2016《名师面对面》高考物理大一轮复习课时训练：高考热点探究5 第5章机械能及其守恒定律
2016《名师面对面》高考物理大一轮复习课件：第1章 第2讲匀变速直线运动的规律及应用
第一章
运动的描述
匀变速直线运动的研究
高三一轮总复习 · 物理
2．匀变速直线运动的规律
vt＝v0＋at (1)速度公式：________________. 1 2 s＝v0t＋ at (2)位移公式：________________. 2
2 2 v － v (3)速度与位移的关系式：______________. t 0＝2as v0＋vt t (4)位移与平均速度的关系式：s＝ v t＝__________. 2
第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
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【跟踪训练】
2．(单选)质点从静止开始做匀加速直线运动，从开始运动
起，通过连续3段路程所用的时间分别为1 s、2 s、3 s，则这3 段路程之比应为( A．1∶2∶3 C．1∶4∶9 【答案】D 【解析】在初速度为零的匀加速直线运动中，第1个t内、 第 2 个 t 内、第 3 个 t 内 „„ 的位移之比为 s1∶s2∶s3∶„∶sN ＝ ) B．1∶3∶5 D．1∶8∶27
2；粗略计算 9.8 减小 ． 无 特 殊 说 明 ， g 一 般 取 ________m/s ________ 2. 10 时，g可取________m/s
(3)方向：____________. 竖直向下
第一章
运动的描述
匀变速直线运动的研究
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3．自由落体运动规律
1 2 gt gt 2gh (1)vt＝________ ，h＝________ ，v2 2 t ＝________.
第一章
运动的描述
匀变速直线运动的研究
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【跟踪训练】 1 ． ( 单选 )(2015 年珠海摸底 ) 质点做直线运动的位移 x 与时 间t的关系为x＝5t＋t2(各物理量均采用国际单位制单位 )，则该 质点( )
2016《名师面对面》高考物理大一轮复习课件：第5章 第3讲机械能守恒定律
解析 (1)设小球经过 B 点时的速度大小为 vB，由机械能守 恒，得 1 2 mg(H－h)＝ mvB－0， 2 解得 vB＝10 m/s. (2)设小球经过 C 点时的速度为 vC，受到的支持力为 FN. 由 B 点到 C 点根据机械能守恒定律，得 1 2 1 2 mv ＋mgR(1－cos 53° )＝ mvC. 2 B 2 v2 C 在 C 点由牛顿第二定律，得 FN－mg＝m R ， 解得 FN＝43 N.
(2)对每一个过程根据遵守的规律列出方程．
(3)由过程连接点对应的物理量把方程联系在一起．
第五章 机械能及其守恒定律
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(2011 年福建卷 ) 如图 5 － 3 － 5 所示为某种 鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部 AB 是一长 为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管， 管口沿水平方向， AB 管内有一原长为 R 、下端固定的轻质弹 簧，投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上
第五章
机械能及其守恒定律
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二、机械能守恒定律 1．内容 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互 转化 ，而总的机械能____________ 保持不变 相________ ．
2．机械能守恒的条件
重力 或________ 弹力 做功． 只有________
第五章
机械能及其守恒定律
(3)受其他力，其他力也做功，但其他力做功代数和为零．
第五章 机械能及其守恒定律
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2．判断方法 (1)利用机械能的定义判断 (直接判断)：若物体动能、势能 均不变，机械能不变．若一个物体动能不变，重力势能变化， 或重力势能不变，动能变化，或动能和重力势能同时增加 ( 减 少)，其机械能一定变化．
2016《名师面对面》高考物理大一轮复习课件：第1章 第1讲描述运动的基本概念
时，可以把船看作质点，B正确；杂技演员在钢丝上要做各种
动作，不能看作质点，C错误；地球绕太阳转动时可以把地球 看作质点，D正确． 答案 BD
第一章
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匀变速直线运动的研究
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题后反思 一般情况下，平动的物体可以看作质点；转动 的物体不能看作质点． 同一个物体，有时可看作质点，有时又不能看作质点．比
B．物体的加速度增大，速度反而越来越小
C．速度越来越大，加速度越来越小 D．加速度既不与速度同向，也不与速度反向 【答案】BCD
第一章
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匀变速直线运动的研究
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Δv 【解析】由 a＝ 可知，加速度 a 的方向就是速度变化的 Δt 方向，故选项 A 错误；若加速度与速度方向相反，则选项 B 可 能；若加速度与速度同向，则选项 C 可能；选项 D 也可能，如 匀速圆周运动．
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
第一章
运动的描述
匀变速直线运动的研究
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考纲展示 参考系、质点
要 求 Ⅰ
考纲解读
1.本章内容是高中物理的基础，概 念、公式比较多，对相关概念公式、图象 位移、速度和 Ⅱ 等多采用类比的方式帮助理解和应用． 加速度 2．运动图象一直是考查的热点，匀 变速直线运动规律常与牛顿运动定律以及 匀变速直线运 动及其公式、 Ⅱ 复合场结合来命题． 3．打点计时器的使用和纸带数据的 图象 处理关系到多个力学实验，要熟练掌握求 实验一：研究匀变 瞬时速度、逐差法求加速度以及用v－t图 速直线运动 象求加速度的方法．
它当作质点
C．研究杂技演员在走钢丝的表演时，可以把杂技演员当 作质点
【名师面对面】2016高考物理大一轮复习 第1讲 机械振动和振动图象课件(选修3-4)
机械振动和振动图象
某一中心位置 附近的往复运动，叫机 机械振动：物体在______________
械振动，简称振动． 一、简谐运动 正弦函数的规律 1．定义：质点的位移与时间的关系遵从_________ 的振动，即其振动图象(x－t图象)是一条正弦曲线． 回复力 为零的位置， 2．平衡位置：物体在振动过程中________ 合外力不一定为零．
【答案】CD
【解析】设题图中 a、b 两点为质点振动过程的最大位移 处，若开始计时时刻，质点从 O 点向右运动，O→M 过程历时 3 s，M→b→M 运动过程历时 2 s(即 M→b 历时 1 s)，显然 T＝ 16 s．质点第三次经过 M 点还需要的时间 Δt3＝(T－2) s＝(16 －2) s＝14 s，故选项 C 正确．若开始计时时刻，质点从 O 点 向左运动，O →a→O →M 运动过程历时 3 s，M→b→M 运动 3 16 过程历时 2 s(即 M→b 历时 1 s)，显然 T＝4 s，T＝ s，Δt3 4 3 16 10 ＝T－2 s＝ ( －2) s＝ s，故选项 D 正确． 3 3
3．描述简谐运动的物理量
物理量 位移
定义
意义
平衡位置 指向质点所在位 描述质点某时刻 由__________
置的有向线段，不是初位置指 相对于平衡位置 向某位置 的位移 振动物体离开平衡位置的 描述振动的强弱 最大距离 __________ 振动物体完成一次全振动所需 描述振动的快 的时间 慢，两者互为倒 振动物体单位时间内完成全振 动的次数 1 数：T＝ f
考纲展示 简谐运动 简谐运动的公式和图象
考纲展示 波的干涉和衍射现象 多普勒效应
要求 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ
考纲解读
变化的磁场产生电场、变化的电 场产生磁场、电磁波及其传播
2016《名师面对面》高考物理大一轮复习(课件+课时训练)：第二章物体间的相互作用第2讲 摩擦力
第二章第2讲一、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题有多项符合题目要求．)1．如图K2－2－1所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力()图K2－2－1A．方向向左，大小不变B．方向向左，逐渐减小C．方向向右，大小不变D．方向向右，逐渐减小【答案】]A【解析】对A、B整体受力分析如图所示，滑动摩擦力f使整体产生加速度a，a等于μg 不变，对B受力分析知，B所受静摩擦力f′＝m B·a＝μm B g，大小不变，方向向左，故A正确，B、C、D错误．2．如图K2－2－2所示，一物块置于水平地面上，当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动．若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为()图K2－2－2A．3－1 B．2－ 3C．32－12D．1－32【答案】B【解析】当用F1拉物块时，由平衡条件，可知F1cos 60°＝μ(mg－F1sin 60°)；当用F2推物块时，又有F 2cos 30°＝μ(mg ＋F 2sin 30°)，又F 1＝F 2，求得μ＝cos 30°－cos 60°sin 30°＋sin 60°＝2－3，选项B 正确．3．(2015年山东模拟)如图K2－2－3所示，一个质量为m 的滑块静置于倾角为30°的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P 点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°.则( )图K2－2－3A ．滑块可能受到三个力作用B ．弹簧一定处于压缩状态C ．斜面对滑块的支持力大小可能为零D ．斜面对滑块的摩擦力大小可能小于12mg【答案】A【解析】将滑块隔离受力分析，由平衡条件可知斜面对滑块的摩擦力大小一定等于12mg ，有摩擦力就一定有弹力，故斜面对滑块的支持力大小不可能为零，选项C 、D 错误；弹簧可能处于原长，没有弹力，弹簧也可能处于压缩或伸长状态，故选项A 正确，B 错误．