《高考物理二輪復習 專題四 功能關(guān)系和能量守恒 第一講 力學中的功能關(guān)系和能量守恒課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理二輪復習 專題四 功能關(guān)系和能量守恒 第一講 力學中的功能關(guān)系和能量守恒課件（74頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題四功能關(guān)系專題四功能關(guān)系和能量守恒和能量守恒第一講第一講力力學中的功能學中的功能關(guān)系和能量關(guān)系和能量守恒守恒真題模擬體驗名師詮釋高考123451.(多選)(2015浙江理綜,18)我國科學家正在研制航母艦載機使用的電磁彈射器.艦載機總質(zhì)量為3.0104 kg,設起飛過程中發(fā)動機的推力恒為1.0105 N;彈射器有效作用長度為100 m,推力恒定.要求艦載機在水平彈射結(jié)束時速度大小達到80 m/s.彈射過程中艦載機所受總推力為彈射器和發(fā)動機推力之和,假設所受阻力為總推力的20%,則()A.彈射器的推力大小為1.1106 NB.彈射器對艦載機所做的功為1.1108 JC.彈射器對艦載機做功的平
2、均功率為8.8107 WD.艦載機在彈射過程中的加速度大小為32 m/s2真題模擬體驗名師詮釋高考12345真題模擬體驗名師詮釋高考123452.(2015全國理綜,17)一汽車在平直公路上行駛.從某時刻開始計時,發(fā)動機的功率P隨時間t的變化如圖所示.假定汽車所受阻力的大小Ff恒定不變.下列描述該汽車的速度v隨時間t變化的圖線中,可能正確的是()真題模擬體驗名師詮釋高考12345真題模擬體驗名師詮釋高考123453.(多選)(2015江蘇單科,9)如圖所示,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.圓環(huán)從A處由靜止開始下滑,經(jīng)過B處的速度最大,
3、到達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)()真題模擬體驗名師詮釋高考12345真題模擬體驗名師詮釋高考123454.(2014全國理綜,19)一物塊沿傾角為的斜坡向上滑動.當物塊的初速度為v時,上升的最大高度為H,如圖所示;當物塊的初速度為 時,上升的最大高度記為h.重力加速度大小為g.物塊與斜坡間的動摩擦因數(shù)和h分別為()真題模擬體驗名師詮釋高考123455.(多選) (2013山東理綜,16)如圖所示,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
4、M、m(Mm)的滑塊,通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接,輕繩與斜面平行.兩滑塊由靜止釋放后,沿斜面做勻加速運動.若不計滑輪的質(zhì)量和摩擦,在兩滑塊沿斜面運動的過程中()A.兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能守恒B.重力對M做的功等于M動能的增加C.輕繩對m做的功等于m機械能的增加D.兩滑塊組成系的機械能損失等于M克服摩擦力做的功真題模擬體驗名師詮釋高考12345解析:M在滑動時除重力做功外,還要克服摩擦力及繩的拉力做功,這三個功的代數(shù)和才等于M動能的增加,選項B錯誤;輕繩對m做的功用來增加m的動能及重力勢能,選項C正確;兩滑塊組成的系統(tǒng)在運動過程中,由于M要克服摩擦力做功,故機械能不守恒,損失的機械能等于M
5、克服摩擦力做的功,選項A錯誤,D正確.答案:CD真題模擬體驗名師詮釋高考功能關(guān)系、機械能守恒與能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是力學的主干知識,是解決物理問題的最主要的方法之一,是每年高考必考的重點和熱點.考查的問題類型有:1.結(jié)合v-t圖象、F-t圖象等,考查功、功率的理解及計算,一般為選擇題;2.以某一運動為情景,考查對各種功能關(guān)系的理解及運用,一般為選擇題,每個選項涉及一種功能關(guān)系的考查;3.以單物體、多過程或多物體、多過程為情景,在考查直線、曲線運動規(guī)律的同時考查功能關(guān)系的應用,注重對動能定理和機械能守恒定律的考查,一般為計算題,有時是壓軸題.考點一考點二考點三考點一考點二考點三2.機車等運行時功率
