（通用版）高三物理二輪復(fù)習(xí) 第2部分 考前回扣 倒計(jì)時(shí)第7天 功能關(guān)系和能量守恒用書-人教版高三物理試題

倒計(jì)時(shí)第7天功能關(guān)系和能量守恒A主干回顧B精要檢索1恒力做功的計(jì)算式WFlcos (是F與位移l方向的夾角)2恒力所做總功的計(jì)算W總F合lcos 或W總W1W2.3計(jì)算功率的兩個(gè)公式P或PFvcos .4動(dòng)能定理W總Ek2Ek1.5機(jī)車啟動(dòng)類問題中的“臨界點(diǎn)”(1)全程最大速度的臨界點(diǎn)為：F阻.(2)勻加速運(yùn)動(dòng)的最后點(diǎn)為F阻ma；此時(shí)瞬時(shí)功率等于額定功率P額(3)在勻加速過程中的某點(diǎn)有：F阻ma.(4)在變加速運(yùn)動(dòng)過程中的某點(diǎn)有F阻ma2.6重力勢(shì)能Epmgh(h是相對(duì)于零勢(shì)能面的高度)7機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)方式(1)始末狀態(tài)：mgh1mvmgh2mv.(2)能量轉(zhuǎn)化：Ek(增)Ep(減)(3)研究對(duì)象：EAEB.8幾種常見的功能關(guān)系做功能量變化功能關(guān)系重力做功重力勢(shì)能變化EpWGEp彈力做功彈性勢(shì)能變化EpWFNEp合外力做功W合動(dòng)能變化EkW合Ek除重力和彈力之外其他力做功W其機(jī)械能變化EW其E滑動(dòng)摩擦力與介質(zhì)阻力做功Ffl相對(duì)系統(tǒng)內(nèi)能變化E內(nèi)Ffl相對(duì)E內(nèi)電場(chǎng)力做功WABqUAB電勢(shì)能變化EpWABEp電流做功WUIt電能變化EWE9.應(yīng)用動(dòng)能定理的情況(1)動(dòng)能定理的計(jì)算式為標(biāo)量式，不涉及方向問題，在不涉及加速度和時(shí)間的問題時(shí)，可優(yōu)先考慮動(dòng)能定理(2)動(dòng)能定理的研究對(duì)象是單一物體，或者可以看成單一物體的物體系(3)動(dòng)能定理既適用于物體的直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)；既適用于恒力做功，也適用于變力做功，力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時(shí)作用，也可以分段作用(4)若物體運(yùn)動(dòng)的過程中包含幾個(gè)不同過程，應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)，可以分段考慮，也可以視全過程為一整體來(lái)處理C考前熱身1(多選)如圖1所示，光滑水平面上有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的小車，在小車的一端放有一物體，在物體上施一水平恒力F，使它由靜止開始從小車的一端運(yùn)動(dòng)到另一端，設(shè)小車與物體之間的摩擦力為f，則()圖1A物體到達(dá)另一端時(shí)的動(dòng)能為(Ff)(sL)B物體到達(dá)另一端時(shí)小車的動(dòng)能為fsC整個(gè)過程中消耗的機(jī)械能為fsD物體克服摩擦力做功為fLAB對(duì)物體運(yùn)用動(dòng)能定理可得(Ff)(sL)mv2，則A正確；對(duì)車運(yùn)用動(dòng)能定理可得fsMv2，則B正確；系統(tǒng)在整個(gè)過程中消耗的機(jī)械能等于滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)位移的乘積，則整個(gè)過程中消耗的機(jī)械能為fL，C錯(cuò)誤；物體克服摩擦力所做的功為f(Ls)，D錯(cuò)誤2一物塊沿傾角為的斜面向上滑動(dòng)，當(dāng)物塊的初速度為v時(shí)，上升的最大高度為H，如圖2所示；當(dāng)物塊的初速度為2v時(shí)，上升的最大高度記為h.重力加速度大小為g.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)和h分別為()圖2Atan 和2HBtan 和4HC.tan 和2HD.tan 和4HD物塊以初速度v上升的過程，由動(dòng)能定理可得mgHmgcos ·0mv2；以初速度2v上升的過程，由動(dòng)能定理可得mghmgcos ·0m(2v)2，聯(lián)立解得tan ，h4H，選項(xiàng)D正確3140 kg的玉兔號(hào)月球車采用輪式方案在月球的平整表面前進(jìn)(所受摩擦力按滑動(dòng)摩擦力計(jì)算)，通過光照自主進(jìn)行工作若車輪與月球地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，月球表面的重力加速度為g1.6 m/s2，現(xiàn)在正以最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，前進(jìn)100 m用時(shí)30 min.則月球車提供的動(dòng)力功率為()AP1.1×102 WBP16.2 WCP81 WDP6.2 WD玉兔號(hào)月球車以最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦力等于前進(jìn)提供的動(dòng)力，由力平衡得：Fmg，解得F112 N，平均速度v m/s m/s，PFv，解得P6.2 