4．如图K2－2－4所示，重80 N 的物体A 放在倾角为30°的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm 、劲度系数为1 000 N/m 的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体A 后，弹簧长度缩短为8 cm ，现用一测力计沿斜面向上拉物体，若滑块与斜面间的最大静摩擦力为25 N ，当弹簧的长度仍为8 cm 时，测力计读数不可能为( )图K2－2－4A ．10 NB ．20 NC ．40 ND ．60 N【答案】D5．(2015年河源模拟)A、B、C三个物体如图K2－2－5放置在水平面上，所有接触面均不光滑，有一个水平向右的力F作用在物体C上，使A、B、C一起向右做匀速运动，则()图K2－2－5A．B对A的静摩擦力方向水平向左B．B对A的静摩擦力方向水平向右C．C对A的静摩擦力方向水平向左D．C对A的静摩擦力方向水平向右【答案】AD【解析】物体B相对地面水平向右运动，所受地面的滑动摩擦力方向向左，因B匀速运动，故A对B的静摩擦力方向水平向右，从而B对A的静摩擦力方向水平向左，选项A 正确、B错误；物体A水平向右匀速运动，B对它的静摩擦力方向水平向左，因而C对A 的静摩擦力方向水平向右，选项C错误、D正确．6．(2015年开封二模)如图K2－2－6所示，质量为m的物体在沿斜面向上的拉力F作用下沿放在水平地面上的质量为M的粗糙斜面匀速下滑，此过程中斜面体保持静止，则斜面与地面间()图K2－2－6A．没有摩擦力B．摩擦力的方向水平向左C．支持力为(M＋m)gD．支持力小于(M＋m)g【答案】BD【解析】整体受力分析，根据共点力平衡得，地面的摩擦力f＝F cos θ，方向水平向左．支持力的大小N＝(M＋m)g－F sin θ，小于(M＋m)g.故BD正确，A、C错误．7．如图K2－2－7所示，水平地面上的物体A在斜向上的拉力F的作用下，向右做匀速直线运动，拉力F与水平面夹角为θ.下列说法正确的是()图K2－2－7A．物体A一定受到4个力的作用B．物体A受到的摩擦力大小为F sin θC．拉力F与物体A受到的摩擦力的合力方向一定是竖直向上D．物体A受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力【答案】AC【解析】物体在水平地面上做匀速直线运动，则其一定处于平衡状态，对物体受力分析如图所示，知物体受4个力，选项A正确；物体受力平衡，则有f＝F cos θ，G＝F N＋F sin θ，选项B、D错误；由图知G与F N的合力竖直向下，由平衡知识得F与f的合力方向必竖直向上，选项C正确．8．在研究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块，如图K2－2－8所示．小木块的运动状态及弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时，木块与桌面的接触面相同)，则从下表分析可知()图K2－2－8实验次数小木块的运动状态弹簧测力计读数(N)1 静止0.42 静止0.63 加速0.74 匀速0.55 减速0.3AB．木块受到的最大静摩擦力可能为0.6 NC．在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有三次是相同的D．在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有两次是相同的【答案】BC【解析】本题可确定最大静摩擦力大于或等于0.6 N，也能判断滑动摩擦力为0.5 N且不变，故B、C正确．9．如图K2－2－9所示，A 是一质量为M 的盒子，B 的质量为M2，用细绳相连，跨过光滑的定滑轮，A 置于倾角为α的斜面上，B 悬于斜面之外，处于静止状态．现在向A 中缓慢地加入沙子，整个系统始终保持静止，则在加入沙子的过程中( )图K2－2－9A ．绳子拉力的大小不变，恒等于12MgB ．A 对斜面的压力逐渐增大C ．A 所受的摩擦力逐渐增大D ．A 所受的摩擦力先增大后减小 【答案】AB 二、非选择题10．如图K2－2－10所示，物体A 、B 的质量m A ＝6 kg ，m B ＝4 kg ，A 与B 、B 与地面之间的动摩擦因数都为μ＝0.3，在外力F 作用下，A 和B 一起匀速运动，求A 对B 和地面对B 的摩擦力的大小和方向(g 取10 m/s 2)．图K2－2－10【答案】15 N ，方向向右 30 N ，方向向左【解析】因为A 、B 一起在地面上运动，所以A 与B 间是静摩擦力，而B 与地面间是滑动摩擦力，所以有F 地B ＝μ(m A ＋m B )g ＝0.3×(6＋4)×10 N ＝30 N. F 地B 的方向与相对运动方向相反，即向左．整体受力分析知F ＝F 地B ＝30 N ，对A 物体有F T －F BA ＝0，其中F T 为绳的拉力，大小为F T ＝F2＝15 N 解得F BA ＝15 N ，方向向左，根据牛顿第三定律知，A 对B 的摩擦力大小为F AB ＝F BA ＝15 N ，方向向右．11．(2015年惠阳调研)在建筑装修中，工人用质量为5.0 kg 的磨石A 对地面和斜壁进行打磨，已知A 与地面、A 与斜壁之间的动摩擦因数μ相同．(g 取10 m/s 2)图K2－2－11(1)当A 受到水平方向的推力F 1＝25 N 打磨地面时，A 恰好在水平地面上做匀速直线运动，求A 与地面间的动摩擦因数μ.(2)若用A 对倾角θ＝37°的斜壁进行打磨(如图K2－2－11所示)，当对A 施加竖直向上的推力F 2＝60 N 时，则磨石A 从静止开始沿斜壁向上运动2 m(斜壁长大于2 m)所需时间为多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)【答案】(1)0.5 (2)2 s【解析】(1)当A 做匀速直线运动时，有F 1＝f 1， F N1＝mg ， f 1＝μF N1.代入数据，得μ＝0.5.(2)当A 在斜壁上运动的过程中，有(F 2－mg )cos θ－f ＝ma ， (F 2－mg )sin θ－F N ＝0，f ＝μF N ， 得(F 2－mg )cos θ－μ(F 2－mg )sin θ＝mA ． 代入数据，得a ＝1 m/s 2.又根据s ＝12at 2，得2＝12×1×t 2，即t ＝2 s.12．如图K2－2－12所示，在倾角为θ的粗糙斜面上，一个质量为m 的物体被水平力F 推着静止于斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ且μ＜tan θ，求力F 的取值范围．图K2－2－12【答案】sin θ－μcos θμsin θ＋cos θ mg ≤F ≤μcos θ＋sin θcos θ－μsin θmg【解析】因为μ＜tan θ，所以当F ＝0时，物体不能静止． 若物体在力F 的作用下刚好不下滑，则物体受沿斜面向上的最大静摩擦力且此时F 最小，对物体受力分析，如图所示，由平衡条件，有mg sin θ＝F cos θ＋f 1，① N ＝mg cos θ＋F sin θ，② f 1＝μN ，③ 由①②③，得F min ＝sin θ－μcos θμsin θ＋cos θmg .若物体在力F 的作用下刚好不上滑，则物体受沿斜面向下的最大静摩擦力且此时F 最大，对物体受力分析，如图所示，由平衡条件，有mg sin θ＋f 2＝F cos θ，④ N 2＝mg cos θ＋F sin θ，⑤ f 2＝μN 2.⑥ 由④⑤⑥，得F max ＝μcos θ＋sin θcos θ－μsin θmg .所以sin θ－μcos θμsin θ＋cos θ mg ≤F ≤μcos θ＋sin θcos θ－μsin θ mg .。
2016《名师面对面》高考物理大一轮复习课件：第5章 第5讲 实验五：探究动能定理
一起进行第2次、第3次„„实验时，使每次实验中橡皮筋伸长
的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器 所打的纸带测出．
第五章
机械能及其守恒定律
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图5－5－6
第五章
机械能及其守恒定律
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(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度 尺和________(填“交流”或“直流”)电源． (2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当 倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是______．
机械能及其守恒定律
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图5－5－8
第五章
机械能及其守恒定律
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(1) 除 了 图 中 已 给 出 的 实 验 器 材 外 ， 还 需 要 的 器 材 有 __________________； (2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措 施是_______________________________________________；
第五章
机械能及其守恒定律
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一、实验目的 1．探究外力对物体做功与物体速度变化之间的关系． 2 ．通过对实验数据分析，总结出做功与物体速度平方的 正比关系．
3．利用图象处理数据．
第五章
机械能及其守恒定律
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二、实验原理
1 ．不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮筋条数 确定对小车做功W、2W、3W、„. 2 ．由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打 点计时器测出．这样，进行若干次测量，就能得到若干组功和
第五章
机械能及其守恒定律
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2016《名师面对面》高考物理大一轮复习课件：第2章 第2讲摩擦力
第二章
物体间的相互作用
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第二章
物体间的相互作用
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第二章
物体间的相互作用
擦力的方向与物体运动方向可能相同，也可能相反，还可能成
