专题六 机械能守恒定律

专题六机械能守恒定律

挖命题

【考情探究】

分析解读本专题包括功和功率、动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律等高中物理主干内容。本专题知识与平抛运动、圆周运动、电磁感应等考点综合,以选择题、计算题的形式考查,是选考的热点和重点之一,其中应用动能定理、功能关系研究实际问题是选考的重点和难点。

【真题典例】

破考点

【考点集训】

考点一功和功率

1.(2019届浙江教育绿色评价联盟适应性考试,7)拍拍球是中小学生喜欢玩的游戏,某同学在玩的过程中发现,让球由静止下落并自由反弹,弹起的最大高度比原来低20cm,为了让球每次都能弹回到原来的高度,当球回到最高点时,向下拍打一次球,每分钟拍打100次,球的质量约为500g。则该同学拍打小球的平均功率约为(g 取10m/s2)()

A.3.5W

B.1.7W

C.35W

D.200W

答案B

2.(2019届浙江温州九校10月第一次联考,12)据《科技日报》2018年7月17日报道,上海中车公司生产的全球最大马力无人遥控潜水器近日在上海下线。该潜水器自重5×103kg,主要用于深海搜寻和打捞等。若在某次作业中,潜水器将4×103kg的高密度重物从3000m深的海底一起匀速提升到了海面,已知提升过程中潜水器的机械功率恒为180kW,水对潜水器的浮力和阻力相互平衡,影响可以忽略不计,则提升的时间约为(g 取10m/s2)()

A.0.5×103s

B.1.0×103s

C.1.5×103s

D.2.0×103s

答案C

3.(2017浙江11月选考,10,3分)如图所示,质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动,运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在c点,其垂线与脚、两手连线中点间的距离oa、ob分别为0.9m和0.6m。若她在1min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4m,则克服重力做的功和相应的功率约为(g取10m/s2)()

A.430J,7W

B.4300J,70W

C.720J,12W

D.7200J,120W

答案B

考点二动能、动能定理

1.(2019届浙江衢州、湖州、丽水三地9月质量检测,12)“反向蹦极”是将弹性绳拉长后固定在人身上,并通过外力作用使人停留在地面上,当撤去外力后,人被“发射”出去冲向高空。如图所示,当人从地面弹射到高空过程中(指上升过程),人可视为质点。下列说法正确的是()

A.弹性绳对人做的功等于人动能的变化量

B.重力与阻力对人做功之和等于人重力势能的增量

C.弹性绳及阻力对人做功之和等于人机械能的增量

D.弹性绳对人做的功等于人动能的增量与重力势能的增量之和

答案C

2.(2017浙江杭州二中高一期中,6)如图所示,半圆形轨道MON竖直放置且固定在地面上,直径MN是水平的。一小物块从M点正上方高度为H处自由下落,正好在M点滑入半圆轨道,测得其第一次离开N点后上升的最大高度为。小物块接着下落从N点滑入半圆轨道,在接下来的滑行过程中(整个过程不计空气阻力)()

A.小物块正好能到达M点

B.小物块一定到不了M点

C.小物块一定能冲出M点

D.不能确定小物块能否冲出M点

答案C

3.(2018浙江11月选考,20,12分)如图所示,在地面上竖直固定了刻度尺和轻质弹簧,弹簧原长时上端与刻度尺上的A点等高。质量m=0.5kg的篮球静止在弹簧正上方,其底端距A点高度h1=1.10m。篮球静止释放,测得第一次撞击弹簧时,弹簧的最大形变量x1=0.15m,第一次反弹至最高点,篮球底端距A点的高度h2=0.873m,篮球多次反弹后静止在弹簧的上端,此时弹簧的形变量x2=0.01m,弹性势能为E p=0.025J。若篮球运动时受到的空气阻力大小恒定,忽略篮球与弹簧碰撞时的能量损失和篮球的形变,弹簧形变在弹性限度范围内。求:(g取10m/s2)

(1)弹簧的劲度系数;

(2)篮球在运动过程中受到的空气阻力;

(3)篮球在整个运动过程中通过的路程;

(4)篮球在整个运动过程中速度最大的位置。

答案(1)500N/m(2)0.5N

(3)11.05m(4)第一次下落至A点下方0.009m处

4.(2017浙江温州选考模拟,20)在温州市科技馆中,有个用来模拟天体运动的装置,其内部是一个类似锥形的漏斗容器,如图甲所示。现在该装置的上方固定一个半径为R的四分之一光滑管道AB,光滑管道下端刚好贴着锥形漏斗容器的边缘。如图乙所示,将一个质量为m的小球从管道的A点静止释放,小球从管道B点射出后刚好贴着锥形容器壁运动,由于摩擦阻力的作用,运动的高度越来越低,最后从容器底部的C孔掉下(轨迹大致如图乙虚线所示),已知小球离开C孔的速度为v,A到C的高度为H。求:

(1)小球到达B端的速度大小;

(2)小球在管口B端受到的支持力大小;

(3)小球在锥形漏斗表面运动的过程中克服摩擦阻力所做的功。

甲乙

答案(1)(2)3mg(3)mgH-mv2

考点三势能、机械能守恒定律

1.(2018浙江11月选考,5,3分)奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示,下列说法不正确

．．．的是()

A.加速助跑过程中,运动员的动能增加

B.起跳上升过程中,杆的弹性势能一直增加

C.起跳上升过程中,运动员的重力势能增加

D.越过横杆后下落过程中,运动员的重力势能减少,动能增加

答案B

2.(2018浙江6月学考,10,2分)如图所示,质量为m的小球从距桌面h1高处的A点自由下落到地面上的B 点,桌面离地高为h2。选择桌面为参考平面,则小球(重力加速度为g)()

A.在A点时的重力势能为mg(h1+h2)

B.在A点时的机械能为mg(h1+h2)

C.在B点时的重力势能为0

D.落到B点时的动能为mg(h1+h2)

答案D

3.(2018浙江4月选考,13,3分)如图所示,一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处,A、B两点水平距离为16m,竖直距离为2m。A、B间绳长为20m。质量为10kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处。以A点所在水平面为参考平面,猴子在滑行过程中重力势能最小值约为(绳处于拉直状态)()

A.-1.2×103J

B.-7.5×102J

C.-6.0×102J

D.-2.0×102J

答案B