W，故D正確4如圖3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豎直一質(zhì)量為m的小球自A點(diǎn)正上方的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(duì)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(dòng)過程中()圖3A重力做功2mgRB機(jī)械能減少mgRC合外力做功mgRD克服摩擦力做功mgRD重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初、末位置有關(guān)，故小球從P到B的過程中，重力做的功為WGmgR，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對(duì)軌道沒有壓力，根據(jù)牛頓第二定律，有mgm，解得vB，從P到B過程，重力勢(shì)能的減少量為mgR，動(dòng)能的增加量為mv，故機(jī)械能的減少量為mgR，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；小球從P到B的過程中，合外力做的功等于動(dòng)能的增加量，即為，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從P到B的過程中，小球克服摩擦力做的功等于機(jī)械能的減少量，即為，選項(xiàng)D正確5(多選)如圖4所示，質(zhì)量分別為m和2m的兩個(gè)小球A和B，中間用長(zhǎng)為2L的輕桿相連，在桿的中點(diǎn)O處有一固定水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸，把桿置于水平位置后由靜止釋放，在B球沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到最低位置的過程中()圖4AA、B兩球的角速度大小始終相等B重力對(duì)B球做功的瞬時(shí)功率一直增大CB球轉(zhuǎn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度大小為D桿對(duì)B球做正功，B球機(jī)械能不守恒 ACA、B兩球用輕桿相連，角速度大小始終相等，選項(xiàng)A正確；桿在水平位置時(shí)，重力對(duì)B球做功的瞬時(shí)功率為零，桿在豎直位置時(shí)，B球的重力和速度方向垂直，重力對(duì)B球做功的瞬時(shí)功率也為零，但在其他位置重力對(duì)B球做功的瞬時(shí)功率不為零，因此，重力對(duì)B球做功的瞬時(shí)功率先增大后減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；設(shè)B球轉(zhuǎn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度為v，兩球角速度大小相等，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相等，所以兩球的線速度大小也相等，對(duì)A、B兩球和桿組成的系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒定律得，2mgLmgL(2m)v2mv2，解得v，選項(xiàng)C正確；B球的重力勢(shì)能減少了2mgL，動(dòng)能增加了mgL，機(jī)械能減少了，所以桿對(duì)B球做負(fù)功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤6(多選)如圖5甲所示，質(zhì)量m0.5 kg，初速度v010 m/s的物體，受到一個(gè)與初速方向相反的外力F的作用，沿粗糙的水平面滑動(dòng)，經(jīng)3 s后撤去外力，直到物體停止，整個(gè)過程物體的v­t圖象如圖乙所示，g取10 m/s2，則()圖5A物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1B02 s內(nèi)F做的功為8 JC07 s內(nèi)物體由于摩擦產(chǎn)生的熱量為25 JD07 s內(nèi)物體滑行的總位移為29 mABD由圖象可知物體在37 s內(nèi)僅受摩擦力，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度大小a1 m/s2g，得物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，A正確；計(jì)算07 s內(nèi)所圍面積可得物體滑行的總位移為x29 m，D正確，07 s內(nèi)物體由于摩擦產(chǎn)生的熱量為Qmgx14.5 J，C錯(cuò)誤；02 s加速度大小a12 m/s2，由mgFma1可得F0.5 N,02 s內(nèi)位移由面積可得x16 m，所以F做的功為WFx8 J，B正確7如圖6所示，在光滑水平地面上放置質(zhì)量為M2 kg的長(zhǎng)木板，木板上表面與固定的豎直弧形軌道相切一質(zhì)量m1 kg的小滑塊自A點(diǎn)沿弧面由靜止滑下，A點(diǎn)距離長(zhǎng)木板上表面的高度h0.6 m滑塊在長(zhǎng)木板上滑行t1 s后，和長(zhǎng)木板以共同速度v1 m/s勻速運(yùn)動(dòng)，g取10 m/s2.求：圖6(1)滑塊與木板間的摩擦力；(2)滑塊沿弧面下滑過程中克服摩擦力做的功；(3)滑塊自A點(diǎn)沿弧面由靜止滑下到與長(zhǎng)木板共同運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的內(nèi)能是多少？ 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37162098】【解析】(1)滑塊在長(zhǎng)木板上滑行時(shí)，對(duì)長(zhǎng)木板，根據(jù)牛頓第二定律有FfMa1由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得va1t代入數(shù)據(jù)解得Ff2 N.(2)滑塊在長(zhǎng)木板上滑行時(shí)，對(duì)滑塊，根據(jù)牛頓第二定律有Ffma2設(shè)滑塊滑上長(zhǎng)木板時(shí)的初速度為v0，則有vv0a2t代入數(shù)據(jù)解得v03 m/s滑塊沿弧面下滑的過程，由動(dòng)能定理得mghQ1mv0代入數(shù)據(jù)解得Q11.5 J.(3)滑塊在木板上滑行，t1 s時(shí)長(zhǎng)木板的位移為s1a1t2此過程中滑塊的位移為s2v0ta2t2故滑塊相對(duì)木板滑行的距離為L(zhǎng)s2s11.5 m所以Q2Ff·L3 J則QQ1Q24.5 J.【答案】(1)2 N(2)1.5 J(3)4.5 J