2019年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 第4講 功能關(guān)系 能量守恒定律課件.ppt

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第五章機(jī)械能 第4講功能關(guān)系能量守恒定律 過(guò)好雙基關(guān) 一 幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系及其表達(dá)式 減少 增加 Ep1 Ep2 減少 增加 0 不變化 增加 減少 減少 增加 變化 增加 Ff x相對(duì) 答案 自測(cè)1升降機(jī)底板上放一質(zhì)量為100kg的物體 物體隨升降機(jī)由靜止開始豎直向上移動(dòng)5m時(shí)速度達(dá)到4m s 則此過(guò)程中 g取10m s2 不計(jì)空氣阻力 A 升降機(jī)對(duì)物體做功5800JB 合外力對(duì)物體做功5800JC 物體的重力勢(shì)能增加500JD 物體的機(jī)械能增加800J 二 兩種摩擦力做功特點(diǎn)的比較 機(jī)械 等于零 負(fù)值 答案 自測(cè)2如圖1所示 一個(gè)質(zhì)量為m的鐵塊沿半徑為R的固定半圓軌道上邊緣由靜止滑下 到半圓底部時(shí) 軌道所受壓力為鐵塊重力的1 5倍 則此過(guò)程中鐵塊損失的機(jī)械能為 圖1 三 能量守恒定律1 內(nèi)容能量既不會(huì)憑空 也不會(huì)憑空消失 它只能從一種形式為另一種形式 或者從一個(gè)物體到別的物體 在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中 能量的總量 2 表達(dá)式 E減 產(chǎn)生 轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)化 保持不變 E增 3 基本思路 1 某種形式的能量減少 一定存在其他形式的能量增加 且減少量和增加量一定相等 2 某個(gè)物體的能量減少 一定存在其他物體的能量增加 且減少量和增加量一定相等 答案 自測(cè)3質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開始運(yùn)動(dòng) 起始點(diǎn)A與一輕彈簧O端相距s 如圖2所示 已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 物體與彈簧相碰后 彈簧的最大壓縮量為x 則從開始碰撞到彈簧被壓縮至最短 物體克服彈簧彈力所做的功為 解析 圖2 解析根據(jù)功的定義式可知物體克服摩擦力做功為Wf mg s x 由能量守恒定律可得mv02 W彈 Wf W彈 mv02 mg s x 故選項(xiàng)A正確 研透命題點(diǎn) 1 只涉及動(dòng)能的變化用動(dòng)能定理分析 2 只涉及重力勢(shì)能的變化 用重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系分析 3 只涉及機(jī)械能的變化 用除重力和彈簧的彈力之外的其他力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系分析 命題點(diǎn)一功能關(guān)系的理解和應(yīng)用 能力考點(diǎn)師生共研 例1 多選 如圖3所示 輕質(zhì)彈簧一端固定 另一端與一質(zhì)量為m 套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連 彈簧水平且處于原長(zhǎng) 圓環(huán)從A處由靜止開始下滑 經(jīng)過(guò)B處的速度最大 到達(dá)C處的速度為零 AC h 圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v 恰好能回到A 彈簧始終在彈性限度內(nèi) 重力加速度為g 則圓環(huán)A 下滑過(guò)程中 加速度一直減小B 下滑過(guò)程中 克服摩擦力做的功為mv2C 在C處 彈簧的彈性勢(shì)能為mv2 mghD 上滑經(jīng)過(guò)B的速度大于下滑經(jīng)過(guò)B的速度 答案 解析 圖3 解析由題意知 圓環(huán)從A到C先加速后減速 到達(dá)B處的加速度減小為零 故加速度先減小后反向增大 故A錯(cuò)誤 變式1 多選 2016 全國(guó)卷 21 如圖4所示 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(guò)程中經(jīng)過(guò)了N點(diǎn) 已知在M N兩點(diǎn)處 彈簧對(duì)小球的彈力大小相等 且 ONM OMN 在小球從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中A 彈力對(duì)小球先做正功后做負(fù)功B 有兩個(gè)時(shí)刻小球的加速度等于重力加速度C 彈簧長(zhǎng)度最短時(shí) 彈力對(duì)小球做功的功率為零D 小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于其在M