2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 本章綜合能力提升練課件 教科版.ppt

本章綜合能力提升練,大一輪復(fù)習(xí)講義,第五章機(jī)械能,1.兩個(gè)完全相同的小球A、B，在某一高度處以相同大小的初速度v0分別沿水平方向和豎直方向拋出，不計(jì)空氣阻力，如圖1所示，則下列說(shuō)法正確的是 A.兩小球落地時(shí)速度相同 B.兩小球落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率相同 C.從開始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對(duì)兩小球做的功相同 D.從開始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對(duì)兩小球做功的平均功率相同,圖1,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,一、單項(xiàng)選擇題,2.如圖2所示，質(zhì)量為m的物體置于傾角為的斜面上，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中物體m與斜面體相對(duì)靜止.則關(guān)于斜面對(duì)m的支持力和摩擦力的下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 A.支持力一定做正功 B.摩擦力一定做正功 C.摩擦力可能不做功 D.摩擦力可能做負(fù)功,圖2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功.而摩擦力是否存在需要討論，若摩擦力恰好為零，物體只受重力和支持力，如圖所示， 此時(shí)加速度agtan .當(dāng)agtan 時(shí)，摩擦力沿斜面向下，摩擦力與位移夾角小于90，做正功；當(dāng)a<gtan 時(shí)，摩擦力沿斜面向上，摩擦力與位移夾角大于90，做負(fù)功.綜上所述，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,3.(2018天津市部分區(qū)上學(xué)期期末)2017年6月隨著時(shí)速高達(dá)350公里的“復(fù)興號(hào)”高鐵列車投入運(yùn)營(yíng)，中國(guó)已成為世界上高鐵商業(yè)運(yùn)營(yíng)速度最高的國(guó)家，假設(shè)“復(fù)興號(hào)”受到阻力的大小與它速率的平方成正比，如果“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率變?yōu)樵瓉?lái)的8倍，則它的最大速率變?yōu)樵瓉?lái)的 A.2倍 B. 倍 C.3倍 D. 倍,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析設(shè)“復(fù)興號(hào)”速率為v，受到阻力的大小fkv2，“復(fù)興號(hào)”勻速運(yùn)行時(shí)輸出功率PFvfvkv3，如果“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率變?yōu)樵瓉?lái)的8倍，則它的最大速率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤.,4.(2019安徽省阜陽(yáng)市模擬)(如圖3所示，由光滑細(xì)管組成的軌道固定在豎直平面內(nèi)，AB段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧，CD段為平滑的彎管.一小球從管口D處由靜止釋放，最后能夠從A端水平拋出落到地面上.則管口D距離地面的高度必須滿足的條件是 A.等于2R B.大于2R,圖3,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析細(xì)管軌道可以提供支持力，所以到達(dá)A點(diǎn)的速度大于零即可，mgHmg2R0，解得H2R，故選B.,5.(2018河北省“名校聯(lián)盟”質(zhì)量監(jiān)測(cè)一)如圖4所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A靜止于光滑水平桌面上，A右端連接一細(xì)線，細(xì)線繞過(guò)光滑的定滑輪與物體B相連.開始時(shí)用手托住B，讓細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至B獲得最大速度.下列有關(guān)該過(guò)程的分析正確的是 A.釋放B的瞬間其加速度為 B.B物體動(dòng)能的增加量等于它所受重力與拉力做功之和 C.B物體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量 D.細(xì)線的拉力對(duì)A做的功等于A物體機(jī)械能的增加量,圖4,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析釋放瞬間彈簧長(zhǎng)度來(lái)不及改變，所以細(xì)線拉力為零，B的加速度為g，A錯(cuò)誤； 對(duì)B分析，受到重力和拉力作用，WGW拉Ek，故B正確； B物體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能增加量與A物體的動(dòng)能增加量之和，C錯(cuò)誤； 細(xì)線對(duì)A的拉力與彈簧對(duì)A的拉力做功之和等于A物體機(jī)械能的增加量，D錯(cuò)誤.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,6.質(zhì)量為m的物體在水平力F的作用下由靜止開始在光滑地面上運(yùn)動(dòng)，前進(jìn)一段距離之后速度大小為v，再前進(jìn)一段距離使物體的速度增大為2v，則 A.第二過(guò)程的速度增量等于第一過(guò)程的速度增量 B.第二過(guò)程的動(dòng)能增量是第一過(guò)程動(dòng)能增量的3倍 C.第二過(guò)程合外力做的功等于第一過(guò)程合外力做的功 D.第二過(guò)程合外力做的功等于第一過(guò)程合外力做功的2倍,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,二、多項(xiàng)選擇題,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,7.一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從t0時(shí)刻開始，受到水平外力F作用，如圖5所示.下列判斷正確的是 A.02 s內(nèi)外力的平均功率是4 W B.第2 s內(nèi)外力所做的功是4 J C.第2 s末外力的瞬時(shí)功率最大 D.第1 s末與第2 s末外力的瞬時(shí)功率之比為94,圖5,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,02 s內(nèi)外力的平均功率,第1 s末外力的瞬時(shí)功率P1F1v133 W9 W， 第2 s末外力的瞬時(shí)功率P2F2v214 W4 W，故 P1P294，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確.,8.(2018廣東省茂名市第二次模擬)如圖6所示，兩個(gè)傾角都為30、足夠長(zhǎng)的光滑斜面對(duì)接在一起并固定在地面上，頂端安裝一光滑的定滑輪，質(zhì)量分別為2m和m的a、b兩物體分別放在左、右斜面上，不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)定滑輪將a、b兩物體連接，b與右邊斜面的底端擋板c之間連有輕質(zhì)彈簧.現(xiàn)用手握住a，使彈簧剛好無(wú)形變，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).松手后，從a、b開始運(yùn)動(dòng)到它們速度再次都為零的過(guò)程中(繩和彈簧都與斜面平行且彈簧伸長(zhǎng)在彈性限度內(nèi)) A.a、b組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B.a、b和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 C.a的重力勢(shì)能減少量大于彈簧彈力所做的功 D.重力對(duì)a做功的平均功率大于彈簧彈力對(duì)b做功的平均功率,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,圖6,解析彈簧對(duì)a、b組成的系統(tǒng)做功，所以a、b系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤； 對(duì)物體a，重力2mg做正功，輕繩拉力T做負(fù)功，總功為零，對(duì)物體b，輕繩拉力T做正功，重力mg和彈簧彈力F做負(fù)功，總功等于零，輕繩拉力T做的總功等于零，a、b和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，B正確； a、b組成的系統(tǒng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧彈性勢(shì)能，a的重力勢(shì)能減少量等于彈簧彈性勢(shì)能增加量與b的重力勢(shì)能增加量之和，C正確； 各力所做功的時(shí)間相等，重力對(duì)a做功的平均功率等于克服彈簧彈力及重力對(duì)b做功之和的平均功率，故重力對(duì)a做功的平均功率大于彈簧彈力對(duì)b做功的平均功率，D正確.