2018-2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)訓(xùn)練6 機(jī)械能守恒定律 功能關(guān)系.doc

專題限時(shí)訓(xùn)練6機(jī)械能守恒定律功能關(guān)系時(shí)間：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題1如圖所示，具有一定初速度的物塊沿傾角為30的粗糙斜面向上運(yùn)動(dòng)的過程中受到一個(gè)恒定的沿斜面向上的拉力F的作用，這時(shí)物塊產(chǎn)生沿斜面向下的大小為6 m/s2的加速度，那么物塊向上運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是(B)A物塊的機(jī)械能一定增加B物塊的機(jī)械能一定減少C物塊的機(jī)械能可能不變D物塊的機(jī)械能可能增加也可能減少解析：設(shè)物塊所受的摩擦力大小為Ff，物塊的加速度為a6 m/s2，方向沿斜面向下，根據(jù)牛頓第二定律得mgsin30FfFma，解得FfFmamgsin306m5mm>0，說明除重力以外的各力的合力方向沿斜面向下，與物塊運(yùn)動(dòng)方向相反，所以除重力以外的各力的合力對(duì)物體做負(fù)功，根據(jù)功能關(guān)系可知物塊的機(jī)械能一定減少，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤2(2018長沙模擬)如圖所示，圖甲為水平傳送帶，圖乙為傾斜傳送帶，兩者長度相同，均沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度大小相等，將兩個(gè)完全相同的物塊分別輕放在圖甲、乙傳送帶上的A端，兩物塊均由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，到B端時(shí)均恰好與傳送帶速度相同，則下列說法正確的是(D)A圖甲中物塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于圖乙中物塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間B圖甲、乙中傳送帶和物塊間因摩擦產(chǎn)生的熱量相等C圖甲、乙中傳送帶對(duì)物塊做的功都等于物塊動(dòng)能的增加量D圖甲、乙傳送帶對(duì)物塊做的功都等于物塊機(jī)械能的增加量解析：設(shè)傳送帶長度為L，速度為v，根據(jù)Lvt得t，L、v相等，所以時(shí)間t相等，故A錯(cuò)誤；物塊與傳送帶間的相對(duì)位移xvtLvt，可知相對(duì)位移大小相等，由a知加速度大小相等，根據(jù)牛頓第二定律得，甲圖中有Ff1ma，乙圖中有Ff2mgsinma，可得Ff1<Ff2，摩擦生熱QFfx，所以乙中傳送帶和物塊間因摩擦產(chǎn)生的熱量較大，故B錯(cuò)誤；圖甲中只有摩擦力對(duì)物塊做功，由動(dòng)能定理知，傳送帶對(duì)物塊做的功等于物塊動(dòng)能的增加量，乙中傳送帶、重力都對(duì)物塊做功，且重力做負(fù)功，由動(dòng)能定理知，乙中傳送帶對(duì)物塊做的功大于物塊動(dòng)能的增加量，故C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能關(guān)系可知，圖甲、乙傳送帶對(duì)物塊做的功都等于物塊機(jī)械能的增加量，故D正確3一輕繩系住一質(zhì)量為m的小球懸掛在O點(diǎn)，在最低點(diǎn)先給小球一水平初速度，小球恰能在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，若在水平半徑OP的中點(diǎn)A處釘一枚光滑的釘子，仍在最低點(diǎn)給小球同樣的初速度，則小球向上通過P點(diǎn)后將繞A點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，則到達(dá)最高點(diǎn)N時(shí)，繩子的拉力大小為(C)A0 B2mgC3mg D4mg解析：恰能做圓周運(yùn)動(dòng)，則在最高點(diǎn)有mg，解得v.由機(jī)械能守恒定律可知mg2Rmvmv2，解得初速度v0，根據(jù)機(jī)械能守恒，在最高點(diǎn)N的速度為v，則：mgRmvmv2.根據(jù)向心力公式：Tmg，聯(lián)立得T3mg.