N兩點(diǎn)的重力勢(shì)能差 答案 解析 圖4 解析因M和N兩點(diǎn)處彈簧對(duì)小球的彈力大小相等 且 ONM OMN 知M處的彈簧處于壓縮狀態(tài) N處的彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài) 則彈簧的彈力對(duì)小球先做負(fù)功后做正功再做負(fù)功 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 當(dāng)彈簧水平時(shí) 豎直方向的力只有重力 加速度為g 當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)位置時(shí) 小球只受重力 加速度為g 則有兩個(gè)時(shí)刻的加速度大小等于g 選項(xiàng)B正確 彈簧長(zhǎng)度最短時(shí) 即彈簧水平 彈力方向與速度方向垂直 彈力對(duì)小球做功的功率為零 選項(xiàng)C正確 由動(dòng)能定理得 WF WG Ek 因M和N兩點(diǎn)處彈簧對(duì)小球的彈力大小相等 彈性勢(shì)能相等 則由彈力做功特點(diǎn)知WF 0 即WG Ek 選項(xiàng)D正確 例2 2017 全國(guó)卷 24 一質(zhì)量為8 00 104kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面 飛船在離地面高度1 60 105m處以7 5 103m s的速度進(jìn)入大氣層 逐漸減慢至速度為100m s時(shí)下落到地面 取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn) 在飛船下落過(guò)程中 重力加速度可視為常量 大小取為9 8m s2 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 1 分別求出該飛船著地前瞬間的機(jī)械能和它進(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)械能 答案 解析 答案4 0 108J2 4 1012J 解析飛船著地前瞬間的機(jī)械能為E0 mv02 式中 m和v0分別是飛船的質(zhì)量和著地前瞬間的速度 由 式和題給數(shù)據(jù)得E0 4 0 108J 設(shè)地面附近的重力加速度大小為g 飛船進(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)械能為Eh mvh2 mgh 式中 vh是飛船在高度1 60 105m處的速度 由 式和題給數(shù)據(jù)得Eh 2 4 1012J 2 求飛船從離地面高度600m處至著地前瞬間的過(guò)程中克服阻力所做的功 已知飛船在該處的速度大小是其進(jìn)入大氣層時(shí)速度大小的2 0 答案 解析 答案9 7 108J 解析飛船在高度h 600m處的機(jī)械能為 由功能關(guān)系得W Eh E0 式中 W是飛船從高度600m處至著地前瞬間的過(guò)程中克服阻力所做的功 由 式和題給數(shù)據(jù)得W 9 7 108J 變式2 2017 全國(guó)卷 16 如圖5所示 一質(zhì)量為m 長(zhǎng)度為l的均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛 用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點(diǎn) M點(diǎn)與繩的上端P相距重力加速度大小為g 在此過(guò)程中 外力做的功為 解析 答案 圖5 1 靜摩擦力做功 1 靜摩擦力可以做正功 也可以做負(fù)功 還可以不做功 2 相互作用的一對(duì)靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零 3 靜摩擦力做功時(shí) 只有機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)移 不會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 2 滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn) 1 滑動(dòng)摩擦力可以做正功 也可以做負(fù)功 還可以不做功 2 相互間存在滑動(dòng)摩擦力的系統(tǒng)內(nèi) 一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功將產(chǎn)生兩種可能效果 機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 有一部分機(jī)械能在相互摩擦的物體間轉(zhuǎn)移 另外一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 命題點(diǎn)二摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化 能力考點(diǎn)師生共研 3 