一定夹角．
第二章 物体间的相互作用
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(多选)(2015年广东六校联考)如图 2－2－5
所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过 细绳跨 过光滑的定滑轮与 A 相连接，连接 B 的一段细绳与斜面 平行，A、B、C都处于静止状态，则( A．B受到C的摩擦力可能为零 )
B．B对A的摩擦力向右
C．地面对A的摩擦力向右 D．地面对A没有摩擦力 【答案】D
图 2－2－9
第二章
物体间的相互作用
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【解析】弹簧被压缩，给物体B的弹力水平向左，因此物
体B平衡时必受到水平向右的摩擦力，而B对A的摩擦力水平向
左，故A、B均错误；取A、B为一整体，因系统静止，水平方 向合力为零，地面对A的摩擦力一定为零，故D正确，C错误．
向，然后由受力分析判定静摩擦力的方向．先确定受力较少的
物体受到的摩擦力方向，再确定与其接触的物体受到的摩擦力 方向．
第二章
物体间的相互作用
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如图2－ 2－3所示，物块A和 B在外力F的作用下一起沿水
平面向右以加速度a做匀加速直线运动时，摩擦力提供A物体的 加速度，根据牛顿第二定律，可知 A 、 B 之间的摩擦力大小为
C正确；对B、C，竖直方向上的拉力为GAsin θ，故水平面的支
持力为(GB＋GC)－GAsin θ，显然D错误．
第二章
物体间的相互的计算 计算摩擦力的大小，首先要弄清需计算的是静摩擦力还是
2016《名师面对面》高考物理大一轮复习课件：第3章 第3讲牛顿运动定律的综合应用
失重现象 mg－F＝ma
完全失重 mg－F＝ma
理式 F＝m(g＋a)
F＝m(g－a)
F＝0
无阻力的抛体运
运动 加速上升、减速 加速下降、减速 动情况；绕地球 状态 下降 上升 匀速圆周运动的 卫星
第三章
牛顿运动定律
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【跟踪训练】
2 ． ( 多选 )(2015 年广州调研 ) 如图 3 － 3 － 2 ，电梯内重为 10 N的物体悬挂在弹簧测力计上．某时刻，乘客观察到测力计示 数变为8 N，则电梯可能( A．匀加速向上运动 )
(单选)(2015年广东实验中学段考)如图3－3－6所
示，一长木板在水平地面上运动，在某时刻 (t ＝ 0) 将一相对于 地面静止的物块轻放到木板上，己知物块与木板的质量相等， 物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大 静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上．在物块放到
木板上之后，木板运动的速度－时间图象可能是下列图中的
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第三章 牛顿运动定律
第三章
牛顿运动定律
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第3讲 牛顿运动定律的综合应用
第三章
牛顿运动定律
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一、瞬时加速度分析 分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析物体在该 时刻前、后的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬 时加速度．此类问题应注意两种模型的建立．
定律列方程求解．
第三章 牛顿运动定律
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3．外力和内力 如果以物体系统为研究对象，受到系统之外的物体的作用 外力 ，而系统内各物体间的相 力，这些力是该系统受到的________ 互作用力为内力．应用牛顿第二定律列方程时不考虑 内力 ．如果把某物体隔离出来作为研究对象，则内力将转 ________ 换为隔离体的外力．
高考一轮复习【第五章】《机械能》专题讲座(含答案)
【创新方案】2019年高考物理一轮复习专家专题讲座：第五章 机械能体育运动中的功和能理论联系实际是学习物理的重要途径和有效方法，在体育运动中如何分析做功和能量转化的问题，是我们应具备的一种能力。
一、登楼运动[典例1] 某学生以正常速度从一楼登上三楼，他登楼的功率最接近于( ) A ．5 W B ．50 W C ．500 WD ．5 000 W[解析] 要估算这个学生登楼时的功率，必须知道人的质量，可估为50 kg ，正常登楼的速度约为1 m/s ，根据公式P ＝W t ＝Ght＝mgv ，代入数据可估算人登楼的功率为500 W ，所以答案是C 。
[答案] C[名师点评] 根据常识以及所给的信息(图片、文字、数据)等，寻求问题的思路，对人的做功问题进行估算，很好地考查了学生是否真正理解物理基本知识和基本规律，能否灵活运用所学的知识去分析和解决实际问题的能力。
二、滑板运动[典例2] 某滑板爱好者在离地h ＝1.8 m 高的平台上滑行，如图1所示，水平离开A 点后落在水平地面的B 点，其水平位移x 1＝3 m ，由于着地时存在能量损失，着地后速度变为v ＝4 m/s ，并以此为初速度沿水平地面滑行x 2＝8 m 后停止。
已知人与滑板的总质量m ＝60 kg ，求：图1(1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小；(2)人与滑板离开平台时的水平初速度。
(空气阻力忽略不计，g 取10 m/s) [解析] (1)设滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力为F f ，根据动能定理有 －F f x 2＝0－12mv 2解得F f ＝mv22x 2＝60 N(2)人和滑板一起在空中做平抛运动，设初速度为v 0，飞行时间为t ，根据平抛运动规律有 t ＝2h g ，v 0＝x 1t解得：v 0＝x 12h g ＝32×1.810m/s ＝5 m/s[答案] (1)60 N (2)5 m/s[名师点评] 本题以滑板运动为背景，涉及平抛知识和动能定理。
物理：教学参考(物理：《名师面对面》高考物理大一轮复习课时训练10)
2016《名师面对面》高考物理大一轮复习课时训练10一、选择题(在题后给的选项中，第1～3题只有一项符合题目要求，第4～7题有多项符合题目要求．)1．处在匀强磁场中的矩形线圈abcd以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直．在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合(如图K10－1－1)，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是()图K10－1－1图K10－1－1【答案】C【解析】分析交变电流的图象问题应注意图线上某一时刻对应的线圈在磁场中的位置，将图线描述的变化过程对应到线圈所处的具体位置是分析的关键，线圈在图示位置时磁通量为零，但感应电流为最大值；再由楞次定律可判断线圈在转过90°的过程中，感应电流为正，故选项C正确．2．一个矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化关系如图K10－1－2所示．下列说法正确的是()图K10－1－2A．t1时刻通过线圈的磁通量为零B．t2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大D．每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大【答案】D【解析】由题图，可知t1、t3时刻线圈中的感应电动势e＝0，说明这两个时刻线圈通过中性面，穿过线圈的磁通量为最大，这两个时刻线圈各边都不切割磁感线，线圈中的电动势为0，说明磁通量变化率为0，因此选项A、C错误；t2时刻线圈中的感应电动势达到最大，说明线圈平面正转至与磁感线平行位置，此时穿过线圈的磁通量为0，所以选项B错误；每当e变换方向时也就是线圈通过中性面时，通过线圈的磁通量的绝对值最大，所以选项D正确．3．如图K10－1－3所示的电路中，A是熔断电流I0＝2 A的保险丝，R是可变电阻，S 是交流电源．交流电源的内阻不计，其电动势随时间变化的规律是e＝2202sin314t V．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于( )图K10－1－3A ．110 2 ΩB ．110 ΩC ．220 ΩD ．220 2 Ω【答案】B【解析】该交变电流电动势的有效值为U ＝22022V ＝220 V ，故电阻的最小阻值R min＝U I 0＝2202Ω＝110 Ω. 4．(2015年广东调研)如图K10－1－4所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b 所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是( )图K10－1－4A ．在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零B ．线圈先后两次转速之比为2∶3C ．交流电a 的电压瞬时值为u ＝10sin(5πt ) VD ．交流电b 的电压最大值为203V【答案】CD【解析】t ＝0时刻线圈处于中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，A 错误；由题中图象可知交流电a 、b 周期之比是2∶3，所以线圈先后两次转速之比为3∶2，B 错误；交流电a的瞬时值为u ＝U m sin ωt ＝10sin ⎝⎛⎭⎫2πT a t V ＝10sin (5πt ) V ，C 正确；又由U m ＝nBSω可知U b m ＝T a T b U a m ＝0.40.6×10 V ＝203V ，D 正确． 5．如图图K10－1－5甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化．下列说法正确的是( )图K10－1－5A ．图甲表示交流电，图乙表示直流电B ．两种电压的周期相等C ．两种电压的有效值相等D ．图甲所示电压的瞬时值表达式为u ＝311sin100πt V【答案】BD【解析】因图象的纵坐标上电压的正负表示电压的方向，因此两图均为交流电，A 错；两图象的周期都是2×10－2 s ，故B 对；对于正弦交流电才有U 有效＝U m 2，虽然两图的峰值相同，但图乙非正弦(余弦)交流电，不适用上式有效值的求法，故C 错；正弦交流电电压瞬时值的表达式为u ＝U m sin ωt ，由图甲可知U m ＝311 V ，T ＝2×10－2 s ，可得ω＝2πT＝100π，代入上式得u ＝311sin100πt V ，故D 对．