6、的分析(1)平均功率:應明確是哪一過程中的平均功率,其計算公式為 (一般公式), (F為恒力, 為平均速度).(2)瞬時功率:對應物體運動過程中的某一時刻,其計算公式為P=Fvcos ,其中為此時刻F與v方向的夾角.考點一考點二考點三考點一考點二考點三 (多選)質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上,從t=0時刻開始受到水平力的作用.力的大小F與時間t的關(guān)系如圖所示,力的方向保持不變,則()考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三(2015山東萊州一中模擬)一起重機的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為m的重物,當重物的速度為v1時,起重機達到額定功率P.以后起重機保持該功
7、率不變,繼續(xù)提升重物,直到達到最大速度v2為止,則整個過程中,下列說法正確的是(重力加速度為g)()考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三對點訓練11.放在水平地面上的物體受到水平拉力的作用,在06 s內(nèi)其速度與時間的圖象和拉力的功率與時間的圖象如圖所示.則物體的質(zhì)量為(g取10 m/s2)()考點一考點二考點三考點一考點二考點三2. (多選)如圖,工廠利用皮帶傳輸機把質(zhì)量為m的貨物從地面運送到高處的平臺C上.皮帶以一定的速度v順時針轉(zhuǎn)動.將貨物無初速度地放在A處,貨物在皮帶上相對滑動時留下一段劃痕,然后貨物達到速度v隨皮帶到達平臺.已知貨物與皮帶間的動摩擦因數(shù)為,皮帶的傾角為
8、,重力加速度為g.下列說法正確的是()A.貨物從A到C的過程中,平均速度為B.若使傳送帶的速率v減小,皮帶上留下的劃痕長度將變短C.貨物從A點運動到C點,傳送帶一直對貨物做正功D.貨物達到速度v以后的運動過程中,傳送帶對貨物的摩擦力做功的功率為mgvcos 考點一考點二考點三考點一考點二考點三3. (2015江蘇連云港模擬)一汽車在平直公路上以20 kW的功率行駛,t1時刻駛?cè)肓硪欢巫枇愣ǖ钠街惫?其v-t圖象如圖所示.已知汽車的質(zhì)量為2103 kg.下列說法正確的是()A.t1前汽車受到的阻力大小為1103 NB.t1后汽車受到的阻力大小為2103 NC.t1時刻汽車加速度突然變?yōu)? m
9、/s2D.t1t2時間內(nèi)汽車的平均速度為7.5 m/s考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三(多選)如圖所示,一足夠長的粗糙斜面固定在水平面上,與水平面夾角為,物塊a通過平行于斜面的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連,b的質(zhì)量為m.開始時,a、b均靜止且a剛好不受斜面摩擦力作用.現(xiàn)對b施加豎直向下的恒力F,使a、b做加速運動,則在b下降h高度過程中()A.a的加速度為B.a的重力勢能增加mghC.繩的拉力對a做的功等于a機械能的增加D.F對b做的功與摩擦力對a做的功之和等于a、b動能的增加考點一考點二考點三考點一考點二考點三對點訓練21.如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道
10、,半徑OA水平、OB豎直,一個質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點由靜止開始自由下落,小球沿軌道到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力.已知AP=2R,重力加速度為g.則小球從P到B的運動過程中()A.重力做功2mgRB.機械能減少mgRC.合外力做功mgRD.克服摩擦力做功考點一考點二考點三考點一考點二考點三2. (多選)(2015山東青島一模)如圖所示,固定在水平面上的光滑斜面傾角為30,質(zhì)量分別為M、m的兩個物體A、B通過細繩及輕彈簧連接于光滑輕滑輪兩側(cè),斜面底端有一與斜面垂直的擋板.開始時用手按住物體A,此時A距離擋板的距離為s,滑輪兩邊的細繩恰好伸直,且彈簧處于原長狀態(tài).已知M=2m,空氣阻力不