摩擦生熱的計(jì)算 Q Ffx相對(duì) 其中x相對(duì)為相互摩擦的兩個(gè)物體間的相對(duì)路程 從功的角度看 一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量 從能量的角度看 其他形式能量的減少量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量 例3如圖6所示 某工廠用傳送帶向高處運(yùn)送貨物 將一貨物輕輕放在傳送帶底端 第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度 第二階段與傳送帶相對(duì)靜止 勻速運(yùn)動(dòng)到傳送帶頂端 下列說(shuō)法正確的是A 第一階段摩擦力對(duì)物體做正功 第二階段摩擦力對(duì)物體不做功B 第一階段摩擦力對(duì)物體做的功等于第一階段物體動(dòng)能的增加量C 第一階段物體和傳送帶間摩擦生的熱等于第一階段物體機(jī)械能的增加量D 物體從底端到頂端全過(guò)程機(jī)械能的增加量大于全過(guò)程摩擦力對(duì)物體所做的功 解析 解析 答案 圖6 解析對(duì)物體分析知 其在兩個(gè)階段所受摩擦力方向都沿斜面向上 與其運(yùn)動(dòng)方向相同 摩擦力對(duì)物體都做正功 A錯(cuò)誤 由動(dòng)能定理知 合外力做的總功等于物體動(dòng)能的增加量 B錯(cuò)誤 物體機(jī)械能的增加量等于摩擦力對(duì)物體所做的功 D錯(cuò)誤 設(shè)第一階段物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t 傳送帶速度為v 對(duì)物體 x1 對(duì)傳送帶 x1 v t 摩擦產(chǎn)生的熱Q Ffx相對(duì) Ff x1 x1 Ff 機(jī)械能增加量 E Ff x1 Ff 所以Q E C正確 變式3 多選 如圖7所示為生活中磨刀的示意圖 磨刀石靜止不動(dòng) 刀在手的推動(dòng)下從右向左勻速運(yùn)動(dòng) 發(fā)生的位移為x 設(shè)刀與磨刀石之間的摩擦力大小為Ff 則下列敘述中正確的是A 摩擦力對(duì)刀做負(fù)功 大小為FfxB 摩擦力對(duì)刀做正功 大小為FfxC 摩擦力對(duì)磨刀石做正功 大小為FfxD 摩擦力對(duì)磨刀石不做功 答案 圖7 解析 變式4 多選 2018 吉林白城模擬 質(zhì)量為m的物體在水平面上 只受摩擦力作用 以初動(dòng)能E0做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 經(jīng)距離d后 動(dòng)能減小為則A 物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為B 物體再前進(jìn)便停止C 物體滑行距離d所用的時(shí)間是滑行后面距離所用時(shí)間的倍D 若要使此物體滑行的總距離為3d 其初動(dòng)能應(yīng)為2E0 答案 若要使此物體滑行的總距離為3d 則由動(dòng)能定理知 mg 3d Ek 得Ek 2E0 D正確 例4如圖8所示 光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)相切 半圓形導(dǎo)軌的半徑為R 一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放 在彈力作用下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧 當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌的瞬間對(duì)軌道的壓力為其重力的8倍 之后向上運(yùn)動(dòng)恰能到達(dá)最高點(diǎn)C 不計(jì)空氣阻力 試求 1 物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能 答案 解析 圖8 命題點(diǎn)三能量守恒定律的理解和應(yīng)用 能力考點(diǎn)師生共研 解析設(shè)物體在B點(diǎn)的速度為vB 所受彈力為FNB 由牛頓第二定律得 FNB mg 由牛頓第三定律FNB 8mg FNB由能量守恒定律可知物體在A點(diǎn)時(shí)的彈性勢(shì)能Ep 2 物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能 答案 解析 答案mgR 解析設(shè)物體在C點(diǎn)的速度為vC 由題意可知mg 物體由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中 解得Q mgR 變式5如圖9所示 固定斜面的傾角 30 物體A與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 輕彈簧下端固定在斜面底端 彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)上端位于C點(diǎn) 