2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題二 能量與動(dòng)量 專題強(qiáng)化練（六）機(jī)械能守恒定律 功能關(guān)系.doc

專題強(qiáng)化練(六) 機(jī)械能守恒定律 功能關(guān)系考點(diǎn)1機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用1(多選)如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的兩個(gè)小球A和B，中間用輕質(zhì)桿相連，在桿的中點(diǎn)O處有一固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸，把桿置于水平位置后釋放，在B球順時(shí)針擺動(dòng)到最低位置的過(guò)程中(不計(jì)一切摩擦)()AB球的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒BA球的重力勢(shì)能增加，動(dòng)能也增加，A球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒CA球、B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒DA球、B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒解析：A球在上擺過(guò)程中，重力勢(shì)能增加，動(dòng)能也增加，機(jī)械能增加，B項(xiàng)正確；由于A球、B球和地球組成的系統(tǒng)只有重力做功，故系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；所以B球和地球組成系統(tǒng)的機(jī)械能一定減少，A項(xiàng)錯(cuò)誤答案：BC2(2018天津卷)滑雪運(yùn)動(dòng)深受人民群眾的喜愛(ài)，某滑雪運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB，從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過(guò)程中，由于摩擦力的存在，運(yùn)動(dòng)員的速率不變，則運(yùn)動(dòng)員沿AB下滑過(guò)程中()A所受合外力始終為零B所受摩擦力大小不變C合外力做功一定為零D機(jī)械能始終保持不變解析：運(yùn)動(dòng)員從A到B做曲線運(yùn)動(dòng)，所以合力一定不為零，A錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員的速率不變，由FNmgcos mFNmgcos m知，在不同的位置，對(duì)曲面的壓力不同，進(jìn)而摩擦力不同，B錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理知，合外力做功一定為零，故C正確；運(yùn)動(dòng)員從A到B做曲線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減少，機(jī)械能不守恒，D錯(cuò)誤答案：C3(多選)(2018泰安檢測(cè))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A點(diǎn)，光滑定滑輪與直桿的距離為d.A點(diǎn)與定滑輪等高，B點(diǎn)在距A點(diǎn)正下方d處現(xiàn)將環(huán)從A由靜止釋放，不計(jì)一切摩擦阻力，下列說(shuō)法正確的是()A環(huán)到達(dá)B時(shí)，重物上升的高度hdB環(huán)從A到B，環(huán)減少的機(jī)械能等于重物增加的機(jī)械能C環(huán)從A能下降的最大高度為dD當(dāng)環(huán)下降時(shí)，輕繩的拉力T2mg解析：根據(jù)幾何關(guān)系有，環(huán)到達(dá)B時(shí)，重物上升的高度hdd，故A錯(cuò)誤；環(huán)下滑過(guò)程中無(wú)摩擦力做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即環(huán)減少的機(jī)械能等于重物增加的機(jī)械能，故B正確；設(shè)環(huán)下降到最大高度為H時(shí)，環(huán)和重物的速度均為零，此時(shí)重物上升的最大高度為：d, 根據(jù)機(jī)械能守恒有：mgH2mg(d)，解得：H，故C正確；環(huán)向下運(yùn)動(dòng)，做非勻速運(yùn)動(dòng)，有加速度，所以重物向上運(yùn)動(dòng)，也有加速度，即環(huán)下降的時(shí)候，輕繩的拉力不可能是2mg，故D錯(cuò)誤答案：BC考點(diǎn)2能量守恒定律4如圖所示是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖圖中和為楔塊，和為墊板，楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦，在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過(guò)程中()A緩沖器的機(jī)械能守恒B摩擦力做功消耗機(jī)械能C墊板的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能解析：由于系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力，在車廂撞擊壓縮彈簧的過(guò)程中需要克服摩擦力做功，機(jī)械能不守恒，墊板的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)化為彈簧彈性勢(shì)能，另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A、C錯(cuò)誤，B正確彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)過(guò)程中，克服摩擦力做功，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和動(dòng)能，D錯(cuò)誤答案：B5(2018泰州中學(xué)月考)如圖所示，在某豎直平面內(nèi)，光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點(diǎn)，BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑r0.2 