2014年高考物理黃金易錯(cuò)點(diǎn)專題匯編專題06機(jī)械能守恒定律和功能關(guān)系

1、高考物理 黃金易錯(cuò)點(diǎn)專題匯編 專題06 機(jī)械能守恒定律和功能關(guān)系1如果一個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)的過程中克服重力做了80 J的功，則()A物體的重力勢(shì)能一定增加80 JB物體的機(jī)械能一定增加80 JC物體的動(dòng)能一定減少80 JD物體的機(jī)械能一定減少80 J2某人把原來靜止于地面上的質(zhì)量為2 kg的物體向上提起1 m，并使物體獲得1 m/s的速度，取g10 m/s2，不計(jì)此過程中物體所受空氣阻力，則這個(gè)過程中()A人對(duì)物體做功21 JB合外力對(duì)物體做功1 JC物體的重力勢(shì)能增加20 JD物體的機(jī)械能增加21 J4一物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能E與豎直高度h關(guān)系的圖象如圖所示，其中Oh1過程的圖

2、線為水平線，h1h2過程的圖線為傾斜直線根據(jù)該圖象，下列判斷正確的是()A物體在Oh1過程中除重力外不受其他力的作用B物體在Oh1過程中只有重力做功其他力不做功C物體在h1h2過程中合外力與速度的方向一定相反D物體在Oh2過程中動(dòng)能可能一直保持不變5.如圖所示，一表面光滑的木板可繞固定的水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，木板從水平位置OA轉(zhuǎn)到OB位置的過程中，木板上重為5 N的物塊從靠近轉(zhuǎn)軸的位置從靜止開始滑到圖中虛線所示位置，在這一過程中，物塊的重力勢(shì)能減少了4 J則以下說法正確的是()A物塊的豎直高度降低了0.8 mB由于木板轉(zhuǎn)動(dòng)，物塊下降的豎直高度必大于0.8 mC物塊獲得的動(dòng)能為4 JD由于木塊轉(zhuǎn)動(dòng)，物塊

3、的機(jī)械能必定增加6如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板M的左端，右端與小木塊m連接，且m與M及M與地面間摩擦不計(jì)開始時(shí)，m和M均靜止，現(xiàn)同時(shí)對(duì)m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2，設(shè)兩物體開始運(yùn)動(dòng)以后的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧形變不超過其彈性限度對(duì)于m、M和彈簧組成的系統(tǒng)()A由于F1、F2等大反向，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒B當(dāng)彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時(shí)，m、M各自的動(dòng)能最大C由于F1、F2大小不變，所以m、M各自一直做勻加速運(yùn)動(dòng)D由于F1、F2均能做正功，故系統(tǒng)的機(jī)械能一直增大7.如圖所示，在水平地面上固定一傾角為的光滑絕緣斜面，斜面處于電場強(qiáng)度大小為E、方向沿斜面向下的勻強(qiáng)電場中. 一勁度系數(shù)

4、為k的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端，整根彈簧處于自然狀態(tài)一質(zhì)量為m、帶電荷量為q(q0)的滑塊從距離彈簧上端為x0處靜止釋放，滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中電量保持不變，設(shè)滑塊與彈簧接觸過程沒有機(jī)械能損失，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g，則()A當(dāng)滑塊的速度最大時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大B當(dāng)滑塊的速度最大時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最大C當(dāng)滑塊的加速度最大時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大D當(dāng)滑塊的加速度最大時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最大8如圖所示，一質(zhì)量為m1 kg的小物塊輕輕放在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上的A點(diǎn)，隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，小物塊從C點(diǎn)沿圓弧切線進(jìn)入豎直光滑的半圓軌道恰能做圓周運(yùn)動(dòng)已知圓弧半徑R0.9 m，軌道最低點(diǎn)為D

5、，D點(diǎn)距水平面的高度h0.8 m小物塊離開D點(diǎn)后恰好垂直碰擊放在水平面上E點(diǎn)的固定傾斜擋板已知物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.3，傳送帶以5 m/s恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(g取10 m/s2)，試求： (1)傳送帶AB兩端的距離；(2)小物塊經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力的大小；(3)傾斜擋板與水平面間的夾角的正切值9如圖所示，用特定材料制作的細(xì)鋼軌豎直放置，半圓形軌道光滑，半徑分別為R、2R、3R和4R，R0.5 m，水平部分長度L2 m，軌道最低點(diǎn)離水平地面高h(yuǎn)1 m中心有孔的鋼球(孔徑略大于細(xì)鋼軌直徑)，套在鋼軌端點(diǎn)P處，質(zhì)量為m0.5 kg，與鋼軌水平部分的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4.給鋼球一初速度v013