11、計.松開手后,關(guān)于二者的運動下列說法中正確的是 ()A.A和B組成的系統(tǒng)機械能守恒B.當A的速度最大時,B與地面間的作用力為零C.若A恰好能到達擋板處,則此時B的速度為零D.若A恰好能到達擋板處,則此過程中重力對A做的功等于輕彈簧彈性勢能的增加量與物體B的機械能增加量之和考點一考點二考點三解析:因為A和B之間有輕彈簧,在運動的過程中,A和B的機械能會轉(zhuǎn)化為輕彈簧的彈性勢能,所以A和B組成的系統(tǒng)機械能不守恒,故A錯誤;A首先向下做加速度減小的加速運動,當A的速度最大時,其加速度為零,此時彈簧彈力F=Mgsin 30=mg,B所受拉力也等于彈簧彈力,此時B恰好與地面間的作用力為零,故B正確;從B開
12、始運動,直到A到達底部過程中,彈簧彈力的大小一直大于B的重力,故B一直做加速運動,A到達底部時,B的速度不為零,故C錯誤;若A恰好能到達擋板處,則此時A的速度恰好為零,所以運動過程中重力對A做的功轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能和B的機械能,故D正確.答案:BD考點一考點二考點三3. (2015福建漳州八校模擬)如圖所示,一張薄紙板放在光滑水平面上,其右端放有小木塊,小木塊與薄紙板的接觸面粗糙,原來系統(tǒng)靜止.現(xiàn)用水平恒力F向右拉薄紙板,小木塊在薄紙板上發(fā)生相對滑動,直到從薄紙板上掉下來.上述過程中有關(guān)功和能的下列說法正確的是()A.拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動能的增加B.摩擦力對小木塊做的功一定等于系
13、統(tǒng)的摩擦生熱C.離開薄紙板前小木塊可能先做加速運動,后做勻速運動D.小木塊動能的增加可能小于系統(tǒng)的摩擦生熱考點一考點二考點三解析:由功能關(guān)系知拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動能的增加及系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能,選項A錯誤;摩擦力對小木塊做的功等于小木塊動能的增加,選項B錯誤;離開薄紙板前小木塊始終受滑動摩擦力作用,因此一直在做勻加速運動,選項C錯誤;對于系統(tǒng),系統(tǒng)的摩擦生熱Q=FfL1,L1為相對位移,對于小木塊,FfL2=Ek,L2為木塊的對地位移,可能L2L1,故EkQ.答案:D考點一考點二考點三 光滑圓軌道和兩傾斜直軌道組成如圖所示裝置,其中直軌道bc粗糙,直軌道cd光滑,兩軌道相接處為一很小的圓
14、弧.質(zhì)量為m=0.1 kg的滑塊(可視為質(zhì)點)在圓軌道上做圓周運動,到達軌道最高點a時的速度大小為v=4 m/s,當滑塊運動到圓軌道與直軌道bc的相切處b時,脫離圓軌道開始沿傾斜直軌道bc滑行,到達軌道cd上的d點時速度為零.若滑塊變換軌道瞬間的能量損失可忽略不計,已知圓軌道的半徑為R=0.25 m,直軌道bc的傾角=37,其長度為L=26.25 m,d點與水平地面間的高度差為h=0.2 m,重力加速度g取10 m/s2,sin 37=0.6.求:(1)滑塊在圓軌道最高點a時對軌道的壓力大小;(2)滑塊與直軌道bc間的動摩擦因數(shù);(3)滑塊在直軌道bc上能夠運動的時間.考點一考點二考點三思路點
15、撥:物體經(jīng)歷abcdcb等多段運動,且已知a、d速度及h、L、R等,對所求(2),可考慮對ad過程應用動能定理.物體由c點上升到速度為零時,需判斷物體能否再次下滑.考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三對點訓練31.(多選)如圖所示,已知物體與三塊材料不同的長方形板間的動摩擦因數(shù)分別為、2和3,三塊板長度均為L,并排鋪在水平地面上,該物體以一定的初速度v0從a點滑上第一塊板,且物體恰好滑到第三塊的末尾d點停下來,物體在運動中三塊板均保持靜止.若讓物體從d點以相同大小的初速度水平向左運動,三塊木板仍能保持靜止,則下列說法正確的是()A.物體仍能
