广东省惠州市2019年高考物理复习 6-4 功能关系 能量转化及守恒定律先考卷(无答案)
2019高考物理总练习(2):4-4功能关系、能量转化和守恒定律
2019高考物理总练习(2):4-4功能关系、能量转化和守恒定律对应学生用书P631.功能关系(1)能的概念:一个物体能对外做功,这个物体就具有能量、(2)功能关系①功是能量转化的量度,即做了多少功就有多少能量发生了转化、②做功的过程一定伴随着能量的转化,而且能量的转化必通过做功来实现、(3)续表2.(1)内容:能量既不会消灭,也不会创生、它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变、(2)表达式:ΔE减=ΔE增、常见的功能关系1、货物的质量为m,在某段时间内起重机将货物以a的加速度加速升高h,那么在这段时间内,以下表达正确的选项是(重力加速度为g)()、A、货物的动能一定增加mah-mghB、货物的机械能一定增加mahC、货物的重力势能一定增加mahD、货物的机械能一定增加mah+mgh答案D图4-4-12、一个盛水袋,某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它变形至如图4-4-1所示位置,那么此过程中袋和液体的重心将()、A、逐渐升高B、逐渐降低C、先降低再升高D、始终不变解析人对液体做正功,液体的机械能增加,液体缓慢移动可以认为动能不变,故重力势能增加,重心升高,A正确、答案A3、(2017·广州模拟)以下说法正确的选项是()、A、随着科技的发展,第一类永动机是可以制成的B、太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空间的能量都消失了C、“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律,因而是不可能的D、有种“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量可以凭空产生答案C图4-4-24、如图4-4-2所示,美国空军X37B无人航天飞机于2017年4月首飞,在X37B 由较低轨道飞到较高轨道的过程中()、A、X37B中燃料的化学能转化为X37B的机械能B、X37B的机械能要减少C、自然界中的总能量要变大D、如果X37B在较高轨道绕地球做圆周运动,那么在此轨道上其机械能增加解析在X37B由较低轨道飞到较高轨道的过程中,必须启动助推器,对X37B做正功,X37B的机械能增大,A对,B错、根据能量守恒定律,C错、X37B在确定轨道上绕地球做圆周运动,动能和重力势能都没有发生变化,所以机械能不变,D错、故此题正确选项为A.答案A图4-4-35、如图4-4-3所示,一个小物体在足够长的斜面上以一定初速度释放,斜面各处粗糙程度相同,初速度方向沿斜面向上,那么物体在斜面上运动的过程中,以下说法错误的选项是()、A 、动能一定是先减小后增大B 、机械能一直减小C 、如果某段时间内摩擦力做功与物体动能的改变量相同,那么此后物体动能将不断增大D 、如果某段时间内摩擦力做功为W ,再经过相同的时间,两段时间内摩擦力做功可能相等解析物体减速到零时有可能静止在斜面上,其动能一直减小,A 错误;由于摩擦力做负功,物体的机械能一直减小,B 正确;C 中说明重力做功为零,物体能反向沿斜面向下加速运动,C 正确;由于物体可能反向沿斜面向下加速运动,在相等的两段时间内路程可能相同,那么摩擦力做的功相同,D 正确、 答案A对应学生用书P64考点一利用动能定理分析功和能量变化的问题(1)合外力(包括重力)做功等于物体动能的改变量、(2)与势能有关的力(重力、弹簧弹力、电场力)做功等于势能的改变量、 【典例1】如图4-4-4所示,图4-4-4卷扬机的绳索通过定滑轮用力F 拉位于粗糙斜面上的木箱,使之沿斜面加速向上移动、在移动过程中,以下说法正确的选项是()、A 、F 对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和B 、F 对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C 、木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能D 、F 对木箱做的功等于木箱增加的机械能解析木箱加速上滑的过程中,拉力F 做正功,重力和摩擦力做负功、支持力不做功,由动能定理得:W F -W G -W f =12mv 2-0.即W F =W G +W f +12mv 2,A 、B 错误;又因克服重力做功W G 等于物体增加的重力势能, 所以W F =ΔE p +ΔE k +W f ,故D 错误,又由重力做功与重力势能变化的关系知C 正确、 答案C 【变式1】如图4-4-5所示,图4-4-5在抗洪救灾中,一架直升机通过绳索,用恒力F 竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱,使其由水面开始加速上升到某一高度,假设考虑空气阻力而不考虑空气浮力,那么在此过程中,以下说法错误的选项是()、A 、力F 所做功减去克服空气阻力所做的功等于重力势能的增量B 、木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量C 、力F 、重力、空气阻力三者合力所做的功等于木箱动能的增量D 、力F 和空气阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量解析对木箱受力分析如下图, 那么由动能定理:W F -mgh -W f =ΔE k 故C 对、 由上式得:W F -W f =ΔE k +mgh ,故A 错D 对、由重力做功与重力势能变化关系知B 对,选A 项、 答案A考点二摩擦生热问题如图4-4-6所示,图4-4-6木块A 放在木块B 的左端,用恒力F 将A 拉至B 的右端,第一次将B 固定在地面上,F 做功为W 1,生热为Q 1;第二次让B 可以在光滑地面上自由滑动,仍将A 拉到B 右端,这次F 做功为W 2,生热为Q 2;那么应有()、A 、W 1<W 2,Q 1=Q 2B 、W 1=W 2,Q 1=Q 2C 、W 1<W 2,Q 1<Q 2D 、W 1=W 2,Q 1<Q 2解析拉力F 做的功直接由公式W =Fs cos θ求得,其中s 是物体对地的位移,所以W 1<W 2,滑动摩擦力做功过程中产生的内能等于系统克服摩擦力做的功,即ΔE =Q =fs 相对,其中s 相对表示物体之间的相对位移,在这里是B 的长度,所以Q 1=Q 2.答案A 【变式2】电机带动水平传送带以速度v 匀速转图4-4-7动,一质量为m 的小木块由静止轻放在传送带上,假设小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ,如图4-4-7所示,当小木块与传送带相对静止时,求:(1)小木块的位移; (2)传送带转过的路程; (3)小木块获得的动能; (4)摩擦过程产生的摩擦热;(5)电机带动传送带匀速转动输出的总能量、解析木块刚放上,速度为零,必然受到传送带的滑动摩擦力作用,做匀加速直线运动,达到与传送带相同速度后不再相对滑动,整个过程中木块获得一定的动能,系统要产生摩擦热、对小木块,相对滑动时,由ma =μmg 得加速度a =μg ,由v =at 得,达到相对静止所用时间t =vμg . (1)小木块的位移s 1=12at 2=v 22μg . (2)传送带始终匀速运动,路程s 2=vt =v 2μg .(3)小木块获得的动能E k =12mv 2.这一问也可用动能定理解: μmgs 1=E k ,故E k =12mv 2.(4)产生的摩擦热Q =μmg (s 2-s 1)=12mv 2.