6．某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图K10－1－6所示，由图中信息可以判断( )图K10－1－6A ．在t 1和t 3时刻线圈处于中性面位置B ．在t 1和t 3时刻穿过线圈的磁通量为0C ．从t 1～t 5时间线圈转过的角度为2πD ．若从0～t 4历时0.02 s ，则在1 s 内交变电流的方向改变50次 【答案】BC【解析】在t 1和t 3时刻电流最大，即磁通量变化率最大，但磁通量为0，线圈平面与中性面垂直；t 1～t 5为一个周期，线圈转过的角度为2π；由于一个周期为0.02 s,1 s 有50个周期，1个周期电流换向两次，故在1 s 内交变电流的方向改变100次．7．(2015年增城质检)电阻R 1、R 2与交流电源按照如图K10－1－7甲所示的方式连接，R 1＝10 Ω，R 2＝20 Ω.合上开关S 后，通过电阻R 1的交变电流i 随时间t 变化的情况如图K 10－1－7乙所示，则( )图K10－1－7A ．通过R 1的电流随时间变化的规律是i R 1＝0.62·cos 100πt (A)B ．加在R 1两端的电压随时间变化的规律是u 1＝62·sin 100πt (V)C ．电压表的示数一定为u 2＝122sin 100πt (V)D ．电压表的示数为12 V 【答案】BD【解析】交流电经过电路任何用电器的周期、频率、角速度是不变的，而且是同步的，都是正弦变化，T ＝0.02 s ，ω＝100π rad/s.而两个电阻的电流和电压分配符合串联电路的规律，电压表的示数为有效值，而不是瞬时值，故U 2＝0.6×20 V ＝12 V .。
《名师面对面》高考物理大一轮复习课件：第5章 第6讲实验六：验证机械能守恒定律
第6讲 实验六：验证机械能守恒定律
一、实验目的 验证机械能守恒定律． 二、实验原理 1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能 和动能互相转化，但总的机械能保持不变．若物体某时刻瞬时 速度为 v，下落高度为 h，则重力势能的减少量为 mgh，动能 的增加量为12mv2，看它们在实验误差允许的范围内是否相等， 若相等则验证了机械能守恒定律．
答案 (1)甲 因为这个方案摩擦阻力小，误差小，操作方 便，实验器材少
(2)4.8 m/s2 乙 因为物体运动的加速度比重力加速度小 很多
(3)BC
中：
用自由落体法验证机械能守恒定律的实验
(1)
运
用
公
式
1 2
mv2
＝
mgh
对 实 验 条 件 的 要 求 是 ________
______________________________，为此，所选择的纸带第 1,2
五、数据处理
方法一：利用起始点和第 n 点计算．代入 ghn 和12v2n，如果 在实验误差允许的范围内，ghn 和12v2n相等，则验证了机械能守 恒定律．
方法二：任取两点计算 (1)任取两点 A、B 测出 hAB，算出 ghAB； (2)算出12v2B－12v2A的值； (3)在实验误差允许的范围内，若 ghAB＝12v2B－12v2A成立，则 验证了机械能守恒定律．
图 5－6－6
(3)根据纸带算出各相关点的速度 v，量出下落的距离 h， 以v22为纵轴，以 h 为横轴画出的图线应是图中的_______，就证 明机械能是守恒的，图象的斜率代表的物理量是_________．
A
B
C
D
【答案】(1)在打第一个点时，重锤恰好由静止开始下落
优化探究(新课标)高三物理一轮复习 第5章 机械能 第1讲 功 功率知能提升演练
功 功率[随堂反馈]1．(2015·高考海南卷)假设摩托艇受到的阻力大小正比于它的速率．如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的( ) A ．4倍 B.2倍 C.3倍D.2倍解析：阻力F f 与速率v 成正比，设比值为k ，则F f ＝kv .摩托艇达到最大速率时P ＝F f v ，得P ＝kv 2，即输出功率与最大速率的平方成正比，若输出功率变为原来的2倍，则最大速率变为原来的2倍，D 正确． 答案：D2.如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动，A 沿着固定在地面上的光滑斜面下滑，B 做自由落体运动．两物体分别到达地面时，下列说法正确的是( )A ．重力的平均功率P A ＞PB B ．重力的平均功率P A ＝P BC ．重力的瞬时功率P A ＝P BD ．重力的瞬时功率P A ＜P B解析：根据功的定义可知重力对两物体做功相同即W A ＝W B ，自由落体时间满足h ＝12gt 2B ，斜面下滑时间满足h sin θ＝12gt 2A sin θ，其中θ为斜面倾角，故t A ＞t B ，由P ＝Wt知P A ＜PB，A 、B 均错；由匀变速直线运动公式可知落地时两物体的速度大小相同，方向不同，重力的瞬时功率P A ＝mgv sin θ，P B ＝mgv ，显然P A ＜P B ，故C 错，D 对． 答案：D3．如图甲所示，静止在水平地面上的物块A ，受到水平向右的拉力F 作用，F 与时间t 的关系图象如图乙所示．设物块与地面间的静摩擦力最大值F fm 与滑动摩擦力大小相等，则( )A ．0～t 1时间内F 的功率逐渐增大B ．t 2时刻物块A 的速度最大C ．t 3时刻物块A 的动能最大D ．t 1～t 3时间内F 对物块先做正功后做负功解析：当拉力小于最大静摩擦力时，物块静止不动，静摩擦力与拉力二力平衡，当拉力大于最大静摩擦力时，物块开始加速，当拉力重新小于最大静摩擦力时，物块减速运动．t 1时刻前，拉力小于最大静摩擦力，物块静止不动，静摩擦力与拉力二力平衡，合力为零，力F 的功率为零，故A 错误；t 1～t 2时间内，合力向前，物块做加速度增大的加速运动，t 2时刻物块A 的加速度最大，直至t 3时刻物块的速度一直变大，故B 错误；t 3时刻之后合力向后，物块减速前进，故t 3时刻A 的速度最大，动能最大，C 正确；t 1～t 3时间内物块速度一直增大，动能一直增大，F 对物块A 始终做正功，D 错误． 答案：C4.(2016·河北石家庄质检)如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度—时间图象，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的功为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时间内牵引力最小解析：汽车在0～t 1时间内，牵引力恒定，速度均匀增加，由P ＝Fv 知其功率也增加，选项A 错误；t 1～t 2时间内，根据动能定理知W F －W f ＝12mv 22－12mv 21，选项B 错误；由于t 1～t 2时间内不是匀变速直线运动，故v ≠12(v 1＋v 2)，选项C 错误；全过程中，t 1时刻牵引力最大，功率达到额定功率，也最大，之后，功率不变，牵引力减小，直至F ＝F f ，此后汽车做匀速运动，选项D 正确． 答案：D5.如图所示，水平传送带正以2 m/s 的速度运行，两端水平距离l ＝8 m ，把一质量为m ＝2 kg 的物块轻轻放到传送带的A 端，物块在传送带的带动下向右运动．若物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，则把这个物块从A 端传送到B 端的过程中，不计物块的大小，g 取10 m/s 2，求：(1)摩擦力对物块做的功； (2)摩擦力对物块做功的平均功率．解析：(1)物块刚放到传送带上时，由于与传送带有相对运动，物块受向右的滑动摩擦力，物块做加速运动，摩擦力对物块做功，物块受向右的摩擦力：F f ＝μmg ＝0.1×2×10 N＝2 N加速度：a ＝μg ＝0.1×10 m/s 2＝1 m/s 2物块与传送带相对静止时的位移：x ＝v 22a＝2 m 摩擦力做的功：W ＝F f x ＝2×2 J ＝4 J(2)相对静止后物块与传送带之间无摩擦力，此后物块匀速运动到B 端，物块由A 端到B 端所用的时间：t ＝v a ＋l －x v＝5 s 则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率：P ＝Wt＝0.8 W 答案：(1)4 J (2)0.8 W[课时作业]一、单项选择题1．分析下列三种情况下各力做功的正负情况：(1)如图甲所示，光滑水平面上有一光滑斜面体b ，物块a 从斜面顶端由静止开始下滑的过程；(2)人造地球卫星在椭圆轨道上运行，由图乙中的a 点运动到b 点的过程；(3)小车M 静止在光滑水平轨道上，球m 用细线悬挂在车上，由图丙中的位置无初速地释放，小球下摆的过程．下列说法正确的是( )A ．物块a 下滑过程中斜面对物块不做功B ．万有引力对卫星做正功C ．绳的拉力对小车做负功D ．小球下摆过程绳的拉力对小球做负功解析：物块a 下滑过程中，因为支持力F N 与位移之间的夹角大于90°，所以支持力对物块做负功，选项A 错误；因为卫星由a 点运动到b 点的过程中，万有引力的方向和速度的方向的夹角大于90°，所以万有引力对卫星做负功，选项B 错误；小球下摆过程中，绳的拉力与车的位移之间的夹角小于90°，所以拉力对小车做正功，选项C 错误；绳对球的拉力与球的位移之间的夹角大于90°，所以绳的拉力对球m 做负功，选项D 正确． 答案：D2．起重机以1 m/s 2的加速度将质量为1 000 kg 的货物由静止开始匀加速向上提升，g 取10 m/s 2，则在1 s 内起重机对货物做的功是( ) A ．500 J B.4 500 J C ．5 000 JD.5 500 J解析：货物的加速度向上， 由牛顿第二定律有F －mg ＝ma ， 起重机的拉力F ＝mg ＋ma ＝11 000 N.货物的位移l ＝12at 2＝0.5 m ，起重机对货物做的功为W ＝Fl ＝5 500 J ．故D 正确． 答案：D3．一质量为m 的木块静止在光滑的水平面上，从t ＝0开始，将一个大小为F 的水平恒力作用在该木块上，在t ＝t 1时刻力F 的瞬时功率是( )A.F 22m t 1 B.F 22m t 21 C.F 2mt 1 D.F 2mt 21 解析：在t ＝t 1时刻木块的速度为v ＝at 1＝F m t 1，此时刻力F 的瞬时功率P ＝Fv ＝F 2mt 1，选C.答案：C4．(2014·高考重庆卷)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k 1和k 2倍，最大速率分别为v 1和v 2，则( ) A ．v 2＝k 1v 1 B.v 2＝k 1k 2v 1 C ．v 2＝k 2k 1v 1D.v 2＝k 2v 1解析：汽车以最大速率行驶时，牵引力F 等于阻力F f ，即F ＝F f ＝kmg .由P ＝k 1mgv 1及P ＝k 2mgv 2，得v 2＝k 1k 2v 1，选项B 正确． 答案：B5.如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F 拉绳，使滑块从A 点起由静止开始上升．