用一根不可伸長(zhǎng)的輕繩通過(guò)輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體A和B 滑輪右側(cè)繩子與斜面平行 A的質(zhì)量為2m B的質(zhì)量為m 初始時(shí)物體A到C點(diǎn)的距離為L(zhǎng) 現(xiàn)給A B一初速度v0 使A開始沿斜面向下運(yùn)動(dòng) B向上運(yùn)動(dòng) 物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到C點(diǎn) 已知重力加速度為g 不計(jì)空氣阻力 整個(gè)過(guò)程中 輕繩始終處于伸直狀態(tài) 求 1 物體A向下運(yùn)動(dòng)剛到C點(diǎn)時(shí)的速度大小 答案 解析 圖9 解析物體A與斜面間的滑動(dòng)摩擦力Ff 2 mgcos 對(duì)A向下運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程 由能量守恒定律有 其中Q FfL 2 mgLcos 2 彈簧的最大壓縮量 答案 解析 解析從物體A接觸彈簧將彈簧壓縮到最短后又恰好回到C點(diǎn)的過(guò)程 對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)能定理 3 彈簧的最大彈性勢(shì)能 答案 解析 解析從彈簧壓縮至最短到物體A恰好彈回到C點(diǎn)的過(guò)程中 由能量守恒定律得Ep mgx 2mgxsin Q Q Ffx 2 mgxcos 課時(shí)作業(yè) 1 如圖1所示 在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧形軌道 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(duì)軌道沒(méi)有壓力 已知AP 2R 重力加速度為g 則小球從P至B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A 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mgR 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 圖1 2 如圖2所示 質(zhì)量相等的物體A B通過(guò)一輕質(zhì)彈簧相連 開始時(shí)B放在地面上 A B均處于靜止?fàn)顟B(tài) 現(xiàn)通過(guò)細(xì)繩將A向上緩慢拉起 第一階段拉力做功為W1時(shí) 彈簧變?yōu)樵L(zhǎng) 第二階段拉力再做功W2時(shí) B剛要離開地面 彈簧一直在彈性限度內(nèi) 則A 兩個(gè)階段拉力做的功相等B 拉力做的總功等于A的重力勢(shì)能的增加量C 第一階段 拉力做的功大于A的重力勢(shì)能的增加量D 第二階段 拉力做的功等于A的重力勢(shì)能的增加量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 圖2 12 3 多選 如圖3所示 楔形木塊abc固定在水平面上 粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同 頂角b處安裝一定滑輪 質(zhì)量分別為M m M m 的滑塊 通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)定滑輪連接 輕繩與斜面平行 兩滑塊由靜止釋放后 沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng) 若不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦 在兩滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中A 兩滑塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B 重力對(duì)M做的功等于M動(dòng)能的增加C 輕繩對(duì)m做的功等于m機(jī)械能的增加D 兩滑塊組成的系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 解析 圖3 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析兩滑塊釋放后 M下滑 m上滑 摩擦力對(duì)M做負(fù)功 系統(tǒng)的機(jī)械能減少 減少的機(jī)械能等于M克服摩擦力做的功 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 D正確 除重力對(duì)滑塊M做正功外 還有摩擦力和繩的拉力對(duì)滑塊M做負(fù)功 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 繩的拉力對(duì)滑塊m做正功 滑塊m機(jī)械能增加 且增加的機(jī)械能等于拉力做的功 選項(xiàng)C正確 4 多選 如圖4所示 質(zhì)量為m的物體以某一速度沖上一個(gè)傾角為37 的斜面 其運(yùn)動(dòng)的加速度的大小為0 