注意,这里凑巧Q =E k ,但不是所有的问题都这样、(5)由能的转化与守恒得,电机输出的总能量转化为小木块的动能与摩擦热,所以E 总=E k +Q =mv 2.答案(1)v 22μg (2)v 2μg (3)12mv 2(4)12mv 2(5)mv 2利用Q =fs 相对进行热量Q 的计算时,关键是对相对路程s 相对的理解、例如:如果两物体同向运动,s 相对为两物体对地位移大小之差;如果两物体反向运动,s 相对为两物体对地位移大小之和;如果一个物体相对另一个物体往复运动,那么s 相对为两物体相对滑行路径的总长度.对应学生用书P651.力学规律优选法【典例】10只相同的轮子并排水平排列,圆心分别为O 1、O 2、O 3…、O 10,O 1O 10=3.6m ,水平转轴通过圆心,轮子均绕轴以4πr/s 的转速顺时针匀速转动、现将一根长0.8m 、质量为2.0kg 的匀质木板平放在这些轮子的左端,木板左端恰好与O 1竖直对齐(如图4-4-8所示),木板与轮缘间的动摩擦因数为0.16,不计轴与轮间的摩擦,g 取10m/s 2,试求:图4-4-8(1)木板在轮子上水平移动的总时间;(2)轮子因传送木板所消耗的机械能、教你审题关键点:轮子匀速转动,木板在水平向右的摩擦力的作用下向右加速运动传送带模型(轮子相当于传送带)同学们自己试一试、解析(1)轮子转动的线速度:v =2πnr =2π⎝ ⎛⎭⎪⎫4π×0.2m/s =1.6m/s.板运动的加速度:a =μg =0.16×10m/s 2=1.6m/s 2.所以板在轮子上做匀加速运动的时间:t 1=v a =1.61.6s =1s 、板在做匀加速运动中所发生的位移:s 1=12at 12=12×1.6×12m =0.8m 、板在做匀速运动的全过程中其重心平动发生的位移为:s 2=3.6m -0.8m -0.4m =2.4m 、因此,板运动的总时间为:t =t 1+s 2v =1s +2.41.6s =2.5s 、(2)由功能关系知:轮子在传送木板的过程中所消耗的机械能一部分转化成了木板的动能,另一部分因克服摩擦力做功转化成了内能,即:ΔE =12mv 2+F f s 相对、而克服摩擦力做功为:W f =fs 相对=μmg ⎣⎢⎡⎦⎥⎤vt 1-0+v t 12.所以代入数据可得ΔE =12mv 2+fs 相对=5.12J.答案(1)2.5s(2)5.12J对应学生用书P66图4-4-91、(2017·广东理科基础,8)游乐场中的一种滑梯如图4-4-9所示、小朋友从轨道顶端由静止开始下滑,沿水平轨道滑动了一段距离后停下来,那么()、A 、下滑过程中支持力对小朋友做功B 、下滑过程中小朋友的重力势能增加C 、整个运动过程中小朋友的机械能守恒D 、在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功解析下滑过程中支持力的方向总与速度方向垂直,所以支持力不做功,A 错误;越往下滑动重力势能越小,B 错误;摩擦力的方向与速度方向相反,所以摩擦力做负功,机械能减少,D 正确,C 错误、答案D2、(2017·山东理综,22改编)如图4-4-10所示,倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上,长为l 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平、用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动,直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中()、图4-4-10A 、物块的机械能逐渐增加B 、软绳重力势能共减少了14mglC 、物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D 、软绳重力势能的减少等于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和解析物块向下运动过程中,绳子拉力对物块做负功,物块的机械能减少,A 项错误;软绳重心下降的高度为l 2-l2sin θ=14l ,软绳的重力势能减少14mgl ,B 项正确;由能的转化和守恒知,物块和软绳重力势能的减少等于物块和软绳增加的动能和软绳克服摩擦力所做的功,C 项错误;对于软绳,由能的转化和守恒知,绳子拉力对软绳所做的功和软绳重力势能的减少之和等于软绳动能的增加与克服摩擦力所做功之和,D 项错误、答案B图4-4-113、(2017·上海单科,15)如图4-4-11所示,一长为L 的轻杆一端固定在光滑铰链上,另一端固定一质量为m 的小球、一水平向右的拉力作用于杆的中点,使杆以角速度ω匀速转动,当杆与水平方向成60°时,拉力的功率为()、A 、mgL ωB.32mgL ωC.12mgL ωD.36mgL ω解析由能的转化及守恒可知:拉力的功率等于克服重力的功率、P G =mgv y =mgv cos60°=12mg ωL ,应选C.答案C。
高考物理功能关系守恒定律考点总结
[思路点拨] 解答本题时注意三方面的关系: (1)小滑块动能的改变量对应合外力做的功; (2)小滑块重力势能的改变量对应重力做的功; (3)小滑块机械能的改变量对应除重力以外的力做的功.
[课堂笔记] (1)据动能定理,动能的改变量等于外力做功 的代数和,其中做负功的有空气阻力、斜面对滑块的作用 力(因弹力不做功,实际上为摩擦阻力做的功). 因此ΔEk=A-B+C-D. (2)滑块重力势能的减少等于重力做的功,因此ΔEp=-C. (3)滑块机械能的改变量等于重力之外的其他力做的功, 因此ΔE=A-B-D. [答案] (1)A-B+C-D (2)-C (3)A-B- D
2.高考考查该类问题时,常综合平抛、圆周运动及电学、 磁学、热学等知识,考查学生的判断、推理及综合分析 问题的能力.
3.(2010·盐城模拟)NBA篮球赛非常精彩,吸引了众多观
众.经常有这样的场面:在终场前0.1 s,运动员把球投
出且准确命中,获得比赛的胜利.如果运动员投篮过程
中对篮球做功为W,出手高度(相对地面)为h1,篮筐距地
2.运动员跳伞将经历开伞前后的加速下降和减速下降两
个过程.将人和伞看成一个系统,在这两个过程中,
下列说法正确的是
()
A.阻力对系统始终做负功
B.系统受到的合外力始终向下
C.重力做功使系统的重力势能增加
D.任意相等的时间内重力做的功相等
解析:阻力的方向总与运动方向相反,故阻力总做负功, A项正确;运动员加速下降时合外力向下,减速下降时合 外力向上,B项错误;重力做功使系统重力势能减少,C 项错误;由于做变速运动,任意相等时间内的下落高度h 不相等,所以重力做功W=mgh不相等,D项错误. 答案:A
[思路点拨]
[解题样板] (1)滑块在由A到B的过程中机械能守恒,
高考物理一轮复习6.4机械能守恒定律--功能关系和能量守恒定律-(原卷版+解析)
考向二功能关系与图像的结合
【典例3】(2021·湖北高考)如图(a)所示,一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑,运动过程中摩擦力大小f恒定,物块动能Ek与运动路程s的关系如图(b)所示。重力加速度大小取10 m/s2,物块质量m和所受摩擦力大小f分别为()
A.m=0.7 kg,f=0.5 NB.m=0.7 kg,f=1.0 N
考点20机械能守恒定律--功能关系和能量守恒定律
新课程标准
1.理解能量守恒定律,体会守恒观念对认识物理规律的重要性。能用能量守恒定律分析生产生活中的有关问题。
命题趋势
考查的内容主要体现对能量观念的认识、模型建构和科学推理等物理学科的核心素养。往往与动力学、运动学以及电磁学等主干知识相结合,并密切联系实际,难度较大,突出体现高考的选择性特征.