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,9.利用圖7裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn). (1)為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過(guò)程中任 意兩點(diǎn)間的_. A.動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量 B.速度變化量和勢(shì)能變化量 C.速度變化量和高度變化量,圖7,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,三、非選擇題,解析重物下落過(guò)程中重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，故該實(shí)驗(yàn)需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的動(dòng)能變化量大小與勢(shì)能變化量大小在誤差允許范圍內(nèi)是否相等，A項(xiàng)正確.,A,(2)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是_. A.交流電源B.刻度尺C.天平(含砝碼),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，故選A. 需要測(cè)紙帶上兩點(diǎn)間的距離，還需要刻度尺，選B.,AB,(3)實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖8所示的一條紙帶.在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC. 已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T.設(shè)重物的質(zhì)量為m.從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量Ep_，動(dòng)能變化量 Ek_.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,mghB,圖8,(4)大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是_. A.利用公式vgt計(jì)算重物速度 B.利用公式v 計(jì)算重物速度 C.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響 D.沒(méi)有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析重物重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，是因?yàn)橹匚锵侣溥^(guò)程中存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，C正確.,C,(5)某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒：在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪v2h圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷是否正確.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案不正確，理由見解析,10.如圖9所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑水平面上，小車AB段是半徑為R的四分之一圓弧光滑軌道，BC段是長(zhǎng)為L(zhǎng)的水平粗糙軌道，兩段軌道相切于B點(diǎn).一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點(diǎn)由靜止開始沿軌道滑下，重力加速度為g. (1)若固定小車，求滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)小車的最大壓力；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案3mg，方向豎直向下,圖9,解析滑塊滑到B點(diǎn)時(shí)對(duì)小車壓力最大，從A到B機(jī)械能守恒，則,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解得N3mg 由牛頓第三定律知 滑塊對(duì)小車的壓力N3mg，方向豎直向下.,(2)若不固定小車，滑塊仍從A點(diǎn)由靜止下滑，然后滑入BC軌道，最后從C點(diǎn)滑出小車.已知滑塊質(zhì)量m ，在任一時(shí)刻滑塊相對(duì)地面速度的水平分量是小車速度大小的2倍，滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求： 滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小車的最大速度大小vm；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析滑塊下滑到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，小車速度最大.,滑塊從B到C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小車的位移大小s.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析設(shè)滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，小車速度大小為vC，,設(shè)滑塊從B運(yùn)動(dòng)到C過(guò)程中，小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a， 由牛頓第二定律mgMa 由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律v C2v m22as,11.(2018廣東省深圳市三校模擬)如圖10所示，在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶的左端(P點(diǎn))，輕放一質(zhì)量為m1 kg的物塊，物塊隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)后拋出，物塊恰好無(wú)碰撞地沿圓弧切線從B點(diǎn)進(jìn)入豎直光滑圓弧軌道下滑.B、D為圓弧的兩端點(diǎn)，其連線水平.已知圓弧半徑R1.0 m，圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角106，軌道最低點(diǎn)為C，A點(diǎn)距水平面的高度h0.8 m.(g10 m/s2，sin 530.8， cos 530.6)求： (1)物塊離開A點(diǎn)時(shí)水平初速度的大??；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案3 m/s,圖10,解析物塊從A運(yùn)動(dòng)到B，由vy22gh可得，物塊的豎直分速度vy4 m/s 物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度方向與水平方向成53角，可得水平速度即物塊離開A點(diǎn)的速度為：vAvx3 m/s,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,(2)物塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案43 N,物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律：,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,其中hBCRRcos 53 在C點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律有：,聯(lián)立解得：N43 N， 由牛頓第三定律得物塊對(duì)軌道的壓力為43 N.,(3)設(shè)物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，傳送帶的速度為5 m/s，求PA間的距離.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,答案1.5 m,解析因?yàn)閭魉蛶У乃俣缺任飰K離開傳送帶的速度大，所以物塊在傳送帶上一直處于加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 由fma，fmg，vA22ax 解得：x1.5 m.,