mgh1mgl1cos 1mv0,當(dāng)物塊沿木板2下滑時(shí),由動能定理有mgh2mgl2cos 2mv0,又h1h2,l1cos 1l2cos 2,可得v1v2;當(dāng)物塊沿木板3下滑時(shí),由動能定理有mgh3mgl3cos 3mv0,又h2h3,l2cos 2l3cos 3,可得v2v3,故A錯(cuò)、B對;三個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量分別為Q1mgl1cos 1,Q2mgl2cos 2,Q3mgl3cos 3,則Q1Q2Q3,故C、D對二、多項(xiàng)選擇題7.(2018河北質(zhì)檢)如圖所示,在豎直向上的勻強(qiáng)電場中,絕緣輕質(zhì)彈簧直立于地面上,上面放一個(gè)質(zhì)量為m的帶負(fù)電的小球,小球與彈簧不連接現(xiàn)用外力將小球向下壓到某一位置后撤去外力,小球從靜止開始運(yùn)動到剛離開彈簧的過程中,小球克服重力和電場力做功分別為W1和W2,小球剛好離開彈簧時(shí)速度為v,不計(jì)空氣阻力,則在上述過程中,下列說法正確的是()A帶電小球電勢能增加W2B彈簧彈性勢能最大值為W1W2mv2C彈簧彈性勢能減少量為W2W1D帶電小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少W2解析:選ABD.小球從靜止開始運(yùn)動到剛離開彈簧的過程中,小球克服電場力做的功W2等于小球增加的電勢能,故A正確;小球從靜止開始運(yùn)動時(shí)彈性勢能最大,自小球從靜止開始運(yùn)動到剛離開彈簧的過程中,對小球和彈簧組成的系統(tǒng)由能量轉(zhuǎn)化與守恒得,彈性勢能的減少量轉(zhuǎn)化為重力勢能、電勢能和動能三者增量之和,即彈簧彈性勢能最大值為W1W2mv2,故B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由于帶電小球電勢能增加W2,所以帶電小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少W2,故D項(xiàng)正確8.(2018嘉興一中模擬)在兒童樂園的蹦床項(xiàng)目中,小孩在兩根彈性繩和彈性床的協(xié)助下實(shí)現(xiàn)上下彈跳,如圖所示某次蹦床活動中小孩靜止時(shí)處于O點(diǎn),當(dāng)其彈跳到最高點(diǎn)A后下落可將蹦床壓到最低點(diǎn)B,小孩可看成質(zhì)點(diǎn)不計(jì)空氣阻力,下列說法正確的是()A從A點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn),小孩重力勢能的減少量大于動能的增加量B從O點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),小孩動能的減少量等于蹦床彈性勢能的增加量C從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),小孩機(jī)械能的減少量小于蹦床彈性勢能的增加量D從B點(diǎn)返回到A點(diǎn),小孩機(jī)械能的增加量大于蹦床彈性勢能的減少量解析:選AD.小孩從A點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn),由動能定理可得mghAOW彈1Ek1,選項(xiàng)A正確;小孩從O點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),由動能定理可得mghOBW彈2Ek2,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;小孩從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),由功能關(guān)系可得W彈E機(jī)1,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;小孩從B點(diǎn)返回到A點(diǎn),彈性繩和蹦床的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小孩的機(jī)械能,則知小孩機(jī)械能的增加量大于蹦床彈性勢能的減少量,選項(xiàng)D正確9.將一質(zhì)量為1 kg的滑塊輕輕放置于傳送帶的左端,已知傳送帶正以4 m/s的速度順時(shí)針運(yùn)行,滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.2,傳送帶左右距離無限長,當(dāng)滑塊放上去2 s時(shí),突然斷電,傳送帶以1 m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動至停止,則滑塊從放上去到最后停下的過程中,下列說法正確的是()A前2 s傳送帶與滑塊之間因摩擦力所產(chǎn)生的熱量為8 JB前2 s傳送帶與滑塊之間因摩擦力所產(chǎn)生的熱量為16 JC2 s后傳送帶與滑塊之間因摩擦力所產(chǎn)生的熱量為8 JD2 s后傳送帶與滑塊之間因摩擦力所產(chǎn)生的熱量為0解析:選AD.