(1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功,系统内能增加
(2)摩擦生热Q=Ff·x相对
电能
安培力做功等于电能变化量
(1)安培力做正功,电能减少(2)安培力做负功,电能增加
W电能=E2-E1=ΔE
二、两种摩擦力做功特点的比较
类型
比较
静摩擦力做功
滑动摩擦力做功
不同点
能量ห้องสมุดไป่ตู้转化方面
只有机械能从一个物体转移到另一个物体,而没有机械能转化为其他形式的能
试题情境
生活实践类
各种体育比赛项目、各种生产工具、各种娱乐项目和传送带等.
功能关系的理解和应用、能量守恒及转化问题
学习探究类
含弹簧系统能量守恒问题,传送带、板块模型的功能关系的理解和应用、能量守恒及转化问题
考向一功能关系的理解和应用
考向二功能关系与图像的结合
2019版高考物理一轮复习5.4-功能关系、能量守恒定律
A.3.1 J
B.3.5 J
C.1.8 J
D.2.0 J
【解析】选A。物块与水平面间的摩擦力为Ff=μmg= 1 N,现对物块施加水平向右的外力F,由F-x图象面积 表示F做的功,可知F做功W=3.5 J,克服摩擦力做功 Wf=Ffx =0.4 J,由功能关系可知,W-Wf=Ep,此时弹簧的 弹性势能为Ep=3.1 J,故A正确,B、C、D错误。
【慧眼纠错】 (1)力对物体做了多少功,物体就有多少能。 纠错:________________________________________。 (2)力对物体做正功,物体的机械能一定增加。 纠错:_________________________________________ _________________。 功是能量转化的量度,而不是能量多少的量度
考点1 功能关系的理解和应用 【典题探究】 【典例1】(2017· 全国卷Ⅲ)如图,一质量为m,长度为l 的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢 地竖直向上拉起至M点,M点与绳的上端P相距 l。重
力加速度大小为g。在此过程中,外力做的功为 世纪金
榜导学号04450116( )
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A. mgl B. C. D.
在真空中自由下落的小球,重力做正功,有关的力(重力、弹力、电场力)做的功等 于对应势能的改变量。 纠错:_________________________________________ _______。 (4)能量在转化或转移的过程中,其总量会不断减少。 纠错:________________________________________。 与势能有关的力做的功等于对应势能的改变量 的负值
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【加固训练】 (多选)质量为m的物块在水平恒力F的推 动下,从山坡(粗糙)底部的A处由静止开 始运动至高为h的坡顶B处。到达B处时 物块的速度大小为v,A、B之间的水平距离为s,重力加 速度为g。不计空气阻力,则物块运动过程中 ( )
2024年高考物理总复习第一部分知识点梳理第六章机械能第4讲功能关系 能量守恒定律
第4讲功能关系能量守恒定律整合教材·夯实必备知识一、功能关系(必修二第八章第4节)1.(1)做功的过程就是能量转化的过程,不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。
(2)功是能量转化的量度,功和能的关系,一是体现在不同的力做功,对应不同形式的能转化,具有一一对应关系,二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。
2.摩擦力做功的特点(1)一对静摩擦力所做功的代数和总等于零。
(2)一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值,差值为机械能转化为内能的部分,也就是系统机械能的损失量。
二、能量守恒定律(必修三第十二章第4节)【质疑辨析】角度1功能关系(1)力对物体做了多少功,物体就具有多少能。
()(2)滑动摩擦力做功时,一定会引起机械能的转化。
( ) 角度2 能量守恒定律(3)既然能量在转移或转化过程中是守恒的,故没有必要节约能源。
( ) (4)一个物体的能量增加,必定有别的物体的能量减少。
( ) 提示:(1)× (2)√ (3)× (4)√精研考点·提升关键能力考点一 功能关系的理解和应用 (核心共研)【核心要点】几种常见的功能关系及其表达式【典例剖析】角度1 由能量变化分析力做功[典例1](2023·新课标全国卷)无风时,雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。
一质量为m 的雨滴在地面附近以速率v 下落高度h 的过程中,克服空气阻力做的功为(重力加速度大小为g ) ( ) A .0 B .mgh C .12mv 2-mgh D .12mv 2+mgh【解析】选B 。
在地面附近雨滴做匀速运动,根据动能定理得mgh -W 克=0,故雨滴克服空气阻力做功为mgh 。
故选B 。
角度2 由力做功分析能量变化[典例2](多选)(2023·石家庄模拟)如图所示,楔形木块abc 固定在水平面上,粗糙斜面ab 与水平面的夹角为60°,光滑斜面bc与水平面的夹角为30°,顶角b处安装一定滑轮。
2019年高考物理一轮复习精品资料专题5.4 功能关系、能量转化和守恒定律(教学案) 含解析
2019年高考物理一轮复习精品资料1.掌握功和能的对应关系,特别是合力功、重力功、弹力功分别对应的能量转化关系2.理解能量守恒定律,并能分析解决有关问题.一、功能关系的理解与应用 1.对功能关系的理解(1)做功的过程就是能量转化的过程。
不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。
(2)功是能量转化的量度,功和能的关系,一是体现在不同的力做功,对应不同形式的能转化,具有一一对应关系,二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。
2.几种常见的功能关系及其表达式各种力做功 对应能 的变化 定量的关系合力的功 动能变化 合力对物体做功等于物体动能的增量W 合=E k2-E k1 重力的功 重力势 能变化 重力做正功,重力势能减少,重力做负功,重力势能增加,且W G =-ΔE p=E p1-E p2弹簧弹 力的功 弹性势 能变化 弹力做正功,弹性势能减少,弹力做负功,弹性势能增加,且W 弹=-ΔE p =E p1-E p2只有重力、 弹簧弹力的功 不引起机 械能变化 机械能守恒ΔE =0非重力和 弹力的功 机械能 变化 除重力和弹力之外的其他力做正功,物体的机械能增加,做负功,机械能减少,且W 其他=ΔE 电场力的功电势能 变化电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增加,且W 电=-ΔE p二、摩擦力做功与能量的关系 1.两种摩擦力做功的比较2(1)正确分析物体的运动过程,做好受力分析。
(2)利用运动学公式,结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系。
(3)公式Q=F f·s相对中s相对为两接触物体间的相对位移,若物体在传送带上做往复运动时,则s相对为总的相对路程。
三、能量转化与守恒的应用1.对能量守恒定律的两点理解(1)某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加,且减少量和增加量一定相等;(2)某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。
2.能量转化问题的解题思路(1)当涉及摩擦力做功,机械能不守恒时,一般应用能的转化和守恒定律。
2019版高考物理一轮复习 专题五 机械能 第4讲 功能关系、能量转化与守恒定律课件
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(3)设弹簧的最大弹性势能为 Epm,由能量守恒定律可得: 12·3mv2+2mgxsin θ-mgx=μ·2mgcos θ·x+Epm 解得:Epm=6 J.