16、運動到a點并停下來B.物體不能運動到a點C.物體兩次經(jīng)過c點時速度大小相等D.物體兩次經(jīng)過b點時速度大小相等考點一考點二考點三考點一考點二考點三2.(2015福建漳州八校聯(lián)考)如圖甲所示,固定在水平地面上的工件,由AB和BC兩部分組成,其中AB部分為光滑的圓弧,AOB=37,圓弧的半徑R=0.5 m,圓心O點在B點正上方、BC部分水平,長度為0.2 m.現(xiàn)有一質(zhì)量m=1 kg、可視為質(zhì)點的物塊從A端由靜止釋放,恰好能運動到C點.(g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)求:(1)物塊運動到B點時的速度大小;(2)BC段的動摩擦因數(shù);(3)將BC段轉(zhuǎn)過一銳角=37,如圖乙
17、所示,B處平滑連接.求物塊在BC上運動的總路程.考點一考點二考點三考點一考點二考點三3.(2015山東泰安二模)如圖所示,在冰面上將質(zhì)量m=1 kg的滑塊從A點以初速度v0推出,滑塊與冰面的動摩擦因數(shù)為=0.1,滑塊滑行L=18 m后到達B點時速度為v1=8 m/s.現(xiàn)將其間的一段CD用鐵刷劃擦,使該段的動摩擦因數(shù)變?yōu)?0.45,再使滑塊從A以初速度v0推出后,到達B點的速度為v2=6 m/s.g取10 m/s2,求:(1)初速度v0的大小;(2)CD段的長度l;(3)若AB間用鐵刷劃擦的CD段的長度不變,要使滑塊從A到B的運動時間最長,問鐵刷劃擦的CD段位于何位置?并求滑塊滑行的最長時間.(
18、結(jié)果保留三位有效數(shù)字)考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三 (多選) (2015全國理綜,21)如圖,滑塊a、b的質(zhì)量均為m,a套在固定豎直桿上,與光滑水平地面相距h,b放在地面上.a、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接,由靜止開始運動.不計摩擦,a、b可視為質(zhì)點,重力加速度大小為g.則()A.a落地前,輕桿對b一直做正功B.a落地時速度大小為C.a下落過程中,其加速度大小始終不大于gD.a落地前,當a的機械能最小時,b對地面的壓力大小為mg思路點撥:(1)a、b從釋放到a剛落地的過程,a減少的重力勢能只轉(zhuǎn)化為a、b的動能,因而系統(tǒng)機械能守恒;(2)
19、a落地時,沿水平方向無分速度,則此時b的速度為零;(3)根據(jù)動能定理可知,桿對b先做正功,后做負功.考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三對點訓練41. (2015天津理綜,5)如圖所示,固定的豎直光滑長桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán),圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接,彈簧的另一端連接在墻上,且處于原長狀態(tài).現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑,已知彈簧原長為L,圓環(huán)下滑到最大距離時彈簧的長度變?yōu)?L(未超過彈性限度),則在圓環(huán)下滑到最大距離的過程中()A.圓環(huán)的機械能守恒B.彈簧彈性勢能變化了 C.圓環(huán)下滑到最大距離時,所受合力為零D.圓環(huán)重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變考點一考點二考點三考點
20、一考點二考點三2.(多選)(2015山東泰安二模)如圖所示,傾角30、高為L的固定斜面底端與光滑水平面平滑相連,質(zhì)量分別為3m、m的兩個小球A、B用一根長為L的輕繩連接,A球置于斜面頂端.現(xiàn)由靜止釋放A、B兩球,B球與弧形擋板碰撞過程時間極短無機械能損失,且碰后只能沿斜面下滑,兩球最終均滑到水平面上.已知重力加速度為g,不計一切摩擦,則()考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三3.光滑的長軌道形狀如圖所示,底部為半圓形,半徑為R,固定在豎直平面內(nèi).A、B兩質(zhì)量相同的小環(huán)用長為R的輕桿連接在一起,套在軌道上(角度可變).將A、B兩環(huán)從圖示位置靜止釋放,A環(huán)距離底部2R.不考慮輕桿