故選項(xiàng)C正確4將一小球從高處水平拋出，最初2 s內(nèi)小球動(dòng)能Ek隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2.根據(jù)圖象信息，不能確定的物理量是(D)A小球的質(zhì)量B小球的初速度C最初2 s內(nèi)重力對(duì)小球做功的平均功率D小球拋出時(shí)的高度解析：由機(jī)械能守恒定律可得EkEk0mgh，又hgt2，所以EkEk0mg2t2.當(dāng)t0時(shí)，Ek0mv5 J，當(dāng)t2 s時(shí)，EkEk02mg230 J，聯(lián)立方程解得m0.125 kg，v04 m/s.當(dāng)t2 s時(shí)，由動(dòng)能定理得WGEk25 J，故12.5 W根據(jù)圖象信息，無法確定小球拋出時(shí)離地面的高度綜上所述，應(yīng)選D.5如圖所示，將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的環(huán)，環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上，光滑的輕小定滑輪與直桿的距離為d，桿上的A點(diǎn)與定滑輪等高，桿上的B點(diǎn)在A點(diǎn)下方距離A為d處現(xiàn)將環(huán)從A處由靜止釋放，不計(jì)一切摩擦阻力，下列說法正確的是(D)A環(huán)到達(dá)B處時(shí)，重物上升的高度hB環(huán)到達(dá)B處時(shí)，環(huán)與重物的速度大小之比為C環(huán)從A到B，環(huán)減少的機(jī)械能大于重物增加的機(jī)械能D環(huán)能下降的最大高度為d解析：根據(jù)幾何關(guān)系可知，環(huán)從A下滑至B點(diǎn)時(shí)，重物上升的高度hdd，故A錯(cuò)誤；對(duì)B的速度沿繩子方向和垂直于繩子方向分解，在沿繩子方向上的分速度等于重物的速度，則vcos45v重物，所以，故B錯(cuò)誤；環(huán)下滑過程中無摩擦力對(duì)系統(tǒng)做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即滿足環(huán)減少的機(jī)械能等于重物增加的機(jī)械能，故C錯(cuò)誤；環(huán)下滑到最大高度為h時(shí)，環(huán)和重物的速度均為0，此時(shí)重物上升的最大高度為d，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mgh2mg(d)，解得hd，故D正確6(2018鷹潭模擬)如圖所示，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，光滑弧形槽固定在光滑的水平面上，弧形槽底端與水平面相切，一質(zhì)量為m的小物塊從槽高h(yuǎn)處開始自由下滑，下列說法正確的是(D)A在下滑過程中，物塊的機(jī)械能不守恒B在整個(gè)過程中，物塊的機(jī)械能守恒C物塊被彈簧反彈后，一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)D物塊被彈簧反彈后，能回到槽高h(yuǎn)處解析：物塊下滑過程中支持力不做功，只有重力做功，機(jī)械能守恒，故A錯(cuò)誤；物塊與彈簧碰撞過程中，物塊與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由于彈簧的彈性勢(shì)能是變化的，故物塊的機(jī)械能也是變化的，即物塊的機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；物塊被彈簧反彈后，先做加速運(yùn)動(dòng)，離開彈簧后才做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；由于物塊與彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒，物塊被彈簧反彈到最高點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為零，物塊的動(dòng)能為零，故物塊的重力勢(shì)能依然為mgh，回到出發(fā)點(diǎn)，故D正確二、多項(xiàng)選擇題7如圖所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是(BD)A甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A機(jī