擦产生的热量
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(续表) 项目
相同点 (做功角度)
静摩擦力
滑动摩擦力
两种摩擦力对物体可以做正功、负功,还可
以不做功;
静摩擦力做正功时,它的反作用力一定做负
功;
滑动摩擦力做负功时,它的反作用力可能做
正功,可能做负功,还可能不做功;但滑动
摩擦力做正功或不做功时,它的反作用力一
定做负功
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2.求解相对滑动物体的能量问题的方法: (1)正确分析物体的运动过程,做好受力分析. (2)利用运动学公式,结合牛顿第二定律分析物体的速度关 系及位移关系. (3)公式Q=Ff ·s相对中s相对为两接触物体间的相对位移,若 物体在传送带上做往复运动时,则 s相对为总的相对路程.
确的是( )
A.此时物块的动能为 F(x+L)
B.此时小车的动能为 F(x+L)
图 5-4-3
C.这一过程中,物块和小车增加的机械能为 F(x+L)-fL D.这一过程中,物块和小车因摩擦而产生的热量为 fL
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解析:对小物块分析,水平方向受到拉力 F 和摩擦力 f, 小车位移为x,物块相对于小车的位移为L,则根据动能定理有 (F-f)·(x+L)=Ek-0,A项错误.小车受到水平向右的摩擦力 f作用,对地位移为x,根据动能定理同样有fx=Ek′-0,B项 错误.在这一过程,物块和小车增加的机械能等于增加的动能, 即Ek+Ek′=F(x+L)-fL,C项正确.在此过程中外力做功为F(x +L),所以系统因摩擦而产生的热量为F(x+L)-[F(x+L)-fL] =fL,D项正确.
广东省惠州市2019年高考物理复习 6-5 机械能及其守恒定律后考卷(无答案)
机械能及其守恒定律一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,多选题已在题号后标出)1.(多选)下列关于功和机械能的说法,正确的是( ) A.在有阻力作用的情况下,物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功B.合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C.物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能,其大小与势能零点的选取有关D.运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量2. 消防员身系弹性绳自高空p点自由下落,图中a点是弹性绳的原长位置,b点是人静止悬吊着的位置,c点是人所到达的最低点,空气阻力不计,则人 ( )A.从p至c过程中人的动能不断增大B.从p至b过程中人的动能不断增大C.从p至c过程中重力所做的功大于人克服弹性绳弹力所做的功D.从a至c过程中人的重力势能减少量等于弹性绳的弹性势能增加量3. (2015·吉林省吉林市质检)(多选)如图所示,长为L的粗糙长木板水平放置,在木板的A端放置一个质量为m的小物块.现缓慢地抬高A端,使木板以左端为轴转动,当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动,此时停止转动木板,小物块滑到底端的速度为v,重力加速度为g.下列判断正确的是( )A.整个过程物块受的支持力垂直于木板,所以不做功B.物块所受支持力做功为mgL sin αC.发生滑动前静摩擦力逐渐增大D.整个过程木板对物块做的功等于物块机械能的增量4.(2015·云南第一次检测)起跳摸高是学生经常进行的一项体育活动.一质量为m的同学弯曲两腿向下蹲,然后用力蹬地起跳,从该同学用力蹬地到刚离开地面的起跳过程中,他的重心上升了h,离地时他的速度大小为v.下列说法正确的是 ( )A.该同学机械能增加了mghB .起跳过程中该同学机械能增量为mgh +12mv 2C .地面的支持力对该同学做功为mgh +12mv 2D .该同学所受的合外力对其做功为12mv 2+mgh5.(2015·大连检测)如右图所示,小球以初速度v 0从A 点沿不光滑的轨道运动到高为h 的B 点后自动返回,其返回途中仍经过A 点,水平轨道与倾斜轨道之间用平滑圆弧连接(图中没画出).则经过A 点速度v 的大小为 ( )A.v 20-4gh B.4gh -v 20 C.v 20-2gh D.2gh -v 26.如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象,Oa 为过原点的倾斜直线,ab 段表示以额定功率行驶时的加速阶段,bc 段是与ab 段相切的水平直线,则下述说法正确的是 ( )A .0~t 1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B .t 1~t 2时间内汽车牵引力做功为12mv 22-12mv 21C .t 1~t 2时间内的平均速度为12(v 1+v 2)D .在全过程中t 1时刻的牵引力及其功率都是最大值,t 2~t 3时间内牵引力最小7.(2015·山西太原一模)将小球以10 m/s 的初速度从地面竖直向上抛出,取地面为零势能面,小球在上升过程中的动能E k 、重力势能E p 与上升高度h 间的关系分别如图中两直线所示.取g =10 m/s 2,下列说法正确的是 ( ) A .小球的质量为0.2 kgB .小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.20 NC .小球动能与重力势能相等时的高度为2013 mD .小球上升到2 m 时,动能与重力势能之差为0.5 J8. (2015·大庆质量检测)如图所示,半径为R 的金属环竖直放置,环上套有一质量为m 的小球,小球开始时静止于最低点.现使小球以初速度v 0=6Rg 沿环上滑,小球运动到环的最高点时与环恰无作用力,则小球从最低点运动到最高点 ( ) A .小球的机械能守恒B.小球在最低点时对金属环的压力是6mgC.小球在最高点时,重力的功率是mg gRD.小球的机械能不守恒,且克服摩擦力做的功是0.5mgR二、实验题(本题共2小题,共20分)9.(10分)图甲是验证机械能守恒定律的实验.小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住,轻绳另一端固定,将轻绳拉至水平后由静止释放.在最低点附近放置一组光电门,测出小圆柱运动到最低点的挡光时间Δt,再用游标卡尺测出小圆柱的直径d,如图乙所示,重力加速度为g.则:(1)小圆柱的直径d=________cm.(2)测出悬点到圆柱重心的距离l,若等式gl=________成立,说明小圆柱下摆过程中机械能守恒.10.(10分)(2015·山西太原一模)某同学用图1所示装置进行“探究恒力做功与动能改变的关系”实验.平衡摩擦力后,通过实验得到图2所示的纸带.纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F.实验时小车的质量为0.390kg,小车受到细绳的拉力为0.40 N.回答下列问题:(计算结果保留3位有效数字)(1)小车从O到E,所受合力做的功W=________J;动能变化量ΔE k=________J.(2)实验中出现W略大于ΔE k,其主要原因是_____________ ____(写出一条即可).三、计算题(本题共2小题,共32分)11.(16分)如右图所示,传送带与水平面之间的夹角为θ=30°,其上A、B两点间的距离为l=5 m,传送带在电动机的带动下以v=1 m/s的速度匀速运动,现将一质量为m=10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点,已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ=32,在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中(g取10 m/s2),求:(1)传送带对小物体做的功;(2)电动机做的功.12.(16分)(2015·河南省实验中学期中)如图所示,半径R=0.9 m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置,圆弧最低点B与长为L=1 m的水平面相切于B点,BC离地面高h=0.45 m,C点与一倾角为θ=30°的光滑斜面连接,质量m=1.0 kg的小滑块从圆弧顶点A由静止释放,已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,取g=10 m/s2.求:(1)小滑块刚到达圆弧的B点时对圆弧的压力的大小;(2)小滑块到达C点时速度的大小;(3)小滑块从C点运动到地面所需的时间.。