21、和軌道的接觸,即忽略系統(tǒng)機械能的損失,求:(1)A、B兩環(huán)都未進入半圓形底部前,桿上的作用力;(2)A環(huán)到達最低點時,兩環(huán)速度大小.考點一考點二考點三解析:(1)對環(huán)A、B及輕桿組成的整體分析,A、B兩環(huán)與桿一起做自由落體運動,其加速度等于重力加速度g.以A為研究對象,因A做自由落體運動,所以桿對A一定沒有作用力.考點一考點二考點三 如圖所示,MN是固定在水平地面上足夠長的絕緣平板(左側(cè)有擋板),整個空間有平行于平板向右、電場強度為E=2 N/C的勻強電場,在板上C點的左側(cè)有一個垂直于紙面向外、磁感應強度為B=1 T的勻強磁場,一個質(zhì)量為m=410-3 kg、電荷量q=-10-2 C的小物塊,
22、從C點由靜止開始向左先做加速運動再做勻速運動.當物體碰到左端擋板后被彈回,若在碰撞瞬間將電場改為豎直向下,大小不變,小物塊返回時在磁場中恰好做勻速運動,已知平板MC部分的長度為L=5 m,物塊與平板間的動摩擦因數(shù)為=0.2,求: (1)小物塊向左運動過程中克服摩擦力做的功Wf;(2)小物塊與左端擋板碰撞過程損失的機械能E;(3)小物塊從與左擋板碰后到最終靜止所用時間t;(4)整個過程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量Q.考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三對點訓練51. (多選)如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊以一定初速度滑上傾角為的固定斜面,同時施加一沿斜面向上的恒力F=mgs
23、in .已知滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)=tan ,取出發(fā)點為參考點,下列能正確描述滑塊運動到最高點過程中產(chǎn)生的熱量Q、滑塊的動能Ek、勢能Ep、機械能E隨時間t、位移x變化關(guān)系的是()考點一考點二考點三考點一考點二考點三2.如圖所示,光滑的水平面AB與半徑R=0.4 m的光滑豎直半圓軌道BCD在B點相切,D點為半圓軌道最高點,A點的右側(cè)連接一粗糙的水平面.用細線連接甲、乙兩物體,中間夾一輕質(zhì)壓縮彈簧,彈簧與甲、乙兩物體不拴接,甲的質(zhì)量m1=4 kg,乙的質(zhì)量m2=5 kg,甲、乙均靜止.若固定乙,燒斷細線,甲離開彈簧后經(jīng)過B點進入半圓軌道,過D點時對軌道的壓力恰好為零.g取10 m/s2,甲、乙
24、兩物體均可看作質(zhì)點.(1)求甲離開彈簧后經(jīng)過B點時的速度的大小vB;(2)在彈簧壓縮量相同的情況下,若固定甲,燒斷細線,乙物體離開彈簧后從A點進入動摩擦因數(shù)為=0.4的粗糙水平面.求乙物體在粗糙水平面運動的位移x.考點一考點二考點三考點一考點二考點三3.如圖所示,在水平軌道右側(cè)固定半徑為R的豎直圓槽形光滑軌道,水平軌道的PQ段鋪設特殊材料,調(diào)節(jié)其初始長度為l,水平軌道左側(cè)有一輕質(zhì)彈簧左端固定,彈簧處于自然伸長狀態(tài).可視為質(zhì)點的小物塊從軌道右側(cè)A點以初速度v0沖上軌道,通過圓形軌道、水平軌道后壓縮彈簧,并被彈簧以原速率彈回.已知R=0.4 m,l=2.5 m,v0=6 m/s,物塊質(zhì)量m=1 kg,與PQ段間的動摩擦因數(shù)=0.4,軌道其他部分摩擦不計.g取10 m/s2.求:(1)物塊經(jīng)過圓軌道最高點B時對軌道的壓力;(2)物塊從Q運動到P的時間及彈簧獲得的最大彈性勢能;(3)物塊仍以v0從右側(cè)沖上軌道,調(diào)節(jié)PQ段的長度l,當l長度是多少時,物塊恰能不脫離軌道返回A點繼續(xù)向右運動.考點一考點二考點三考點一考點二考點三考點一考點二考點三
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