9g 這個(gè)物體沿斜面上升的最大高度為H 則在這一過(guò)程中A 物體的重力勢(shì)能增加了0 9mgHB 物體的重力勢(shì)能增加了mgHC 物體的動(dòng)能損失了0 5mgHD 物體的機(jī)械能損失了0 5mgH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 解析 圖4 12 解析在物體上滑到最大高度的過(guò)程中 重力對(duì)物體做負(fù)功 故物體的重力勢(shì)能增加了mgH 故A錯(cuò)誤 B正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物體所受的合力沿斜面向下 其合力做的功為W 1 5mgH 故物體的動(dòng)能損失了1 5mgH 故C錯(cuò)誤 設(shè)物體受到的摩擦力為Ff 由牛頓第二定律得mgsin37 Ff ma 解得Ff 0 3mg 摩擦力對(duì)物體做的功為Wf 0 5mgH 因此物體的機(jī)械能損失了0 5mgH 故D正確 5 多選 2018 黑龍江佳木斯質(zhì)檢 如圖5所示 建筑工地上載人升降機(jī)用不計(jì)質(zhì)量的細(xì)鋼繩跨過(guò)定滑輪與一電動(dòng)機(jī)相連 通電后電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)升降機(jī)沿豎直方向先勻加速上升后勻速上升 摩擦及空氣阻力均不計(jì) 則A 升降機(jī)勻加速上升過(guò)程中 升降機(jī)底板對(duì)人做的功等于人增加的動(dòng)能B 升降機(jī)勻加速上升過(guò)程中 升降機(jī)底板對(duì)人做的功等于人增加的機(jī)械能C 升降機(jī)勻速上升過(guò)程中 升降機(jī)底板對(duì)人做的功等于人增加的機(jī)械能D 升降機(jī)上升的全過(guò)程中 升降機(jī)拉力做的功大于升降機(jī)和人增加的機(jī)械能 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 圖5 12 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析根據(jù)動(dòng)能定理可知 合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化量 所以升降機(jī)勻加速上升過(guò)程中 升降機(jī)底板對(duì)人做的功和人的重力做功之和等于人增加的動(dòng)能 故A錯(cuò)誤 除重力外 其他力對(duì)人做的功等于人機(jī)械能的增加量 B正確 升降機(jī)勻速上升過(guò)程中 升降機(jī)底板對(duì)人做的功等于人克服重力做的功 此過(guò)程中動(dòng)能不變 即增加的機(jī)械能 C正確 升降機(jī)上升的全過(guò)程中 升降機(jī)拉力做的功等于升降機(jī)和人增加的機(jī)械能 D錯(cuò)誤 6 多選 如圖6所示 一物塊通過(guò)一橡皮條與粗糙斜面頂端垂直于固定斜面的固定桿相連而靜止在斜面上 橡皮條與斜面平行且恰為原長(zhǎng) 現(xiàn)給物塊一沿斜面向下的初速度v0 則物塊從開始滑動(dòng)到滑到最低點(diǎn)的過(guò)程中 設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等 橡皮條的形變?cè)趶椥韵薅葍?nèi) 下列說(shuō)法正確的是A 物塊的動(dòng)能一直增加B 物塊運(yùn)動(dòng)的加速度一直增大C 物塊的機(jī)械能一直減少D 物塊減少的機(jī)械能等于橡皮條增加的彈性勢(shì)能 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 圖6 12 解析 解析由題意知物塊的重力沿斜面向下的分力為mgsin Ff mgcos 在物塊下滑過(guò)程中 橡皮條拉力F一直增大 根據(jù)牛頓第二定律有a F增大 a增大 選項(xiàng)B正確 物塊受到的合外力方向沿斜面向上 與位移方向相反 根據(jù)動(dòng)能定理知?jiǎng)幽芤恢睖p少 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 滑動(dòng)摩擦力和拉力F一直做負(fù)功 根據(jù)功能關(guān)系知物塊的機(jī)械能一直減少 選項(xiàng)C正確 根據(jù)能量守恒定律 物塊減少的機(jī)械能等于橡皮條增加的彈性勢(shì)能和摩擦產(chǎn)生的熱量之和 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7 如圖7所示 固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán) 圓環(huán)與一橡皮繩相連 橡皮繩的另一端固定在地面上的A點(diǎn) 橡皮繩豎直時(shí)處于原長(zhǎng)h 讓圓環(huán)沿桿滑下 滑到桿的底端時(shí)速度為零 則在圓環(huán)下滑過(guò)程中A 圓環(huán)機(jī)械能守恒B 橡皮繩的彈性勢(shì)能一直增大C 