高三物理:功能关系及能量守恒的综合应用(解析版)
功能关系及能量守恒的综合应用1.功能关系及能量守恒在高考物理中占据了至关重要的地位,因为它们不仅是物理学中的基本原理,更是解决复杂物理问题的关键工具。
在高考中,这些考点通常被用于检验学生对物理世界的深刻理解和应用能力。
2.从命题方式上看,功能关系及能量守恒的题目形式丰富多样,既可以作为独立的问题出现,也可以与其他物理知识点如牛顿运动定律、动量守恒定律等相结合,形成综合性的大题。
这类题目往往涉及对能量转化、传递、守恒等概念的深入理解和灵活运用,对考生的逻辑思维和数学计算能力有较高的要求。
3.备考时,考生需要首先深入理解功能关系及能量守恒的基本原理和概念,明确它们之间的转化和守恒关系。
这包括理解各种形式的能量(如动能、势能、热能等)之间的转化关系,以及能量守恒定律在物理问题中的应用。
同时,考生还需要掌握相关的公式和计算方法,如动能定理、机械能守恒定律等,并能够熟练运用这些公式和方法解决实际问题。
4.考向一:应用动能定理处理多过程问题1.解题流程2.注意事项(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的,一般以地面或相对地面静止的物体为参考系。
(2)应用动能定理的关键在于对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析,并画出运动过程的草图,借助草图理解物理过程之间的关系。
(3)当物体的运动包含多个不同过程时,可分段应用动能定理求解;当所求解的问题不涉及中间的速度时,也可以全过程应用动能定理求解,这样更简便。
(4)列动能定理方程时,必须明确各力做功的正、负,确实难以判断的先假定为正功,最后根据结果加以检验。
考向二:三类连接体的功能关系问题1.轻绳连接的物体系统常见情景二点提醒(1)分清两物体是速度大小相等,还是沿绳方向的分速度大小相等。
(2)用好两物体的位移大小关系或竖直方向高度变化的关系。
2.轻杆连接的物体系统常见情景三大特点(1)平动时两物体线速度相等,转动时两物体角速度相等。
(2)杆对物体的作用力并不总是沿杆的方向,杆能对物体做功,单个物体机械能不守恒。
(广东版)高考物理总复习第五章第4课《功能关系能量转化和守恒定律》课件
v2 v2 1 2 答案:(1)2μg (2)μg (3)2mv
方法点窍
1 2 (4)2mv
பைடு நூலகம்
(5)mv2
利用Q=fs相对进行热量Q的计算时,关键是对相对路程s相
对的理解.例如:如果两物体同向运动,s相对为两物体对地位
移大小之差;如果两物体反向运动, s 相对 为两物体对地位移 大小之和;如果一个物体相对另一个物体往复运动,则 s 相对 为两物体相对滑行路径的总长度.
两种摩擦力对物体可以做 正功、负功,还可以不做 功
功能关系的理解和应用
【例1】 g (2013· 芜湖模拟)质量为m的物体从静止开始以 2 的 ) 加速度竖直上升h,对该过程下列说法中正确的是( 1 A.物体的机械能增加2mgh 3 B.物体的机械能减少2mgh C.重力对物体做功mgh 1 D.物体的动能增加2mgh
(1)物块滑到O点时的速度大小;
(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹 性势能为零);
解析: (1)由机械能守恒定律得mgh=2mv (3)若物块 A能够被弹回到坡道上,则它能够上升的最大高
2
1
度是多少?
解得v= 2gh. (2)在水平滑道上物块A克服摩擦力所做的功为 W=μmgd 1 由能量守恒定律得2mv2=Ep+μmgd
只有重力、弹簧弹 力做功 除重力和弹簧弹力 之外的其他力做的 功
不引起机械 能变化
机械能守恒ΔE=0 (1)其他力做多少正功,物 体的机械能就增加多少 (2)其他力做多少负功,物 体的机械能就减少多少 (3)W=ΔE (1)作用于系统的一对滑动 摩擦力一定做负功,系统 内能一定增加 (2)Q=f·s相对
v2 (2)传送带始终匀速运动,路程s2=vt=μg.
广东省惠州市惠阳一中实验学校高三物理一轮专题复习 第4讲 功能关系、能量转化与守恒定律(一)导学案
广东省惠州市惠阳一中实验学校高三物理一轮专题复习第4讲功能关系、能量转化与守恒定律(一)导学案【学习目标】1. 掌握功和能的关系,特别是合力功、重力功、弹力功以及除重力、弹力外其他力的功分别所对应的能量转化关系.2.理解能量守恒定律,并能分析解决有关问题【重点难点】重点:掌握功和能的关系。
难点:熟练应用功和能的关系解决力学综合题。
【使用说明及学法指导】①请同学们充分预习;②请同学们利用5分钟完成知识梳理和基础自测题;③请同学们用10分钟完成基础知识反馈卡;④识记基础知识。
预习案一、知识梳理1.功能关系:(1)功是__________的量度,即做了多少功就有__________发生了转化.(2)做功的过程一定伴随着________________,而且________________必通过做功来实现.2功能量的变化合外力做正功________增加重力做正功________减少弹簧弹力做正功________减少电场力做正功________减少其他力(除重力、弹力外)做正功________增加1.质量为m的物体,从静止开始以2g的加速度竖直向下运动h,不计空气阻力,则下列说法中错误的是( )A.物体的机械能保持不变 B.物体的重力势能减小mghC.物体的动能增加2mgh D.物体的机械能增加mgh题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案探究案一、合作探究探究一功能关系的应用[例1] 升降机底板上放一质量为100 kg的物体,物体随升降机由静止开始竖直向上移动5 m 时速度达到4 m/s,则此过程中(g取10 m/s2) ( ) A.升降机对物体做功5800 J B.合外力对物体做功5800 JC.物体的重力势能增加500 J D.物体的机械能增加800 J小结:力学范围内,应牢固掌握以下三条功能关系:(1)重力的功等于能的变化,表达式:;弹力的功等于能的变化,表达式:;(2)合外力的功等于 能的变化,表达式: ; (3)除重力、弹力外,其他力的功等于 能的变化,表达式: . 探究二 对能量转化与守恒定律的理解和应用例2 ] 如下图所示,光滑坡道顶端距水平面高度为h ,质量为m 的小物块A 从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A 制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M 处的墙上,另一端恰位于坡道的底端O 点.已知在OM 段,物块A 与水平面间的动摩擦因数均为μ,其余各处的摩擦不计,重力加速度为g ,求:(1)物块滑到O 点时的速度大小;(2)弹簧为最大压缩量d 时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零);(3)若物块A 能够被弹回到坡道上,则它能够上升的最大高度是多少? 