前2 s,滑塊的位移x1gt24 m,傳送帶的位移x2vt8 m,相對位移xx2x14 m,2 s后滑塊隨傳送帶一起做勻減速運(yùn)動,無相對位移,整個(gè)過程中傳送帶與滑塊之間因摩擦力而產(chǎn)生的熱量為Qmgx8 J,選項(xiàng)A、D正確10.(2018石家莊市第二中學(xué)高三月考)將小球以某一初速度從地面豎直向上拋出,取地面為零勢能面,小球在上升過程中的動能Ek,重力勢能Ep與其上升高度h間的關(guān)系分別如圖中兩直線所示,取g10 m/s2,下列說法正確的是()A小球的質(zhì)量為0.2 kgB小球受到的阻力(不包括重力)大小為0.25 NC小球動能與重力勢能相等時(shí)的高度為 mD小球上升到2 m時(shí),動能與重力勢能之差為0.5 J解析:選BD.在最高點(diǎn),Epmgh,得:m kg0.1 kg,故A錯(cuò)誤;由除重力以外其他力做功W其E可知:fhE高E低,解得:f0.25 N,故B正確;設(shè)小球動能和重力勢能相等時(shí)的高度為H,此時(shí)有:mgHmv2,由動能定理:fHmgHmv2mv,得:H m,故C錯(cuò)誤;由圖可知,在h2 m處,小球的重力勢能是2 J,動能是 J2.5 J,所以小球上升到2 m時(shí),動能與重力勢能之差為2.5 J2 J0.5 J,故D正確三、非選擇題11.(2015高考天津卷)某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意如圖,皮帶在電動機(jī)的帶動下保持v1 m/s 的恒定速度向右運(yùn)動,現(xiàn)將一質(zhì)量為m2 kg的郵件輕放在皮帶上,郵件和皮帶間的動摩擦因數(shù)0.5.設(shè)皮帶足夠長,取g 10 m/s2,在郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中,求:(1)郵件滑動的時(shí)間t;(2)郵件對地的位移大小x;(3)郵件與皮帶間的摩擦力對皮帶做的功W.解析:(1)設(shè)郵件放到皮帶上與皮帶發(fā)生相對滑動過程中受到的滑動摩擦力為F,則Fmgma又vat由式并代入數(shù)據(jù)得t0.2 s(2)郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中,對郵件應(yīng)用動能定理,有Fxmv20由式并代入數(shù)據(jù)得x0.1 m(3)郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中,設(shè)皮帶相對地面的位移為s,則svt摩擦力對皮帶做的功WFs由式并代入數(shù)據(jù)得W2 J.答案:(1)0.2 s(2)0.1 m(3)2 J12.(2018湖南石門第一中學(xué)高三檢測)如圖所示,光滑的水平面AB與半徑R0.4 m的光滑豎直半圓軌道BCD在B點(diǎn)相切,D點(diǎn)為半圓軌道最高點(diǎn), A右側(cè)連接一粗糙水平面用細(xì)線連接甲、乙兩物體,中間夾一輕質(zhì)壓縮彈簧,彈簧與甲、乙兩物體不拴接,甲質(zhì)量為m14 kg,乙質(zhì)量m25 kg,甲、乙均靜止若固定乙,燒斷細(xì)線,甲離開彈簧后經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入半圓軌道,過D點(diǎn)時(shí)對軌道壓力恰好為零取g10 m/s2,甲、乙兩物體均可看做質(zhì)點(diǎn),求:(1)甲離開彈簧后經(jīng)過B時(shí)速度大小vB;(2)彈簧壓縮量相同情況下,若固定甲,燒斷細(xì)線,乙物體離開彈簧后從A進(jìn)入動摩擦因數(shù)0.4的粗糙水平面,則乙物體在粗糙水平面上運(yùn)動位移s.解析:(1)甲在最高點(diǎn)D,由牛頓第二定律得:m1gm1,甲離開彈簧運(yùn)動至D點(diǎn)的過程中由機(jī)械能守恒得:m1vm1g2Rm1v.代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得:vB2 m/s.(2)甲固定,燒斷細(xì)線后乙的速度大小為v2,由能量守恒得:Epm1vm2v,得:v24 m/s.乙在粗糙水平面做勻減速運(yùn)動:m2gm2a,解得:a4 m/s2,則有:s m2 m.答案:(1)2 m/s(2)2 m- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 第4講 功能關(guān)系 能量守恒定律學(xué)案 2019 高考 物理 一輪 復(fù)習(xí) 第五 機(jī)械能 及其 守恒定律 功能 關(guān)系 能量守恒定律
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