m的四分之一細(xì)圓管CD，管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)k100 N/m的輕彈簧，彈簧一端固定，另一端恰好與管口D端平齊一個(gè)質(zhì)量為1 kg的小球放在曲面AB上，現(xiàn)從距BC的高度h0.6 m處?kù)o止釋放小球，它與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，小球進(jìn)入管口C端時(shí)，它對(duì)上管壁有FN2.5mg的作用力，通過(guò)CD后，在壓縮彈簧過(guò)程中小球速度最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能Ep0.5 J重力加速度g取10 m/s2.求：(1)小球在C處受到的向心力大小；(2)在壓縮彈簧過(guò)程中小球的最大動(dòng)能Ekm；(3)小球最終停止的位置解析：(1)小球進(jìn)入管口C端時(shí)，它與圓管上管壁有大小為F2.5mg的相互作用力，故對(duì)小球由牛頓第二定律有FmgFn.解得Fn35 N.(2)在壓縮彈簧過(guò)程中，速度最大時(shí)合力為零設(shè)此時(shí)小球離D端的距離為x0，則有kx0mg，解得x00.1 m.在C點(diǎn)，有Fn，解得vC m/s.由能量守恒定律有mg(rx0)Ep，解得Ekmmg(rx0)mvEp6 J.(3)小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程，由動(dòng)能定理得mghmgsmv，解得B、C間距離s0.5 m.小球與彈簧作用后返回C處動(dòng)能不變，小球的動(dòng)能最終消耗在與BC水平面相互作用的過(guò)程中設(shè)小球在BC上運(yùn)動(dòng)的總路程為s，由能量守恒定律有mgsmv，解得s0.7 m.故最終小球在BC上距離C為0.5 m(0.7 m0.5 m)0.3 m(或距離B端為0.7 m0.5 m0.2 m)處停下答案：(1)35 N(2)6 J(3)停在BC上距離C端0.3 m處(或距離B端0.2 m處) 考點(diǎn)3功能關(guān)系的應(yīng)用6.如圖所示，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AP2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A重力做功2mgR B機(jī)械能減少mgRC合外力做功mgR D克服摩擦力做功mgR解析：小球由P到B的過(guò)程重力做功WGmg(2RR)mgR，A錯(cuò)誤；小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)恰好對(duì)軌道沒(méi)有壓力，由牛頓第二定律可知mgm，即小球在B點(diǎn)的速度v；小球由P到B的過(guò)程，由動(dòng)能定理可知合力做功W合Ekmv2mgR，C錯(cuò)誤；又因?yàn)閃合WGWf，所以小球由P到B的過(guò)程摩擦力做功WfW合WGmgR，由功能關(guān)系知，物體的機(jī)械能將減少mgR，B錯(cuò)誤，D正確答案：D7(多選)如圖甲所示，物體以一定的初速度從傾角37的斜面底端沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，上升的最大高度為3.0 m選擇地面為參考平面，上升過(guò)程中物體的機(jī)械能E機(jī)隨高度h的變化如圖乙所示取g10 m/s2，sin 370.60，cos 370.80.則()A物體的質(zhì)量m1.0 kgB物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.80C物體上升過(guò)程中的加速度大小a10 m/s2D物體回到斜面底端時(shí)的動(dòng)能Ek10 J解析：物體上升到最高點(diǎn)時(shí)，EEpmgh30 J，得m1.0 kg，物體損失的機(jī)械能E損mgcos 20 J，得0.50，A正確，B錯(cuò)誤物體上升過(guò)程中的加速度大小agsin gcos 10 m/s2，C正確下降過(guò)程摩擦生熱也應(yīng)為20 J，故物體回到斜面底端時(shí)的動(dòng)能Ek50 J40 J10 J，D正確答案：ACD8(多選)(2018衡水中學(xué)調(diào)研)如圖所示，光滑水平面上放著足夠長(zhǎng)的木板B，木板B上放著木塊A，A、B間的接觸面粗糙，現(xiàn)在用一水平拉力F作用在A上，使其由靜止開始運(yùn)動(dòng)，則下列情況可能的是()A拉力F做的功等于A、B系統(tǒng)動(dòng)能的增加量B拉力F做的功大于A、B系統(tǒng)動(dòng)能的增加量C拉力F和B對(duì)A做的功之和小于A的動(dòng)能的增加量DA對(duì)B做的功等于B的動(dòng)能的增加量解析：若拉力F不夠大，A和B一起加速運(yùn)動(dòng)，對(duì)整體分析由動(dòng)能定理可知，拉力F做功等于A、B系統(tǒng)動(dòng)能的增加量A正確若拉力F足夠大，A與B有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)整體分析可知F做功轉(zhuǎn)化為兩個(gè)物體的動(dòng)能及系統(tǒng)的內(nèi)能，故F做的功大于A、B系統(tǒng)動(dòng)能的增加量，B正確由動(dòng)能定理可知，拉力F和B對(duì)A做的功之和等于A的動(dòng)能的增加量，C錯(cuò)誤根據(jù)動(dòng)能定理可知，A對(duì)B做的功等于B的動(dòng)能的增加量，D正確答案：ABD9.