特别提醒: (1)应用能量守恒定律解决有关问题,要分析所有参与变化的能量. (2)高考考查该类问题,常综合平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识考查判断、推理及综合分析能力. 探究三 摩擦力做功的特点及应用例3 ]如图所示,A 物体放在B 物体的左侧,用水平恒力F 将A 拉至B 的右端,第一次B 固定在地面上,F 做功为W 1,产生热量Q 1;第二次让B 在光滑地面上自由滑动,F 做功为W 2,产生热量为Q 2,则应有 ( )A .W 1<W 2,Q 1=Q 2B .W 1=W 2,Q 1=Q 2C .W 1<W 2,Q 1<Q 2D .W 1=W 2,Q 1<Q 2小结:摩擦力做功的特点: ;训练案一、 课中训练与检测1.2010年广州亚运会上,刘翔重归赛场,以打破亚运会记录的成绩夺得110 m 跨栏的冠军.他采用蹲踞式起跑,在发令枪响后,左脚迅速蹬离起跑器,向前加速的同时提升身体重心.如图2所示,假设刘翔的质量为m ,起跑过程前进的距离为s ,重心升高为h ,获得的速度为v ,克服阻力做功为W 阻,则在此过程中 ( )A .运动员的机械能增加了12mv 2 B .运动员的机械能增加了12mv 2+mgh C .运动员的重力做功为mghD .运动员自身做功W 人=12mv 2+mgh +W 阻 2.如下图所示,A 、B 、C 质量分别为m A =0.7 kg ,m B =0.2 kg ,m C =0.1 kg ,B 为套在细绳上的圆环,A 与水平桌面的动摩擦因数μ=0.2,另一圆环D 固定在桌边,离地面高h 2=0.3 m ,当B 、C 从静止下降h 1=0.3 m 后,C 穿环而过,B 被D 挡住,不计绳子质量和滑轮的摩擦,取g =10 m/s 2,若开始时A 离桌边足够远.试求:(1)物体C 穿环瞬间的速度.(2)物体C 能否到达地面?如果能到达地面,其速度多大?(结果可用根号表示)二、课后巩固促提升:完成《习题集》P221-222 1题-10题。
2019年高考物理一轮复习精品资料:专题5.4 功能关系、能量转化和守恒定律(教学案)含解析
2019年高考物理一轮复习精品资料:专题5.4
功能关系、能量转化和守恒定律(教学案)
1.掌握功和能的对应关系,特别是合力功、重力功、弹力功分别对应的能量转化关系
2.理解能量守恒定律,并能分析解决有关问题.
一、功能关系的理解与应用
1.对功能关系的理解
(1)做功的过程就是能量转化的过程。
不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。
(2)功是能量转化的量度,功和能的关系,一是体现在不同的力做功,对应不同形式的能转化,具有一一对应关系,二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。
2.几种常见的功能关系及其表达式
1 / 20
二、摩擦力做功与能量的关系
1.两种摩擦力做功的比较
2
(1)正确分析物体的运动过程,做好受力分析。
(2)利用运动学公式,结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系。
(3)公式Q=F f·s相对中s相对为两接触物体间的相对位移,若物体在传送带上做往复运动时,则s
为总的相对路程。
相对
三、能量转化与守恒的应用
1.对能量守恒定律的两点理解
(1)某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加,且减少量和增加量一定相等;
(2)某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。
2.能量转化问题的解题思路
(1)当涉及摩擦力做功,机械能不守恒时,一般应用能的转化和守恒定律。
(2)解题时,首先确定初末状态,然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少,哪种形式的能量增加,求出减少的能量总和ΔE减与增加的能量总和ΔE增,最后由ΔE减=ΔE增列式求解。
2 / 20。
广东省惠州市2019年高考物理复习 6-4 功能关系 能量转化及守恒定律先考卷(无答案)
第4讲 功能关系 能量转化及守恒定律一、选择题(在题后给的选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~9题有多项符合.) 1.(2015年山西模拟)如图所示,轻弹簧的上端悬挂在天花板上,下端挂一质量为m 的小球,小球处于静止状态.在小球上加一竖直向上的恒力F 使小球向上运动,小球运动的最高点与最低点之间的距离为H ,则此过程中(g 为重力加速度,弹簧始终在弹性限度内)( )A .小球的重力势能增加mgHB .小球的动能增加(F -mg )HC .小球的机械能增加FHD .小球的机械能守恒2.如图所示,汽车从一座拱形桥上的a 点匀速率运动到b 点,在这个过程中( )A .机械能守恒B .汽车牵引力做的功等于克服摩擦力做的功C .重力做功的功率不变D .汽车所受合外力做的功为零3.(2015年浙江联考)如图所示,ABCD 是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC 的连接处都是一段与BC 相切的圆弧,B 、C 在水平线上,其距离d =0.5 m .盆边缘的高度为h =0.30 m .在A 处放一个质量为m 的小物块并让其由静止下滑.已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC 面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10.小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停下的位置到B 的距离为( )A .0.50 mB .0.25 mC .0.10 mD .04.如图所示,某段滑雪雪道倾角为30°,总质量为m (包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h 处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度为13g .在他从上向下滑到底端的过程中,下列说法正确的是( )A .运动员减少的重力势能全部转化为动能B .运动员获得的动能为13mghC .运动员克服摩擦力做功为23mghD .下滑过程中系统减少的机械能为13mgh5.(改编)如图所示,在竖直平面内有一半径为R 的圆弧轨道,半径OA 水平、OB 竖直,一个质量为m 的小球自A 的正上方P 点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力.已知AP =2R ,重力加速度为g ,则小球从P 到B 的运动过程中( )A .重力做功mgRB .机械能减少mgRC .合外力做功mgRD .克服摩擦力做功12mgR6.如图所示,一个小物体在足够长的斜面上以一定初速度释放,斜面各处粗糙程度相同,初速度方向沿斜面向上,则物体在斜面上运动的过程中( )A .动能一定是先减小后增大B .机械能一直减小C .如果某段时间内摩擦力做功与物体动能的改变量相同,则此后物体动能将不断减小D .如果某段时间内摩擦力做功为W ,再经过相同的时间,两段时间内摩擦力做功可能相等 7.如图所示,质量m =10 kg 和M =20 kg 的两物块,叠放在光滑水平面上,其中物块m 通过处于水平方向的轻弹簧与竖直墙壁相连,初始时刻,弹簧处于原长状态,弹簧的劲度系数k =250 N/m.现用水平力F 作用在物块M 上,使其缓慢地向墙壁移动,当移动40 cm 时,两物块间开始相对滑动,在相对滑动前的过程中,下列说法正确的是( )A .M 受到的摩擦力保持不变B .物块m 受到的摩擦力对物块m 不做功C .推力做的功等于弹簧增加的弹性势能D .开始相对滑动时,推力F 的大小等于100 N8.