若从A 点上升至B 点和从B 点上升至C 点的过程中拉力F 做的功分别为W 1和W 2，滑块经B 、C 两点的动能分别为E k B 和E k C ，图中AB ＝BC ，则( )A ．W 1＞W 2B ．W 1＜W 2C ．W 1＝W 2D ．无法确定W 1和W 2的大小关系解析：绳子对滑动做的功为变力做动，可以通过转换研究对象，将变力的功转化为恒力的功．因绳子对滑块做的功等于拉力F 对绳子做的功，而拉力F 为恒力，W ＝F ·Δl ，Δl 为绳拉滑块过程中力F 的作用点移动的位移，大小等于滑轮左侧绳长的缩短量，由图可知，Δl AB ＞Δl BC ，故W 1＞W 2，A 正确．答案：A6.如图所示，质量为m的小球以初速度v0水平抛出，恰好垂直打在倾角为θ的斜面上，则球落在斜面上时重力的瞬时功率为(不计空气阻力)()A．mgv0tan θ B.mgv0 tan θC.mgv0sin θD.mgv0cos θ解析：小球落在斜面上时重力的瞬时功率为P＝mgv y，而v y tan θ＝v0，所以P＝mgv0tan θ，B 正确．答案：B7．一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的输出功率达到最大值P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升为止，则整个过程中，下列说法不正确的是( )A．钢绳的最大拉力为Pv1B．钢绳的最大拉力为Pv2C．重物的最大速度为v2＝PmgD．重物做匀加速直线运动的时间为mv21P－mgv1解析：起重机达到最大功率后，钢绳的拉力逐渐减小，所以匀加速运动过程的拉力为最大拉力，F1＝Pv1，A正确，B错误；达到最大速度v2时，拉力F2＝mg，所以v2＝PF2＝Pmg，C正确；重物做匀加速运动的加速度a＝F1－mgm＝Pv1－mgm＝Pmv1－g，匀加速运动的时间t1＝v1a＝mv21P－mgv1，D正确．答案：B二、多项选择题8．(2015·高考浙江卷)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器．舰载机总质量为3.0×104 kg ，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105N ；弹射器有效作用长度为100 m ，推力恒定．要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，则( ) A ．弹射器的推力大小为1.1×106N B ．弹射器对舰载机所做的功为1.1×108J C ．弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107W D ．舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s 2解析：舰载机弹射过程中的加速度a ＝v 22x ＝8022×100m/s 2＝32 m/s 2，选项D 正确；对舰载机在水平方向受力分析，根据牛顿第二定律得F 弹＋F 发－20%(F 弹＋F 发)＝ma ，解得F 弹＝1.1×106N ，选项A 正确；由功的定义得W 弹＝F 弹·x ＝1.1×108J ，选项B 正确；由速度公式得弹射器对舰载机的作用时间t ＝v a ＝8032 s ＝2.5 s ，由功率的定义得P 弹＝W 弹t＝4.4×107W ，选项C错． 答案：ABD9．一辆汽车在水平路面上以速度v 0匀速行驶时，发动机的功率为P ，牵引力为F 0.从t 1时刻起汽车开上一个倾角为θ的上坡路，若汽车功率保持不变，水平路面与坡路路况相同，汽车经过一段时间的变速运动后又进入匀速运动状态，则下面关于汽车速度v 、牵引力F 与时间t 的关系图象正确的是( )解析：当汽车开上坡路时，速度减小，由P ＝Fv 可知牵引力F 增大，对斜面上的汽车受力分析可知，合力方向向下，由牛顿第二定律得mg sin θ＋F f －F ＝ma ，因F 增大，故加速度减小，v －t 图象中曲线斜率减小，故选项A 、C 正确． 答案：AC10.(2016·南昌模拟)如图所示为汽车的加速度和车速倒数1v的关系图象．若汽车质量为2×103kg ，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30 m/s ，则( )A ．汽车所受阻力为2×103NB ．汽车在车速为15 m/s 时，功率为6×104WC ．汽车匀加速的加速度为3 m/s 2D ．汽车匀加速所需时间为5 s解析：设汽车所受阻力大小为F f ，由汽车的加速度和车速倒数1v的关系图象可知，汽车从静止开始先做匀加速运动，加速度a ＝2 m/s 2，直到速度达到v 1＝10 m/s ，则匀加速阶段所用时间为t ＝v 1a＝5 s ，此时汽车的牵引力功率达到最大，即P m ＝(F f ＋ma )v 1；接下来做加速度逐渐减小的变加速运动，汽车的牵引力功率保持不变，当速度达到v 2＝30 m/s 时，加速度为零，此时P m ＝F f v 2，则解得F f ＝2×103N ，P m ＝6×104W ，当汽车在车速为15 m/s 时，功率为6×104W ，所以正确选项为A 、B 、D. 答案：ABD 三、非选择题11．质量为2 kg 的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等．t ＝0时，物体受到方向不变的水平拉力F 的作用，F 的大小在不同时间段内有不同的值，具体情况如表格所示(g 取10 m/s 2)．求：(1)4 s (2)6～8 s 内拉力所做的功； (3)8 s 内拉力的平均功率．解析：(1)在0～2 s 内，拉力等于4 N ，最大静摩擦力等于4 N ，故物体静止． 在2～4 s 内，拉力F ＝8 N ，由牛顿第二定律得F －μmg ＝ma解得a ＝2 m/s 2位移为x 1＝12a (Δt )2＝4 m4 s 末物体的速度大小v ＝a Δt ＝4 m/s 4 s 末拉力的瞬时功率P ＝Fv ＝8×4 W＝32 W(2)在4～6 s 内，拉力等于4 N ，滑动摩擦力等于4 N ，故物体做匀速直线运动． 位移x 2＝v Δt ＝4×2 m＝8 m在6～8 s 内，拉力仍然是F ＝8 N ，物体的加速度大小仍为a ＝2 m/s 2. 位移x 3＝v Δt ＋12a (Δt )2＝12 m拉力所做的功W ＝Fx 3＝8×12 J＝96 J(3)8 s 内拉力做的功W ′＝0＋8×4 J＋4×8 J＋96 J ＝160 J 平均功率P ＝W ′t＝20 W答案：(1)32 W (2)96 J (3)20 W12.(2015·高考四川卷) 严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响．汽车尾气是形成雾霾的重要污染源．“铁腕治污”已成为国家的工作重点．地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放．若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20 s 达最高速度72 km/h ，再匀速运动80 s ，接着匀减速运动15 s 到达乙站停住．设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106N ，匀速运动阶段牵引力的功率为6×103kW ，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功． (1)求甲站到乙站的距离；(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气态污染物的质量．(燃油公交车每做1焦耳功排放气态污染物3×10－6克)解析：(1)设列车匀加速直线运动阶段所用的时间为t 1，位移为s 1；在匀速直线运动阶段所用的时间为t 2，位移为s 2，速度为v ；在匀减速直线运动阶段所用的时间为t 3，位移为s 3；甲站到乙站的位移为s ，则s 1＝12vt 1① s 2＝vt 2② s 3＝12vt 3③ s ＝s 1＋s 2＋s 3④联立①②③④式并代入数据得s ＝1 950 m ⑤(2)设列车在匀加速直线运动阶段的牵引力为F ，所做的功为W 1；在匀速直线运动阶段的牵引力的功率为P ，所做的功为W 2.设燃油公交车与该列车从甲站到乙站做相同的功W ，排放气态污染物的质量为M ，则W 1＝Fs 1⑥ W 2＝Pt 2⑦ W ＝W 1＋W 2⑧M ＝(3×10－9 kg·J －1)·W ⑨联立①⑥⑦⑧⑨式并代入数据得M ＝2.04 kg 答案：(1)1 950 m (2)2.04 kg。
《高考调研》高考物理大一轮复习题组层级快练：第五单元 机械能 作业23 含答案
一、选择题1．下列说法正确的是( )A．如果物体所受到的合外力为零，则其机械能一定守恒B．如果物体所受到的合外力做的功为零，则其机械能一定守恒C．物体沿光滑曲面自由下滑的过程中，其机械能一定守恒D．做匀加速运动的物体，其机械能不守恒答案C解析物体受到的合外力为零，机械能不一定守恒，如在竖直方向上物体做匀速直线运动，其机械能不守恒．所以选项A、B错误．物体沿光滑曲面自由下滑的过程中，只有重力做功，所以机械能守恒．选项C正确．做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒，如自由落体运动，D项错误．2.如图所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法正确的是( )A．斜劈对小球的弹力不做功B．斜劈与小球组成的系统机械能守恒C．斜劈的机械能守恒D．小球重力势能减少量等于斜劈动能的增加量答案B解析不计一切摩擦，小球下滑时，小球和斜劈组成的系统只有小球的重力做功，系统机械能守恒，B项正确，C、D项错误；斜劈对小球的弹力与小球位移间夹角大于90°，故弹力做负功，A项错误．3．(20xx·郑州第二次质检)如图所示，可视为质点的小球以初速度v0从光滑斜面底端向上滑，恰能到达高度为h的斜面顶端．下图中有四种运动：A图中小球滑入轨道半径等于h的光滑管道；B图中小球系在半径大于h而小于h的轻绳下端；C图中小球滑入半径大于h的光滑轨道；D图中小球固定在长为h的轻杆下端．在这四种情况中，小球在最低点的水平初速度都为v0，不计空气阻力，小球不能到达高度h的是( )答案B解析小球经过管道最高点时，最小速度为零，由机械能守恒定律可知，小球可以到达最高点，A项不合题意；小球在绳的约束下，到达最高点时，速度不为零，由机械能守恒定律可知，小球上升的最大高度小于h，B项符合题意；小球在曲面上运动时，到达最高点的速度可以为零，由机械能守恒定律可知小球能到达高度h，C项不合题意；小球在杆的约束下，到达最高点的最小速度可为零，由机械能守恒定律可知，小球可以到达最大高度h，D项不合题意．4.如图所示轨道是由一直轨道和一半圆轨道组成的，一个小滑块从距轨道最低点B为h高度的A处由静止开始运动，滑块质量为m，不计一切摩擦．则( )A．若滑块能通过圆轨道最高点D，h的最小值为2.5RB．若h＝2R，当滑块到达与圆心等高的C点时，对轨道的压力为3mg C．若h＝2R，滑块会从C、D之间的某个位置离开圆轨道做斜抛运动D．