【優(yōu)化方案】高三物理專題復(fù)習(xí)攻略 專題二第2講 功能關(guān)系 動量守恒 能量守恒知能優(yōu)化訓(xùn)練 新人教版（安徽專用）（通用）

《優(yōu)化方案》高三專題復(fù)習(xí)攻略（新課標）物理安徽專用專題二第2講　功能關(guān)系　動量守恒　能量守恒知能優(yōu)化訓(xùn)練 1．(2020年鄭州高三質(zhì)檢)鄭州2020年元宵節(jié)焰火晚會上，3.7萬發(fā)禮花彈點亮夜空．如圖2－2－6所示為焰火燃放時的精彩瞬間．假如燃放時長度為1 m的炮筒豎直放置，每個禮花彈約為1 kg(燃放前后看做質(zhì)量不變)，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?0 m/s2，爆炸后的高壓氣體對禮花彈做功900 J，離開炮筒口時的動能為800 J，禮花彈從炮筒底部豎直運動到炮筒口的過程中，下列判斷正確的是(　　) 圖2－2－6 A．重力勢能增加800 J B．克服阻力(炮筒阻力及空氣阻力)做功90 J C．克服阻力(炮筒阻力及空氣阻力)做功無法計算 D．機械能增加810 J 解析：選BD.禮花彈在炮筒內(nèi)運動的過程中，克服重力做功mgh＝10 J，則重力勢能增加量ΔEp＝10 J，根據(jù)動能定理ΔEk＝W－WFf－WG可知WFf＝W－ΔEk－WG＝900 J－800 J－10 J＝90 J，機械能的增加量ΔE＝ΔEk＋ΔEp＝800 J＋10 J＝810 J，所以選項BD正確． 2．(2020年江蘇高三試題調(diào)研)如圖2－2－7所示，質(zhì)量、初速度大小都相同的A、B、C三個小球，在同一水平面上，A球豎直上拋，B球以傾斜角θ斜上拋，空氣阻力不計，C球沿傾角為θ的光滑斜面上滑，它們上升的最大高度分別為hA、hB、hC，則(　　) 圖2－2－7 A．hA＝hB＝hC　　　　　 B．hA＝hB＜hC C．hA＝hC＞hB D．hA＞hB，hA＞hC 解析：選C.A、B、C三個小球都只有重力做功，則滿足機械能守恒．A球和C球上升到最高點時速度均為零，而B球上升到最高點時仍有水平方向的速度，即仍有動能，規(guī)定A、B、C三個小球出發(fā)的水平面為重力勢能為0的平面 對A、C球而言：mghA＝mghC＝mv，得hA＝hC＝ 對B球：mghB＋mv＝mv，所以hB＝＜hA＝hC. 3．(原創(chuàng)題)引力做功與引力勢能的變化同重力做功和重力勢能的變化關(guān)系類似．物體在引力場中具有的能叫做引力勢能(定義為Ep＝－)，G為引力常量，M為地球的質(zhì)量，m為物體的質(zhì)量，r為物體到地球中心的距離，物理學(xué)中經(jīng)常把無窮遠處定為引力勢能的零勢能點．若一顆質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星以圓形軌道環(huán)繞地球飛行，由于受空氣阻力的作用，當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑從r1減小到r2，空氣阻力做的功為WFf.在下面給出WFf的四個表達式中，有一個是合理的．關(guān)于此過程中空氣阻力做的功WFf你可能不會求解，但是你可以通過一定的物理分析，對下列表達式的合理性做出判斷．根據(jù)你的判斷，WFf的合理表達式應(yīng)為(　　) A．WFf＝－GMm(－) B．WFf＝－(－) C．WFf＝－(－) D．WFf＝－(－) 解析：選D.根據(jù)能量守恒，空氣阻力做的功WFf的絕對值應(yīng)該等于衛(wèi)星機械能的變化，不應(yīng)只是引力勢能的變化，選項A錯誤；空氣阻力做的功WFf應(yīng)該是負值，選項C錯誤；衛(wèi)星在軌道上做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力＝m，動能為Ek＝mv2＝，機械能為E＝Ek＋Ep＝－＝ ，選項B錯誤，選項D正確． 4．(2020年上海高三綜合測試)南非擁有世界上最高的蹦極點，37歲的葡萄牙男子卡爾·迪奧尼西奧自制了30米長的彈性繩，代替?zhèn)鹘y(tǒng)尼龍繩跳下蹦極臺，將“生死一線牽”的感覺發(fā)揮到極致．如圖2－2－8所示，他從跳臺上跳下后，會在空中上、下往復(fù)多次，最后停在空中．如果將他視為質(zhì)點，忽略他起跳時的初速度和水平方向的運動，以他、長繩和地球作為一個系統(tǒng)，規(guī)定繩沒有伸長時的彈性勢能為零，以跳臺處重力勢能為零點，他從跳臺上跳下后，以下說法中正確的是(　　) 圖2－2－8 A．最后他停在空中時，系統(tǒng)的機械能最小 B．跳下后系統(tǒng)動能最大時刻的彈性勢能為零 C．第一次下落到最低位置處，系統(tǒng)的動能為零、彈性勢能最大 D．由于存在機械能損失，第一次反彈后上升的最大高度會低于跳臺的高度 解析：選ACD.跳下后，當(dāng)所受的合外力為零時，速度最大，動能最大，但此時彈性繩的形變量不為零，所以彈性勢能并不為零，B項錯；第一次下落到最低位置處，此時的速度為零，故系統(tǒng)的動能為零，但彈性繩的形變量最大，故彈性勢能最大，C項正確；因為受阻力的作用，故全過程中，系統(tǒng)的機械能將減小，所以第一次反彈后上升的最大高度會低于跳臺的高度，且最后他停在空中時，系統(tǒng)的機械能最小，A、D兩項正確． 5．(改編題)如圖2－2－9所示，半徑R＝0.8 m的光滑圓弧軌道固定在水平地面上，O為該圓弧的圓心，軌道上方的A處有一個可視為質(zhì)點的質(zhì)量m＝1 kg的小物塊，小物塊由靜止開始下落后恰好沿切線進入圓弧軌道．此后小物塊將沿圓弧軌道下滑，已知AO連線與水平方向的夾角θ＝45°，在軌道末端C點緊靠一質(zhì)量M＝3 kg的長木板，木板上表面與圓弧軌道末端的切線相平，木板下表面與水平地面之間光滑，小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，g取10 m/s2.求： 圖2－2－9 (1)小物塊剛到達C點時的速度大小； (2)小物塊剛要到達圓弧軌道末端C點時對軌道的壓力； (3)要使小物塊不滑出長木板，木板長度L至少為多少？ 解析：(1)小物塊從A到C，根據(jù)機械能守恒有 mg×2R＝mv，解得vC＝4 m/s. (2)小物塊剛要到C點，由牛頓第二定律有 FN－mg＝mv/R，解得FN＝50 N. 由牛頓第三定律，小物塊對C點的壓力FN′＝50 N，方向豎直向下． (3)設(shè)小物塊剛滑到木板右端時達到共同速度，大小為v，小物塊在長木板上滑行過程中，小物塊與長木板的加速度分別為am＝μmg/m aM＝μmg/M v＝vC－amt v＝aMt 由能量守恒定律得－μmgL＝(M＋m)v2－mv 聯(lián)立解得L＝4 m. 答案：(1)4 m/s　(2)50 N　方向豎直向下　(3)4 m