(2015年中山模拟)如图所示,倾角为30°、高为L 的固定斜面底端与水平面平滑相连,质量分别为3m 、m 的两个小球A 、B 用一根长为L 的轻绳连接,A 球置于斜面顶端,现由静止释放A 、B 两球,球B 与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失且碰后只能沿斜面下滑,它们最终均滑至水平面上.重力加速度为g ,不计一切摩擦.则( )A .小球A 下滑过程中,小球A 、B 系统的重力对系统做正功,系统的重力势能减小B .A 球刚滑至水平面时,速度大小为5gLC .小球B 升高L2时,重力对小球A 做功的功率大于重力对小球B 做功的功率D .小球B 从刚开始上升到开始进入斜面过程中,绳的拉力对小球B 做功为3mgL49.如图所示,质量为m 的物体在水平传送带上由静止释放,传送带由电动机带动,始终保持以速度v 匀速运动,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,物体过一会儿能保持与传送带相对静止,对于物体从静止释放到相对静止这一过程,下列说法正确的是( )A .电动机做的功为12mv2B .摩擦力对物体做的功为12mv 2C .传送带克服摩擦力做的功为mv 2D .电动机增加的功率为μmgv二、非选择题10.为了了解过山车的原理,物理小组提出下列设想:取一个与水平方向夹角为37°、长L =2.0 m 的粗糙的倾斜轨道AB ,通过水平轨道BC 与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE ,整个轨道除AB 段以外都是光滑的.其中AB 与BC 轨道以微小圆弧相接,如图K5-4-10所示,一个小物块以初速度v 0=4.0 m/s ,从某一高处水平抛出,到A 点时速度方向恰沿AB 方向,并沿倾斜轨道滑下.已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数μ=0.5(g 取10 m/s 2,sin 37°=0.60,cos 37°=0.80).求:(1)小物块的抛出点和A 点的高度差;(2)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB ,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件?11.如图K5-4-11所示,水平轨道PAB 与14圆弧轨道BC 相切于B 点,其中,PA 段光滑,AB段粗糙,动摩擦因数μ=0.1,AB 段长L =2 m ,BC 段光滑,半径R =1 m .轻质弹簧的劲度系数k =200 N/m ,左端固定于P 点,右端处于自由状态时位于A 点.现用力推质量m =2 kg 的小滑块,使其缓慢压缩弹簧,当推力做功W =25 J 时撤去推力.已知弹簧的弹性势能表达式为E k =12kx 2,其中k 为弹簧的劲度系数,x 为弹簧的形变量,重力加速度取g =10 m/s 2.(1)求推力撤去瞬间,滑块的加速度;(2)求滑块第一次到达圆弧轨道最低点B 时对B 点的压力F N ;(3)判断滑块能否超过C 点.12. (2015年汕尾质检)如图K5-4-12所示,在大型超市的仓库中,要利用皮带运输机将货物由平台D 运送到高h =2.5 m 的C 平台上,为了便于运输,仓储员在平台D 与传送带间放了一个14圆周的光滑轨道ab ,轨道半径R =0.8 m ,轨道最低端与皮带接触良好,已知皮带和水平面间的夹角θ=37°,皮带和货物间的动摩擦因数μ=0.75,运输机的皮带以v 0=1 m/s 的速度顺时针匀速运动(皮带和轮子之间不打滑),仓储员将质量m =200 kg 的货物放于轨道的a 端(g 取10 m/s 2),求:(1)货物到达圆轨道最低点b 时对轨道的压力;(2)货物沿皮带向上滑行多远才能相对皮带静止; (3)皮带将货物由A 运送到B 需对货物做多少功.。
广东省惠州市2019年高考物理复习 第七章 动量守恒定律 第一讲 动量及其守恒定律先考卷(无答案)
第一讲 动量及其守恒定律班级 姓名 学号 评价 一、 选择题(每小题6分)1. 一枚火箭搭载着卫星以速率v 0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离。
已知前部分的卫星质量为m 1,后部分的箭体质量为m 2,分离后箭体以速率v 2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力与分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v 1为( )A .v 0-v 2B .v 0+v 2C . v 0-m 2m 1v 2D .v 0+m 2m 1(v 0-v 2)2. 质量为m 的物体放在光滑水平地面上,在与水平方向成θ角的恒力F 作用下,由静止开始运动,经过时间t ,速度为v ,在此时间内推力F 和重力的冲量大小分别为( )A .Ft ,0B .Ft cos θ,0C .mv ,0D .Ft ,mgt3. (2014·高考重庆卷)一弹丸在飞行到距离地面5 m 高时仅有水平速度v =2 m/s ,爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为3∶1,不计质量损失,取重力加速度g =10 m/s2.则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )4. (2014·福建福州一模)如图所示,光滑的水平面上,小球A 以速度v 0向右运动时与静止的小球B 发生对心正碰,碰后A 球的速率为v 03,B 球的速率为v 02,A 、B 两球的质量之比为( )A .3:8B .3:5C .2:3D .4:35. (2014·重庆质检)如图所示,一沙袋用无弹性轻细绳悬于O 点,开始时沙袋处于静止,此后弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出。
第一次弹丸的速度为v 1,打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角为30°,当其第1次返回图示位置时,第2粒弹丸以水平速度v 2又击中沙袋,使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30°。
若沙袋质量是弹丸质量的30倍,则以下结论中正确的是( )A .v 1:v 2=1:1B .v 1:v 2=31:32C .v 1:v 2=32:31D .v 1:v 2=31:636.(多选)质量为M、内壁间距为L 的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间有一质量为m 的小物块,小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ。
高考物理一轮总复习 第六章 第4课时 功能关系 能量守恒定律(能力课时)课件
如图所示,固定斜面的倾角θ=
30°,物体A与斜面之间的动摩擦因数μ=
3 2
,
轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点.用一根不
可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B,滑轮右侧绳子与
斜面平行,A的质量为2m,B的质量为m,初始时物体A到C点的距离为
L.现给A、B一初速度v0> gL,使A开始沿斜面向下运动,B向上运动, 物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点.已知重力加速度为g,
从功的角度看,一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的增 加量;从能量的角度看,其他形式能量的减少量等于系统内能的增加 量.