若要使滑块能返回到A点，则h≤R答案ACD解析要使滑块能通过最高点D，则应满足mg＝m，可得v＝，即若在最高点D时滑块的速度小于，滑块无法达到最高点；若滑块速度大于等于，则可以通过最高点做平抛运动．由机械能守恒定律可知，mg(h －2R)＝mv2，解得h＝2.5R，A项正确；若h＝2R，由A至C过程由机械能守恒可得mg(2R－R)＝mvC2，在C点，由牛顿第二定律有FN＝，解得FN＝2mg，由牛顿第三定律可知B项错误；h＝2R时小滑块不能通过D点，将在C、D中间某一位置离开圆轨道做斜上抛运动，故C项正确；由机械能守恒可知D项正确．5．以水平初速度v0将一个小石子从离水平地面高H处抛出，从抛出时开始计时，取地面为参考平面，不计空气阻力．下列图像中，A为石子离地的高度与时间的关系，B为石子的速度大小与时间的关系，C 为石子的重力势能与时间的关系，D为石子的动能与离地高度的关系．其中正确的是( )答案C解析A项，由自由落体的知识h＝H－gt2，故A项错误；B项，根据矢量的合成，v＝，所以不是一次函数，B项错误；C项，Ep＝mgh，h ＝H－gt2，所以Ep＝mgH－mg2t2，故C项正确；D项，根据能量守恒知Ek＝mgH＋mv02－mgh＝mg(H－h)＋mv02，与高度是一次函数，故D 项错误；故选C项．6.如图所示，重10 N的滑块在倾角为30°的斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧．滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab＝0.8 m，bc＝0.4 m，那么在整个过程中( )A．滑块滑到b点时动能最大B．滑块动能的最大值是6 JC．从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6 JD．滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能守恒答案CD解析滑块能回到原出发点，所以滑块和弹簧组成的系统机械能守恒，D项正确；以c点为参考点，则在a点滑块的机械能为6 J，在c 点时滑块的速度为0，重力势能也为0，从c到b弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减少量，故为6 J，所以C项正确；由a到c的过程中，因重力势能不能全部转变为动能，动能的最大值在平衡位置，小于6 J，A、B项错误．7.如图是一种升降电梯的示意图，A为载人厢，B为平衡重物，它们的质量均为M，上下均由跨过滑轮的钢索系住，在电动机的牵引下使电梯上下运动．如果电梯中人的总质量为m，匀速上升的速度为v，电梯即将到顶层前关闭电动机，依靠惯性上升h高度后停止，在不计空气阻力和摩擦阻力的情况下，h为( )A. B.（M＋m）v22mgC. D.（2M＋m）v22mg答案D解析依靠惯性向上运动的过程中，人和电梯的动能、平衡重物的动能、平衡重物的重力势能都在减少，而人和电梯的重力势能增加．根据能量守恒定律，得(M＋m)gh＝(M＋m)v2＋Mv2＋Mgh，可得h＝，选项D正确．8．如图1所示，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的弹簧下端固定，将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h＝0.1 m处，滑块与弹簧不拴接．现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h，并作出如图2滑块的Ek－h图像，其中高度从0.2 m上升到0.35 m范围内图像为直线，其余部分为曲线，以地面为零势能面，取g＝10 m/s2，由图像可知( )A．小滑块的质量为0.1 kgB．轻弹簧原长为0.2 mC．弹簧最大弹性势能为0.5 JD．小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.4 J答案BC解析在从0.2 m上升到0.35 m范围内，ΔEk＝ΔEp＝mgΔh，图线的斜率绝对值为：k＝＝＝2 N＝mg，所以m＝0.2 kg，故A项错误；在Ekh图像中，由于高度从0.2 m上升到0.35 m范围内图像为直线，说明滑块从h＝0.2 m，滑块与弹簧分离，弹簧的原长的0.2 m．故B项正确；根据能的转化与守恒可知，当滑块上升至最大高度时，增加的重力势能即为弹簧最大弹性势能，所以Epm＝mgΔh＝0.2×10×(0.35－0.1)＝0.5 J，故C项正确；由图可知，当h＝0.18 m时的动能最大；滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小，根据能的转化和守恒可知，Epmin＝E－Ekm＝Epm＋mgh－Ekm＝0.5＋0.2×10×0.1－0.32＝0.38 J，故D项错误．9．如图，固定在地面的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球，各球编号如图．斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r.现将六个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦．则在各小球运动的过程中，下列说法正确的是( )A．球1的机械能守恒B．球6在OA段机械能增大C．球6的水平射程最小D．六个球落地点各不相同答案BC解析当有小球运动到OA段的时候，球1与球2之间产生弹力，该弹力对小球1做功，故小球1的机械能不守恒，所以A项错误；球6在斜面上运动的过程中机械能守恒，到OA段的时候，球5对球6做正功，球6的机械能增大，所以B项正确；当4、5、6三个小球同时在OA段的时候速度相等，小球6离开A点后小球4对小球5做正功，所以球5离开时速度大于球6的速度，同理，球4离开时速度大于球5的速度，所以小球6的水平速度最小，水平射程最小，故C项正确；1、2、3三个小球同时在OA段时速度相等，相互间没有弹力，故离开A点的速度相等，落地点相同，所以D项错误．10.如图所示，在倾角θ＝30°的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1 kg和2 kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L＝0.2 m的轻杆相连，小球B 距水平面的高度h＝0.1 m．两球由静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10 m/s2.则下列说法中正确的是( )A．整个下滑过程中A球机械能守恒B．整个下滑过程中B球机械能守恒C．整个下滑过程中A球机械能的增加量为 JD．整个下滑过程中B球机械能的增加量为 J答案D解析在下滑的整个过程中，只有重力对系统做功，系统的机械能守恒，但在B球沿水平面滑行而A沿斜面滑行时，杆的弹力对A、B球做功，所以A、B球各自机械能不守恒，故A、B项错误；根据系统机械能守恒得：mAg(h＋Lsinθ)＋mBgh＝(mA＋mB)v2，解得v＝ m/s，系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为mBv2－mBgh＝ J，故D项正确；A球的机械能减小，C项错误．二、非选择题11.如图，在半径为r的轴上悬挂着一个质量为M的水桶P，轴上均匀分布着6根手柄，每个柄端固定有质量均为m的金属球，球离轴心的距离为l，轮轴、绳和手柄的质量及摩擦均不计．现由静止释放水桶，整个装置开始转动．(1)当水桶下降的高度为h时，水桶的速度为多少？(2)已知水桶匀加速下降，下降过程中细绳的拉力为多少？解析(1)水桶下降的高度为h时，水桶的速度为v1，金属球的速度为v2，系统机械能守恒，有Mgh＝Mv12＋×6mv22，又＝＝.解得v1＝，(2)水桶匀加速下降的加速度为a，则v12＝2ah，a＝＝，对水桶：Mg －T＝Ma，解得T＝M(g－a)＝6Mmgl2Mr2＋6ml212．有一个固定的光滑直杆，该直杆与水平面的夹角为53°，杆上套着一个质量为m＝2 kg的滑块(可视为质点)．(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10 m/s2)(1)如图甲所示，滑块从O点由静止释放，下滑了位移x＝1 m后到达P点，求滑块此时的速率；(2)如果用不可伸长的细绳将滑块m与另一个质量为M＝2.7 kg的物块通过光滑的定滑轮相连接，细绳因悬挂M而绷紧，此时滑轮左侧绳恰好水平，其长度l＝5/3 m(如图乙所示)．再次将滑块从O点由静止释放，求滑块再次滑至x＝1 m的P点时的速率？(整个运动过程中M不会触地)解析(1)设滑块下滑至P点时的速度为v1，由机械能守恒定律得mgxsin53°＝mv12解得：v1＝4 m/s(2)设滑块再次滑到P点时速度为v2，绳与斜杆的夹角为θ，M的速度为vM，如图将绳端进行分解得：vM＝v2cosθ由几何关系得θ＝90°，vM＝0再由系统机械能守恒定律得：Mgl(1－sin53°)＋mgxsin53°＝mv22解得：v2＝5 m/s13．在竖直平面内，一根光滑金属杆弯成如图1所示形状，相应的曲线方程为y＝5.0cos(kx＋)(单位：m)，式中k＝ m－1，杆足够长，图中只画出了一部分．将一质量为m＝1.0 kg的小环(可视为质点)套在杆上，取g＝10 m/s2.(1)若使小环以v1＝10 m/s的初速度从x＝0处沿杆向下运动，求小环运动到x＝(m)处时的速度的大小；(2)在第(1)问的情况下，求小环在杆上运动区域的x坐标范围；(3)一般的曲线运动可以分成许多小段，每一小段都可以看成圆周的一部分，即把整条曲线用系列不同的小圆弧代替，如图2所示，曲线上A点的曲率圆的定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限的情况下，这个圆叫做A点的曲率圆．其半径ρ叫做A点的曲率半径．若小环从x＝0处以v2＝5 m/s的速度出发沿杆向下运动，到达轨道最低点P时杆对小环的弹力大小为70 N，求小环经过轨道最高点Q时杆对小环的弹力．解析(1)据曲线方程y＝5.0cos(kx＋)m可知，当x＝0时，y＝－2.5 m；当x＝(m)时，y＝－5 m.由x＝0时到x＝(m)由机械能守恒定律，得mv12＋mg(5－2.5)＝mv2；代入数据，解得v＝5 m/s。
高考物理新探究大一轮(课件+提升练) (16)
第五章
机械能及其守恒定律
(1)水平恒力的大小和小球到达 C 点时速度的大小； (2)小球到达 A 点时动量的大小； (3)小球从 C 点落至水平轨道所用的时间．
栏目 导引
第五章
机械能及其守恒定律
[解析]
(1)设水平恒力的大小为 F0，小球到达 C 点时所受合
力的大小为 F.由力的合成法则有 F0 ＝tan α mg F2＝(mg)2＋F2 0 v2 F＝m R ① ②
栏目 导引
第五章
机械能及其守恒定律
迁移角度
运用情况 计算做功时若
易错警示 找准初、末状态所具有 的动能以及有哪些力 做功，不要“增功”或 “漏功”
动能定理解决 变力做功问题
力不连续变化 或力始终在变 化一般首选动 能定理
栏目 导引
第五章
机械能及其守恒定律
迁移角度
运用情况
易错警示