如圖所示，傳送帶與水平面之間的夾角為30，其上A、B兩點(diǎn)間的距離為l5 m，傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以v1 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)現(xiàn)將一質(zhì)量為m10 kg的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶上的A點(diǎn)，已知小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，在傳送帶將小物體從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的過(guò)程中，求：(g取10 m/s2)(1)傳送帶對(duì)小物體做的功；(2)電動(dòng)機(jī)做的功解析：(1)小物體剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有mgcos mgsin ma，解得小物體上升的加速度為a2.5 m/s2.當(dāng)小物體的速度為v1 m/s時(shí)，小物體的位移為x0.2 m<5 m，之后小物體以v1 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，由功能關(guān)系得WEkEpmv2mglsin 255 J.(2)電動(dòng)機(jī)做的功等于小物體的機(jī)械能的增加量和小物體與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q之和，由vat得t0.4 s，相對(duì)位移xvtt0.2 m，摩擦產(chǎn)生的熱量Qmgxcos 15 J，故電動(dòng)機(jī)做的功為W電WQ270 J.答案：(1)255 J(2)270 J考點(diǎn)4電磁場(chǎng)中的能量問(wèn)題10.(2018安陽(yáng)檢測(cè))如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌寬度為d，一部分軌道水平，左端接電阻R，傾斜部分與水平面成角，且置于垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，現(xiàn)將一質(zhì)量為m、長(zhǎng)度也為d的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌頂端由靜止釋放，直至滑到水平部分(導(dǎo)體棒下滑到水平部分之前已經(jīng)勻速，滑動(dòng)過(guò)程中與導(dǎo)軌保持良好接觸，重力加速度為g)不計(jì)一切摩擦力，導(dǎo)體棒接入回路電阻為r，則整個(gè)下滑過(guò)程中()A導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小為B勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)體棒兩端電壓為C導(dǎo)體棒下滑距離為s時(shí)，通過(guò)R的總電荷量為D重力和安培力對(duì)導(dǎo)體棒所做的功大于導(dǎo)體棒獲得的動(dòng)能解析：導(dǎo)體棒下滑過(guò)程中受到沿斜面向下重力的分力和沿斜面向上的安培力，當(dāng)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有mgsin BId，根據(jù)歐姆定律可得I，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得EBdv，聯(lián)立解得vsin ，Esin ，故導(dǎo)體棒兩端的電壓URsin ，A正確，B錯(cuò)誤根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E，故qItt，根據(jù)動(dòng)能定理可得重力和安培力對(duì)導(dǎo)體棒所做的功等于導(dǎo)體棒獲得的動(dòng)能，C、D錯(cuò)誤答案：A11.如圖所示，絕緣斜面處在一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電金屬塊由靜止開始沿斜面滑到底端已知在金屬塊下滑的過(guò)程中動(dòng)能增加0.3 J，重力做功1.5 J，電勢(shì)能增加0.5 J，則以下判斷正確的是()A金屬塊帶負(fù)電荷B電場(chǎng)力做功0.5 JC金屬塊克服摩擦力做功0.8 JD金屬塊的機(jī)械能減少1.2 J解析：金屬塊的電勢(shì)能增加，說(shuō)明電場(chǎng)力做負(fù)功，則電場(chǎng)力方向豎直向上，所以金屬塊帶正電荷，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；克服電場(chǎng)力做多少功，電勢(shì)能就增加多少，故金屬塊克服電場(chǎng)力做功0.5 J，即電場(chǎng)力做功0.5 J，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理可得WGWEWFfEk，解得WFf0.7 J，即金屬塊克服摩擦力做功0.7 J，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；重力做功1.5 J，金屬塊的重力勢(shì)能減少1.5 J，動(dòng)能增加0.3 J，故機(jī)械能減少1.2 J，選項(xiàng)D正確答案：D