12/8/2021
如图所示,一质量为m=1.5 kg的 滑块从倾角为θ=37°的斜面上自静止开始滑下, 滑行距离s=10 m后进入半径为R=9 m的光滑圆 弧AB,其圆心角为θ,然后水平滑上与平台等高 的小车.已知小车质量为M=3.5 kg,滑块与斜 面及小车表面的动摩擦因数μ=0.35,地面光滑且小车足够长,取g=10 m/s2.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
A.滑块动能的最大值是6 J B.弹簧弹性势能的最大值是6 J C.从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6 J D.整个过程系统机械能守恒
[1-1]如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆
弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球
自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到
达最高点B时对轨道压力为
mg 2
.已知AP=2R,重力加
速度为g,则小球从P到B的运动过程中( B )
A.重力做功2mgR
B.合力做功34mgR
C.克服摩擦力做功12mgR
12/8/2021
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第4讲 功能关系 能量转化及守恒定律
一、选择题(在题后给的选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~9题有多项符合.) 1.(2015年山西模拟)如图所示,轻弹簧的上端悬挂在天花板上,下端挂一质量为m 的小球,小球处于静止状态.在小球上加一竖直向上的恒力F 使小球向上运动,小球运动
的最高点与最低点之间的距离为H ,则此过程中(g 为重力加速度,弹簧始终在弹性限度内)( )
A .小球的重力势能增加mgH
B .小球的动能增加(F -mg )H
C .小球的机械能增加FH
D .小球的机械能守恒
2.如图所示,汽车从一座拱形桥上的a 点匀速率运动到b 点,在
这个过程中( )
A .机械能守恒
B .汽车牵引力做的功等于克服摩擦力做的功
C .重力做功的功率不变
D .汽车所受合外力做的功为零
3.(2015年浙江联考)如图所示,ABCD 是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC 的连接处都是一段与BC 相切的圆弧,B 、C 在水平线上,其距离d =0.5 m .盆边缘的高度为h =0.30 m .在A 处放一个质量为m 的小物块并让其由静止下滑.已知盆内侧壁是光滑的,而
盆底BC 面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10.小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停下的位置到B 的距离为( )
A .0.50 m
B .0.25 m
C .0.10 m
D .0
4.如图所示,某段滑雪雪道倾角为30°,总质量为m (包括雪具在内)的滑雪运动员从距底
端高为h 处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度为1
3g .在他从上向下滑
到底端的过程中,下列说法正确的是( )
A .运动员减少的重力势能全部转化为动能
B .运动员获得的动能为1
3mgh
C .运动员克服摩擦力做功为2
3mgh
D .下滑过程中系统减少的机械能为1
3
mgh
5.(改编)如图所示,在竖直平面内有一半径为R 的圆弧轨道,半径OA 水平、
OB 竖直,一个质量为m 的小球自A 的正上方P 点由静止开始自由下落,小球沿轨
道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力.已知AP =2R ,重力加速度为g ,则小球从P 到B 的运动过程中( )
A .重力做功mgR
B .机械能减少mgR
C .合外力做功mgR
D .克服摩擦力做功1
2
mgR
6.如图所示,一个小物体在足够长的斜面上以一定初速度释放,斜面各处粗糙程度相同,初速度方向沿斜面向上,则物体在斜面上运动的过程中( )
A .动能一定是先减小后增大
B .机械能一直减小
C .如果某段时间内摩擦力做功与物体动能的改变量相同,则此后物体动能将不断减小
D .如果某段时间内摩擦力做功为W ,再经过相同的时间,两段时间内摩擦力做功可能相等 7.如图所示,质量m =10 kg 和M =20 kg 的两物块,叠放在光滑水平面上,其中物块m 通过处于水平方向的轻弹簧与竖直墙壁相连,初始时刻,弹簧处于原长状态,弹簧的劲度系数k =250 N/m.现用水平力F 作用在物块M 上,使其缓慢地向墙壁移动,当移动40 cm 时,两物块间开始相对滑动,在相对滑动前的过程中,下列说法正确的是( )
A .M 受到的摩擦力保持不变
B .物块m 受到的摩擦力对物块m 不做功
C .推力做的功等于弹簧增加的弹性势能
D .开始相对滑动时,推力F 的大小等于100 N
8.(2015年中山模拟)如图所示,倾角为30°、高为L 的固定斜面底端与水平面平滑相连,质量分别为3m 、m 的两个小球A 、B 用一根长为L 的轻绳连接,A 球置于斜面顶端,现由静止释放
A 、
B 两球,球B 与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失且碰后只能沿斜面下滑,它们最终均滑至水
平面上.重力加速度为g ,不计一切摩擦.则( )
A .小球A 下滑过程中,小球A 、
B 系统的重力对系统做正功,系统的重力势能减小
B .A 球刚滑至水平面时,速度大小为5gL
C .小球B 升高L
2时,重力对小球A 做功的功率大于重力对小球B 做功
的功率
D .小球B 从刚开始上升到开始进入斜面过程中,绳的拉力对小球B 做功为3mgL
4
9.如图所示,质量为m 的物体在水平传送带上由静止释放,传送带由电动机带动,始终保持以速度v 匀速运动,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,物体过
一会儿能保持与传送带相对静止,对于物体从静止释放到相对静止
这一过程,下列说法正确的是( )
A .电动机做的功为12
mv
2
B .摩擦力对物体做的功为12mv 2
C .传送带克服摩擦力做的功为mv 2
D .电动机增加的功率为μmgv
二、非选择题
10.为了了解过山车的原理,物理小组提出下列设想:取一个与水平方向夹角为37°、长L =2.0 m 的粗糙的倾斜轨道AB ,通过水平轨道BC 与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE ,整个轨道除AB 段以外都是光滑的.其中AB 与BC 轨道以微小圆弧相接,如图K5-4-10所示,一个小物块以初速度v 0=4.0 m/s ,从某一高处水平抛出,到A 点时速度方向恰沿AB 方向,并沿倾斜轨道滑下.已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数μ=0.5(g 取10 m/s 2
,sin 37°=0.60,cos 37°=0.80).求:(1)小物块的抛出点和A 点的高度差;
(2)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB ,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件?
11.如图K5-4-11所示,水平轨道PAB 与1
4圆弧轨道BC 相切于B 点,其中,PA 段光滑,AB
段粗糙,动摩擦因数μ=0.1,AB 段长L =2 m ,BC 段光滑,半径R =1 m .轻质弹簧的劲度系数
k =200 N/m ,左端固定于P 点,右端处于自由状态时位于A 点.现用力推质量m =2 kg 的小滑块,
使其缓慢压缩弹簧,当推力做功W =25 J 时撤去推力.已知弹簧的弹性势能表达式为E k =12kx 2,
其中k 为弹簧的劲度系数,x 为弹簧的形变量,重力加速度取g =10 m/s 2
.
(1)求推力撤去瞬间,滑块的加速度;
(2)求滑块第一次到达圆弧轨道最低点B 时对B 点的压力F N ;
(3)判断滑块能否超过C 点.
12. (2015年汕尾质检)如图K5-4-12所示,在大型超市的仓库中,要利用皮带运输机将货物由平台D 运送到高h =2.5 m 的C 平台上,为了便于运输,仓储员在平台D 与传送带间放了一个
1
4圆周的光滑轨道ab ,轨道半径R =0.8 m ,轨道最低端与皮带接触良好,已知皮带和水平面间的夹角θ=37°,皮带和货物间的动摩擦因数μ=0.75,运输机的皮带以v 0=1 m/s 的速度顺时针匀速运动(皮带和轮子之间不打滑),仓储员将质量m =200 kg 的货物放于轨道的a 端(g 取10 m/s 2
),求:
(1)货物到达圆轨道最低点b 时对轨道的压力;
(2)货物沿皮带向上滑行多远才能相对皮带静止; (3)皮带将货物由A 运送到B 需对货物做多少功.。