若在直线运动中知道 一般用分段法来 动能定理在直 初、末状态，而不需 处理问题，找准 线运动中的应 要考虑中间过程时， 直线运动中转折 用 一般用动能定理处理 处其动能有无损 位移与速度的关系 失
第五章
机械能及其守恒定律
第二节
动能定理
第五章
机械能及其守恒定律
【基础梳理】
栏目 导引
第五章
机械能及其守恒定律
提示：运动 Ek1 合外力
焦耳
标量
1 2 1 2 mv － mv 2 2 2 1
动能的变化
Ek2－
栏目 导引
第五章
机械能及其守恒定律
【自我诊断】 判一判 (1)一定质量的物体动能变化时， 速度一定变化， 但速度变化时， 动能不一定变化．( √ ) (2)动能不变的物体一定处于平衡状态．( × ) (3)如果物体所受的合外力为零， 那么合外力对物体做功一定为 零．( √ ) (4)物体在合外力作用下做变速运动时，动能一定变化．( × ) (5)物体的动能不变，所受的合外力必定为零．( × ) (6) 做 自 由 落 体 运 动 的 物 体 ， 动 能 与 时 间 的 二 次 方 成 正 比．( √ )
近年届高考物理一轮复习第5章机械能第5讲动力学和能量课时作业(含解析)(2021年整理)
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5、动力学和能量观点的综合应用[基础训练]1．（2018·陕西西工大附中适应考）（多选)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，始终保持以速率v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体运动一段时间后能保持与传送带相对静止．对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程，下列说法正确的是( )A．电动机多做的功为错误!mv2B．摩擦力对物体做的功为错误!mv2C．电动机增加的功率为μmgvD．传送带克服摩擦力做的功为错误!mv2答案:BC 解析：由能量守恒知电动机多做的功为物体动能增量和摩擦生热Q,所以A项错误;根据动能定理,对物体列方程,W f＝错误!mv2，所以B项正确；因为电动机增加的功率P＝错误!＝错误!＝μmgv，C项正确;因为传送带与物体共速之前，传送带的路程是物体路程的2倍，所以传送带克服摩擦力做功是摩擦力对物体做功的2倍，即mv2，D项错误．2．（2018·河南郑州一模）(多选）如图所示，质量为m的物块从倾角为θ的传送带底端由静止释放，传送带由电动机带动,始终保持速率v匀速运动，物块与传动带间的动摩擦因数为μ(μ＞tan θ），物块到达顶端前能与传送带保持相对静止．在物块从静止释放到相对传送带静止的过程中，下列说法正确的是( ）A．电动机因运送物块多做的功为mv2B．系统因运送物块增加的内能为错误!C．传送带克服摩擦力做的功为错误!mv2D．电动机因运送物块增加的功率为μmgv cos θ答案：BD 解析:电动机多做的功等于系统摩擦产生的内能和物块机械能的增加量．对物块,增加的机械能为ΔE＝f·x物＝μmg cos θ·错误!·t,系统增加的内能Q＝f·Δx＝f·（x带－x物)＝f（vt－错误!t）＝μmg cos θ·错误!t。
高三物理一轮复习 课时提升作业 十六 第五章 机械
峙对市爱惜阳光实验学校课时提升作业十六机械能守恒律及其用(45分钟100分)一、选择题(此题共10小题,每题6分,共60分。
1～6题为单项选择题,7～10题为多项选择题)1.(2021·模拟)以下关于机械能守恒的说法中,正确的选项是( )A.做匀速直线运动的物体的机械能一守恒B.做匀变速运动的物体的机械能不可能守恒C.如果没有摩擦力和介质阻力,运动物体的机械能一守恒D.物体只发生动能和势能的相互转化时,物体的机械能守恒【解析】选D。
物体做匀速直线运动,只能说明物体所受合外力为0,不能确是否满足机械能守恒条件,比方人在电梯中匀速上升或下降,那么其机械能不守恒,故A错误;做匀变速运动的物体可能只受重力,机械能守恒,比方自由落体运动,故B错误;如果没有摩擦力和介质阻力,运动物体的机械能也不一守恒,如除重力或弹力以外,还有其他力做功,机械能就不守恒,故C错误;物体只发生动能和势能的相互转化时,满足机械能守恒条件,物体的机械能守恒,故D正确。
【加固训练】以下关于机械能守恒的说法中,正确的选项是( )A.假设只有重力做功,那么物体的机械能一守恒B.假设物体的机械能守恒,一是只受重力C.做匀变速运动的物体机械能一守恒D.物体所受合外力不为零,机械能一守恒【解析】选A。
假设只有重力做功,那么物体机械能一守恒,A正确;假设物体的机械能守恒,物体不一是只受重力,也许受其他力,但其他力不做功,B错误;做匀变速运动的物体,如果除重力外,其他力做功不为零,那么机械能不守恒,C错误;物体所受合外力不为零,但是如果除重力外的其他力做功不为零,那么机械能不守恒,D错误。
2.(2021·模拟)如下图,一小球自A点由静止自由下落,到B点时与弹簧接触,到C点时弹簧被压缩到最短。
假设不计弹簧质量和空气阻力,在小球由A→B→C 的过程中,且取地面为零势面,那么导学号42722432( )A.小球从A→B的过程中机械能守恒;小球从B→C的过程中只有重力和弹力做功,所以机械能也守恒B.小球在B点时动能最大C.小球减少的机械能,于弹簧弹性势能的增量D.小球到达C点时动能为零,重力势能为零,弹簧的弹性势能最大【解析】选C。
《高考调研》高考物理大一轮复习题组层级快练：第五单元 机械能 作业25 含答案
一、选择题1．某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如下图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________．(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是________．A．放开小车，能够自由下滑即可B．放开小车，能够匀速下滑即可C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________．A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉的连线处D．小车已过两个铁钉的连线(4)下图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA＝5.65 cm，OB＝7.12 cm，OC＝8.78 cm，OD＝10.40 cm，OE＝11.91 cm.已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度vm＝________ m/s.答案(1)交流电源(2)D (3)B (4)0.83解析(1)打点计时器使用的是交流电，故需要交流电源．(2)实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力．受力平衡时，小车应做匀速直线运动，所以正确的做法是：放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可，故A、B、C项错误，D项正确．(3)若木板水平放置，对小车受力分析可知，小车速度最大时小车受到的合力应为零，即小车受到的橡皮筋拉力与摩擦力相等，橡皮筋应处于伸长状态；小车在两个铁钉的连线的左侧，尚未到两个铁钉的连线处，故A、C、D项错误，B项正确．(4)所给数据知BC＝8.78 cm－7.12 cm＝1.66 cm，最大速度vm＝ m/s ＝0.83 m/s.2．在探究功与速度变化的关系的实验中，某实验小组组装了一套如图甲所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：甲(1)平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列________的点．(2)测量小车和拉力传感器的总质量M，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后________，打出一条纸带，关闭电源．(3)在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图乙所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE、……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为________，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为________．(4)某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量ΔEk为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是_____________________________________________________________ _______________________________________________________________ ___________.答案(1)间距相等(2)释放小车(2)自行车经过起点线后克服阻力做功W＝________；(用己知物理量和所测量得到的物理量表示)(3)多次改变自行车经过起点的初速度，重复上述实验步骤②－④，则每次只需测量上述物理量中的________和________，就能通过数据分析达到实验目的．答案(1)s (2)fl (3)s，l4．(20xx·濮阳模拟)质量为1 kg的重物自由下落，通过打点计时器在纸带上记录下运动的过程，打点计时器所接电源为6 V、50 Hz的交流电源．如图甲所示，纸带上O点为重物自由下落时打点的起点，选取的计数点A、B、C、D、E、F、G依次间隔一个点(图中未画出)，各计数点与O点的距离依次为31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，单位为mm，重力加速度为9.8 m/s2，则(1)求出B、C、D、E、F各点速度并填入下表．计数点B C D E F速度(m·s－1)(2)求出重物下落从起点到图中各点过程中重力所做的功．计数点B C D E F功(J)(3)适当选择坐标轴，在图乙中作出重力做的功与速度的相关量之间的关系图．图中纵坐标表示________，横坐标表示________，由图可得重力所做的功与________成________关系．答案(1)1.18 1.57 1.96 2.35 2.74(2)0.69 1.23 1.92 2.76 3.76(3)见解析图重力做的功WG 速度的平方v2 速度的平方v2 正比解析(1)各点速度由公式v＝，求出vB＝＝ m/s≈1.18 m/s，同理vC≈1.57 m/s，vD≈1.96 m/s，vE≈2.35 m/s，vF≈2.74 m/s(2)由重力做的功W＝mgΔx求出WB＝mgOB＝1×9.8×70.6×10－3J≈0.69 J，同理WC≈1.23 J，WD≈1.92 J，WE≈2.76 J，WF≈3.76 J(3)如图所示．