)械能守恒B乙圖中，物體B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑時(shí)，B機(jī)械能守恒C丙圖中，斜面光滑，物體在推力F作用下沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的過程中，物體機(jī)械能守恒D丁圖中，斜面光滑，物體在斜面上下滑的過程中，物體機(jī)械能守恒解析：弄清楚機(jī)械能守恒的條件是分析此問題的關(guān)鍵表解如下：選項(xiàng)結(jié)論分析A物體壓縮彈簧的過程中，物體所受重力和彈簧的彈力都對(duì)其做功，所以A機(jī)械能不守恒B物體沿斜面下滑過程中，除重力做功外，其他力做功的代數(shù)和始終為零，所以B機(jī)械能守恒C物體下滑過程中，除重力外還有推力F對(duì)其做功，所以物體機(jī)械能不守恒D物體沿斜面下滑過程中，只有重力對(duì)其做功，所以物體機(jī)械能守恒8(2018浙江舟山模擬)如圖所示，一個(gè)小環(huán)沿豎直放置的光滑圓環(huán)形軌道做圓周運(yùn)動(dòng)小環(huán)從最高點(diǎn)A滑到最低點(diǎn)B的過程中，小環(huán)線速度大小的平方v2隨下落高度h的變化圖象可能是(AB)解析：對(duì)小環(huán)由機(jī)械能守恒定律得mghmv2mv，則v22ghv，當(dāng)v00時(shí)，B正確；當(dāng)v00時(shí)，A正確9如圖所示是一兒童游戲機(jī)的工作示意圖光滑游戲面板與水平面成一夾角，半徑為R的四分之一圓弧軌道BC與AB管道相切于B點(diǎn)，C點(diǎn)為圓弧軌道最高點(diǎn)，輕彈簧下端固定在AB管道的底端，上端系一輕繩，繩通過彈簧內(nèi)部連一手柄P.將球投入AB管內(nèi)，緩慢下拉手柄使彈簧被壓縮，釋放手柄，彈珠被彈出，與游戲面板內(nèi)的障礙物發(fā)生一系列碰撞后落入彈槽里，根據(jù)入槽情況可以獲得不同的獎(jiǎng)勵(lì)假設(shè)所有軌道均光滑，忽略空氣阻力，彈珠視為質(zhì)點(diǎn)某次緩慢下拉手柄，使彈珠距B點(diǎn)為L，釋放手柄，彈珠被彈出，到達(dá)C點(diǎn)速度為v，下列說法正確的是(ACD)A彈珠從釋放手柄開始到觸碰障礙物之前的過程中機(jī)械能不守恒B調(diào)整手柄的位置，可以使彈珠從C點(diǎn)離開后做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，直到碰到障礙物C彈珠脫離彈簧的瞬間，其動(dòng)能和重力勢(shì)能之和達(dá)到最大D此過程中，彈簧的最大彈性勢(shì)能為mg(LR)sinmv2解析：彈珠從釋放手柄的過程，彈簧對(duì)彈珠做正功，其機(jī)械能增加，故選項(xiàng)A正確；彈珠從C點(diǎn)離開后初速度水平向左，合力等于重力沿斜面向下的分力，兩者垂直，所以彈珠做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，直到碰到障礙物，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；彈珠從釋放手柄的過程，彈簧的彈力對(duì)彈珠做正功，彈珠的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和不斷增大，根據(jù)彈珠和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，知彈珠脫離彈簧的瞬間，彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為彈珠的動(dòng)能和重力勢(shì)能，所以此瞬間動(dòng)能和重力勢(shì)能之和達(dá)到最大，故選項(xiàng)C正確；根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得，彈簧的最大彈性勢(shì)能等于彈珠在C點(diǎn)的機(jī)械能，為mg(LR)sinmv2，故選項(xiàng)D正確10如圖所示，一塊長木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物體A，現(xiàn)以恒定的外力F拉B，由于A、B間摩擦力的作用，A將在B上滑動(dòng)，以地面為參考系，A、B都向前移動(dòng)一段距離在此過程中(BD)A外力F做的功等于A和B動(dòng)能的增量BB對(duì)A的摩擦力所做的功等于A的動(dòng)能的增量CA對(duì)