橡皮繩的彈性勢(shì)能增加了mghD 橡皮繩再次到達(dá)原長(zhǎng)時(shí)圓環(huán)動(dòng)能最大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 解析 圖7 12 解析圓環(huán)沿桿滑下 滑到桿的底端的過(guò)程中有兩個(gè)力對(duì)圓環(huán)做功 即環(huán)的重力和橡皮繩的拉力 所以圓環(huán)的機(jī)械能不守恒 如果把圓環(huán)和橡皮繩組成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象 則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 故A錯(cuò)誤 橡皮繩的彈性勢(shì)能隨橡皮繩的形變量的變化而變化 由題意知橡皮繩先不發(fā)生形變后伸長(zhǎng) 故橡皮繩的彈性勢(shì)能先不變?cè)僭龃?故B錯(cuò)誤 下滑過(guò)程中 圓環(huán)的機(jī)械能減少了mgh 根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 橡皮繩的彈性勢(shì)能增加了mgh 故C正確 在圓環(huán)下滑過(guò)程中 橡皮繩再次達(dá)到原長(zhǎng)時(shí) 該過(guò)程中圓環(huán)的動(dòng)能一直增大 但不是最大 沿桿方向的合力為零的時(shí)刻 圓環(huán)的速度最大 故D錯(cuò)誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8 如圖8所示 一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端 彈簧的另一端固定于O點(diǎn) 將小球拉至A點(diǎn) 彈簧恰好無(wú)形變 由靜止釋放小球 當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方與A點(diǎn)的豎直高度差為h的B點(diǎn)時(shí) 速度大小為v 已知重力加速度為g 下列說(shuō)法正確的是A 小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于mghB 小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)重力勢(shì)能減少mv2C 小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)克服彈力做功為mghD 小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為mgh mv2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 解析 圖8 12 解析小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中 小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 彈簧伸長(zhǎng) 彈簧的彈性勢(shì)能增大 小球動(dòng)能的增加量與彈簧彈性勢(shì)能的增加量之和等于小球重力勢(shì)能的減小量 即小球動(dòng)能的增加量小于重力勢(shì)能的減少量mgh A B項(xiàng)錯(cuò)誤 D項(xiàng)正確 彈簧彈性勢(shì)能的增加量等于小球克服彈力所做的功 C項(xiàng)錯(cuò)誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9 2018 四川德陽(yáng)調(diào)研 足夠長(zhǎng)的水平傳送帶以恒定速度v勻速運(yùn)動(dòng) 某時(shí)刻一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊以大小也是v 方向與傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向相反的初速度沖上傳送帶 最后小物塊的速度與傳送帶的速度相同 在小物塊與傳送帶間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中 滑動(dòng)摩擦力對(duì)小物塊做的功為W 小物塊與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為Q 則下列判斷中正確的是A W 0 Q mv2B W 0 Q 2mv2C W Q mv2D W mv2 Q 2mv2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 解析 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10 多選 如圖9所示 質(zhì)量為M 長(zhǎng)度為L(zhǎng)的小車靜止在光滑的水平面上 質(zhì)量為m的小物塊 可視為質(zhì)點(diǎn) 放在小車的最左端 現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上 