由图可得重力所做的功与速度的平方v2成正比．5．图中所示的装置可用来探究做功与速度变化的关系．倾角为θ的斜面体固定在实验台上，不计斜面摩擦．将光电门固定在斜面体的底端O点，将小球从斜面上的不同位置由静止释放．释放点到光电门的距离d依次为5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、25 cm、30 cm.(1)用游标卡尺测量钢球的直径，如图乙所示，钢球的直径D＝________ cm.(2)该实验________(选填“需要”或者“不需要”)测量小球质量；小球通过光电门经历的时间为Δt，小球通过光电门的速度为________(填字母)，不考虑误差的影响，从理论上来说，该结果________(选填“<”“>”或“＝”)球心通过光电门的瞬时速度．(3)为了探究做功与速度变化的关系，依次记录的实验数据如下表所示．实验次数123456d/×10－2 m 5.0010.0015.0020.0025.0030.00v/(m·s－1)0.690.98 1.20 1.39 1.55 1.70v2/(m·s－1)20.480.97 1.43 1.92 2.41 2.86v(m·s－1)1/20.830.99 1.10 1.18 1.24 1.30从表格中数据分析能够得到关于“做功与速度变化的关系”的结论是_____________________________________________________________ ___________．画出说明这一结论的图像．【答案】(1)0.5620～0.5623(2)不需要D/Δt<(3)合外力做功与小球通过光电门时速度的平方(或者变化量)成正比图像见解析【解析】(1)螺旋测微器：固定刻度为5.5 mm，可动刻度为12.2×0.01 mm＝0.122 mm，则读数为5.5 mm＋0.122 mm＝5.622 mm ＝0.562 2 cm.(2)根据动能定理mgdsinθ＝mv2，本实验要验证v2＝2gdsinθ，故不需要测量小球的质量．由平均速度表示经过光电门时的速度，故小球通过光电门的速度为v＝.根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度，所以钢球通过光电门的平均速度＜钢球球心通过光电门的瞬时速度．(3)根据表格中记录的数据可得，物体的位移d与速度的平方接近正比例关系，所以可选择v2为坐标系的纵坐标．将表格中的数据在v2d 坐标系中描点连线如图．从图像得到的直接结论是d与v2成正比；从而间接得到做功与物体速度变化的规律是合外力做功与v2成正比．6．某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A为小车，B为打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶(内有砂子)，一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．(1)该同学在一条比较理想的纸带上，将点迹清楚的某点记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离x，计算出它们与零点的速度平方差Δv2＝v2－v02，弹簧测力计的读数为F，小车的质量为m，然后建立Δv2－x坐标系，通过描点法得到的图像是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率的意义为________________．(填写表达式)(2)若测出小车质量为0.4 kg，结合图像可求得小车所受合外力的大小为________N.答案(1) (2)1解析(1)根据动能定理可知Fx＝mΔv2，所以理论上Δv2＝x∝x，Δv2－x图像为过原点的直线，直线的斜率k＝.(2)结合图像可知k＝＝5 N/kg，所以F＝1 N.7．为了测定一小球与水平桌面之间的动摩擦因数，某同学设置了如图甲所示的实验装置：水平桌面左端固定一个竖直放置的光滑圆弧轨道，圆弧轨道底端与水平桌面相切于C点，桌面CD长L＝1 m，高h2＝0.5 m．实验步骤如下：①将小球从圆弧轨道上由静止释放，通过水平桌面后从D点飞出做平抛运动，最后落到水平地面上，设小球从D点飞落到水平地面后用刻度尺测出小球落地的水平距离为x.②改变小球在圆弧轨道面的高度h1，然后多次重复实验步骤①.试分析下列问题：(1)试写出小球经过D点时的速度vD与x的关系表达式vD＝________．(2)根据实验所得到的数据最后作出了如图乙所示的图像，根据该图像求得小球与水平桌面之间的动摩擦因数μ＝________．答案(1)x (2)0.1解析(1)小球从D点滑出后做平抛运动，在水平方向有x＝vDt；在竖直方向有h2＝gt2，联立可得vD＝x.(2)对A→D全程应用动能定理得mgh1－FfL＝mvD2－0，小球受到的滑动摩擦力为Ff＝μmg，联立解得h1＝＋μL.由上式可知题图乙中图像在纵轴上的截距为动摩擦因数与CD距离的乘积，又图像在纵轴上的截距为a＝μL＝0.1，所以小球与水平桌面之间的动摩擦因数μ＝0.1.页码 / 总页数。
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第五章
热点1：功和功率的理解及计算
1．(单选)(2014年重庆卷)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k 1和k 2倍，最大速率分别为v 1和v 2，则( )
A ．v 2＝k 1v 1
B ．v 2＝k 1
k 2v 1
C ．v 2＝k 2
k 1v 1
D ．v 2＝k 2v 1
【答案】B
【解析】汽车的阻力分别为f 1＝k 1mg ，f 2＝k 2mg ，当汽车以相同功率启动达到最大速度时，有F ＝f ，故由P ＝F v 可知最大速度v ＝P F ＝P f ，则v 1v 2＝f 2f 1＝k 2k 1，有v 2＝k 1
k 2
v 1, 故选B ．
2．(2013年安徽卷)一物体放在水平地面上，如图5－1甲所示，已知物体所受水平拉力F 随时间t 的变化情况如图5－1乙所示，物体相应的速度v 随时间t 的变化关系如图5－1丙所示．求：
图5－1
(1)0～6 s 时间内物体的位移；
(2)0～10 s 时间内，物体克服摩擦力所做的功． 【答案】(1)6 m (2)30 J
【解析】(1)由图丙知物体的位移为图线与t 轴所围的面积，则 x ＝(6－2)2
×3 m ＝6 m.
(2)由图乙、丙知，在6～8 s 时间内，物体做匀速运动，摩擦力 F f ＝F ＝2 N.
由图丙知，在0～10 s 时间内物体的总位移为 l ＝
(8－6)＋(10－2)
2
×3 m ＝15 m ，
所以W ＝F f ·l ＝2×15 J ＝30 J. 热点2：动能定理的综合运用
3．(单选)(2014年全国卷)一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动．当物块的初速度为v 时，
上升的最大高度为H ，如图5－2所示；当物块的初速度为v
2时，上升的最大高度记为h .重力
加速度大小为g .物块与斜坡间的动摩擦因数和h 分别为( )
图5－2
A ．tan θ和H
2
B ．⎝⎛⎭
⎫v 2
2gH －1tan θ和H 2
C ．tan θ和H
4
D ．⎝⎛⎭
⎫v 2
2gH －1tan θ和H
4
【答案】D
【解析】根据动能定理有：－mgH －μmgH cot θ＝0－12m v 2，解得μ＝⎝⎛⎭⎫v 22gH －1tan θ，故
选项A 、C 错误；当物块的初速度为v 2时，有－mgh －μmgh cot θ＝0－12m ⎝⎛⎭⎫v 22，解得h ＝H
4，故
选项B 错误；选项D 正确．
4．(2014年福建卷)如图5－3所示，某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB 段对到与四分之一光滑圆弧轨道BC 在B 点水平相切．点A 距水面的高度为H ，圆弧轨道BC 的半径为R ，圆心O 恰在水面．一质量为m 的游客(视为质点)可从轨道AB 的任意位置滑下，不计空气阻力．
图5－3
(1)若游客从A 点由静止开始滑下，到B 点时沿切线方向滑离轨道落在水面D 点，OD ＝2R ，求游客滑到的速度v B 大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功W f ；
(2)若游客从AB 段某处滑下，恰好停在B 点，有因为受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P 点后滑离轨道，求P 点离水面的高度h .(提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的关系为F 向＝m v 2
R
)
【答案】(1)－(mgH －2mgR ) (2)2
3
R
【解析】(1)游客从B 点做平抛运动，有2R ＝v B t R ＝12
gt 2
联立得v B ＝2gR
从A 到B ，根据动能定理，有mg (H －R )＋W f ＝1
2m v 2B
可得W f ＝－(mgH －2mgR )
(2)设OP 与OB 间夹角为θ，游客在P 点时的速度为v P ，受到的支持力为N ，从B 到P 由机械能守恒定律，有
mg (R －R cos θ)＝1
2m v 2P －0
过P 点根据向心力公式，有 mg cos θ－N ＝m v 2P
R
N ＝0 cos θ＝h
g
解得h ＝2R
3
.
热点3：机械能守恒定律、功能关系的综合运用
5．(单选)(2014年广东卷)如图5－4所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图．图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦．在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )
图5－4
A ．缓冲器的机械能守恒
B ．摩擦力做功消耗机械能
C ．垫板的动能全部转化为内能
D ．弹簧的弹性势能全部转化为动能
【答案】B
【解析】由于模块与弹簧盒、垫板间有摩擦力，即摩擦力做负功，则机械能转化为内能，故选项A 错误，而选项B 正确；垫板动能转化为内能和弹性势能，故选项C 错误；弹簧的弹性势能转化为动能和内能，故选项D 错误．
6. (单选)(2014年上海卷)静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力．不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是( )
A B C D
【答案】C
【解析】根据机械能守恒定律，只有系统内重力弹力做功，系统机械能保持不变，那么除系统内重力弹力外其他力做功等于系统机械能的变化，本题目中其他力即竖直向上的恒力，所以恒力撤去前，ΔE ＝Fs ，物体受到自身重力和竖直向上的恒力作用，竖直向上做匀加速直线运动，即s ＝12at 2，所以ΔE ＝1
2Fat 2，机械能的增加量与时间平方成正比，对照选项A 、B
错．撤去拉力后只有重力做功，机械能不变，选项D 错．。