B的摩擦力所做的功等于B對(duì)A的摩擦力所做的功D外力F對(duì)B做的功等于B的動(dòng)能的增量與B克服摩擦力所做的功之和解析：A物體所受的合外力等于B對(duì)A的摩擦力，對(duì)A物體運(yùn)用動(dòng)能定理，則B對(duì)A的摩擦力所做的功等于A的動(dòng)能的增量，B正確；A對(duì)B的摩擦力與B對(duì)A的摩擦力是一對(duì)作用力與反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑動(dòng)，A、B對(duì)地的位移不等，故二者做功不等，C錯(cuò)誤；對(duì)B應(yīng)用動(dòng)能定理WFWfEkB，WFEkBWf，即外力F對(duì)B做的功等于B的動(dòng)能的增量與B克服摩擦力所做的功之和，D正確；由上述討論知B克服摩擦力所做的功與A的動(dòng)能的增量(等于B對(duì)A的摩擦力所做的功)不等，故A錯(cuò)誤三、計(jì)算題11質(zhì)量分別為m和2m的兩個(gè)小球P和Q，中間用輕質(zhì)桿固定連接，桿長為L，在離P球處有一個(gè)光滑固定軸O，如圖所示現(xiàn)在把桿置于水平位置后自由釋放，在Q球順時(shí)針擺動(dòng)到最低位置時(shí)，求：(1)小球P的速度大?。?2)在此過程中小球P機(jī)械能的變化量解析：(1)兩球和桿組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，設(shè)小球Q擺到最低位置時(shí)P球的速度為v，由于P、Q兩球的角速度相等，Q球運(yùn)動(dòng)半徑是P球運(yùn)動(dòng)半徑的兩倍，故Q球的速度為2v.由機(jī)械能守恒定律得2mgLmgLmv22m(2v)2，解得v.(2)小球P機(jī)械能增加量EmgLmv2mgL答案：(1)(2)增加了mgL12(2018河北石家莊二中聯(lián)考)如圖所示，質(zhì)量M8.0 kg的小車放在光滑的水平面上，給小車施加一水平向右的恒力F8.0 N當(dāng)向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到v01.5 m/s時(shí)，有一物塊以水平向左的初速度v01.0 m/s滑上小車的右端，小物塊的質(zhì)量m2.0 kg，物塊與小車表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，設(shè)小車足夠長，g取10 m/s2，各問最終計(jì)算結(jié)果均保留1位小數(shù)(1)物塊從滑上小車開始，經(jīng)過多長時(shí)間速度減小為零？(2)求物塊在小車上相對(duì)小車滑動(dòng)的過程中，物塊相對(duì)地面的位移大?。?3)求整個(gè)過程系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能解析：(1)物塊滑上小車后，做加速度為am的勻變速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，有mgmam，解得am2.0 m/s2，設(shè)物塊滑上小車后經(jīng)過時(shí)間t1速度減為零，v0amt1，解得t10.5 s.(2)小車做加速度為aM的勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有FmgMaM，解得aM0.5 m/s2，設(shè)物塊向左滑動(dòng)的位移為x1，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得x1v0t1amt0.25 m，當(dāng)物塊的速度為零時(shí)，小車的速度v1為v1v0aMt11.75 m/s，設(shè)物塊向右滑動(dòng)經(jīng)過時(shí)間t2相對(duì)小車靜止，有vv1aMt2amt2，解得v m/s，t2 s，物塊在時(shí)間t2內(nèi)的位移為x2amt m，因此，物塊在小車上滑動(dòng)的過程中相對(duì)地面的位移為xx2x1 m1.1 m.(3)t1時(shí)間內(nèi)小車對(duì)地的位移x3t1，相對(duì)位移x1x1x3，t2時(shí)間內(nèi)小車對(duì)地的位移x4t2，相對(duì)位移x2x4x2，摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能Qmg(x1x2)，解得Q8.3 J.答案：(1)0.5 s(2)1.1 m(3)8.3 J