使物塊從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 物塊和小車之間的摩擦力為Ff 物塊滑到小車的最右端時(shí) 小車運(yùn)動(dòng)的距離為s 在這個(gè)過(guò)程中 以下結(jié)論正確的是A 物塊到達(dá)小車最右端時(shí)具有的動(dòng)能為F L s B 物塊到達(dá)小車最右端時(shí) 小車具有的動(dòng)能為FfsC 物塊克服摩擦力所做的功為Ff L s D 物塊和小車增加的機(jī)械能為Ffs 答案 解析 圖9 解析對(duì)物塊分析 物塊相對(duì)于地的位移為L(zhǎng) s 根據(jù)動(dòng)能定理得 F Ff L s mv2 0 則知物塊到達(dá)小車最右端時(shí)具有的動(dòng)能為 F Ff L s 故A錯(cuò)誤 對(duì)小車分析 小車對(duì)地的位移為s 根據(jù)動(dòng)能定理得Ffs Mv 2 0 則知物塊到達(dá)小車最右端時(shí) 小車具有的動(dòng)能為Ffs 故B正確 物塊相對(duì)于地的位移大小為L(zhǎng) s 則物塊克服摩擦力所做的功為Ff L s 故C正確 根據(jù)能量守恒得 外力F做的功轉(zhuǎn)化為小車和物塊的機(jī)械能以及摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能 則有F L s E Q 則物塊和小車增加的機(jī)械能為 E F L s FfL 故D錯(cuò)誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11 如圖10所示 一物體質(zhì)量m 2kg 在傾角 37 的斜面上的A點(diǎn)以初速度v0 3m s下滑 A點(diǎn)距彈簧上端B的距離AB 4m 當(dāng)物體到達(dá)B后將彈簧壓縮到C點(diǎn) 最大壓縮量BC 0 2m 然后物體又被彈簧彈上去 彈到的最高位置為D點(diǎn) D點(diǎn)距A點(diǎn)AD 3m 擋板及彈簧質(zhì)量不計(jì) g取10m s2 sin37 0 6 求 1 物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 解析 圖10 答案0 52 12 解析物體從A點(diǎn)至最后彈到D點(diǎn)的全過(guò)程中 動(dòng)能減少 Ek mv02 9J 重力勢(shì)能減少 Ep mglADsin37 36J 機(jī)械能減少 E Ek Ep 45J減少的機(jī)械能全部用來(lái)克服摩擦力做功 即Wf Ffl 45J 而路程l 5 4m 則 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 而Ff mgcos37 所以 12 2 彈簧的最大彈性勢(shì)能Epm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 解析 解析由A到C的過(guò)程 動(dòng)能減少 Ek mv02 9J 重力勢(shì)能減少 Ep mglACsin37 50 4J 物體克服摩擦力做的功Wf FflAC mgcos37 lAC 35J 由能量守恒定律得 Epm Ek Ep Wf 24 4J 12 答案24 4J 12 如圖11為某飛船先在軌道 上繞地球做圓周運(yùn)動(dòng) 然后在A點(diǎn)變軌進(jìn)入返回地球的橢圓軌道 運(yùn)動(dòng) 已知飛船在軌道 上做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T 軌道半徑為r 橢圓軌道的近地點(diǎn)B離地心的距離為kr k 1 引力常量為G 飛船的質(zhì)量為m 求 1 地球的質(zhì)量及飛船在軌道 上的線速度大小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 解析 12 圖11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析飛船在軌道 上運(yùn)動(dòng)時(shí) 由牛頓第二定律有 2 若規(guī)定兩質(zhì)點(diǎn)相距無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)引力勢(shì)能為零 則質(zhì)量分別為M m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距為r時(shí)的引力勢(shì)能Ep 式中G為引力常量 求飛船在A點(diǎn)變軌時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)飛船做的功 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 解析 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析設(shè)飛船在橢圓軌道上的遠(yuǎn)地點(diǎn)速度為v1 在近地點(diǎn)的速度為v2 由開普勒第二定律有rv1 krv2根據(jù)能量守恒定律有