6、 m/s(取g10 m/s2)求： (1)鋼球運(yùn)動(dòng)至第一個(gè)半圓形軌道最低點(diǎn)A時(shí)對(duì)軌道的壓力(2)鋼球落地點(diǎn)到拋出點(diǎn)的水平距離10如圖所示，是某公園設(shè)計(jì)的一種驚險(xiǎn)刺激的娛樂設(shè)施，軌道除CD部分粗糙外，其余均光滑一挑戰(zhàn)者質(zhì)量為m，沿斜面軌道滑下，無能量損失地滑入第1個(gè)圓管形軌道，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在最低點(diǎn)與最高點(diǎn)各放一個(gè)壓力傳感器，測(cè)試挑戰(zhàn)者對(duì)軌道的壓力，并通過計(jì)算機(jī)顯示出來挑戰(zhàn)者到達(dá)A處時(shí)剛好對(duì)管壁無壓力，又經(jīng)過水平軌道CD滑入第2個(gè)圓管軌道，在最高點(diǎn)B處挑戰(zhàn)者對(duì)管的內(nèi)側(cè)壁壓力為0.5 mg，A、B分別是兩軌道的最高點(diǎn)，然后從平臺(tái)上飛入水池內(nèi)，水面離軌道的距離為h2.25 r若第1個(gè)圓管軌道的半徑為

7、R，第2個(gè)圓管軌道的半徑為r，g取10 m/s2，管的內(nèi)徑及人的尺寸相對(duì)圓管軌道的半徑可以忽略不計(jì)，則 (1)挑戰(zhàn)者若能完成上述過程，則他應(yīng)從離水平軌道多高的地方開始下滑？(2)挑戰(zhàn)者從A到B的運(yùn)動(dòng)過程中克服軌道阻力所做的功是多少？(3)挑戰(zhàn)者入水時(shí)的速度大小是多少？答案(1)2.5 R(2)mgRmgr(3)易錯(cuò)起源1、 機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用 例1如圖所示，一傾角為30的光滑斜面底端有一與斜面垂直的固定擋板M，物塊A、B之間用一與斜面平行的輕質(zhì)彈簧連接，現(xiàn)用力緩慢沿斜面向下推動(dòng)物塊B，當(dāng)彈簧具有5 J彈性勢(shì)能時(shí)撤去推力釋放物塊B；已知A、B質(zhì)量分別為mA4 kg，mB2 kg，彈簧的彈性勢(shì)能

8、表達(dá)式為Epkx2，其中彈簧的勁度系數(shù)k1 000 N/m。x為彈簧形變量。g10 m/s2，求：(1)當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時(shí)，物塊B的速度大?。?(2)物塊A剛離開擋板時(shí)，物塊B的動(dòng)能。 機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)式及用法 (1)守恒觀點(diǎn)：Ek1Ep1Ek2Ep2或E1E2，運(yùn)用此法求解只有一個(gè)物體(實(shí)際是單個(gè)物體與地球組成的系統(tǒng))的問題較方便，注意選好參考平面； (2)轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)：EpEk，此法的優(yōu)點(diǎn)是不用選取參考平面； (3)轉(zhuǎn)移觀點(diǎn)：E增E減，此法適用于求解兩個(gè)或兩個(gè)以上物體(實(shí)際是兩個(gè)或兩個(gè)以上物體與地球組成的系統(tǒng))的問題。 易錯(cuò)起源2、功能關(guān)系和能量守恒 例2如圖所示，光滑水平面AB與豎直面

9、內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)相切，半圓 形導(dǎo)軌的半徑為R。一個(gè)質(zhì)量為m的物體將 彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，在彈力作用 下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧，當(dāng)它經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌的瞬間對(duì)軌道的壓力為其重力的8倍，之后向上運(yùn)動(dòng)恰能到達(dá)最高點(diǎn)C。(不計(jì)空氣阻力)試求： (1)物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能； (2)物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能。 幾種常用的功能轉(zhuǎn)化關(guān)系 易錯(cuò)起源3、以能量為核心的綜合應(yīng)用問題 例3為了節(jié)能，某貨場設(shè)計(jì)了如圖所示的送貨裝置，長為L的水平傳送帶右端B與一光滑弧面相連，弧面頂端為儲(chǔ)貨平臺(tái)。將貨物無初速度地輕放在傳送帶左端A，通過傳送帶到達(dá)B端時(shí)具有一定動(dòng)能，貨物可以利用此動(dòng)能

10、滑上儲(chǔ)貨平臺(tái)，平臺(tái)離傳送帶高h(yuǎn)。在安裝調(diào)試時(shí)傳送帶以某一速度勻速運(yùn)動(dòng)，工人發(fā)現(xiàn)貨物只能上滑到處。為了進(jìn)一步研究貨物不能滑上平臺(tái)的原因，工人在傳送帶上用粉筆沿傳送帶畫了一條直線，當(dāng)貨物放上去后發(fā)現(xiàn)有一段長為s0(s0L)的粉筆線被貨物擦過，那么：(1)貨物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)多大？(2)為了將貨物送上儲(chǔ)貨平臺(tái)，工人進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，使貨物滑上平臺(tái)后剛好停止。分析說明工人采取了什么措施及裝置應(yīng)滿足的條件？(3)在滿足(2)的條件下，貨物獲得的機(jī)械能與系統(tǒng)增加的內(nèi)能之比多大？1. 以能量為核心的綜合應(yīng)用問題一般分四類。第一類為單體機(jī)械能守恒問題，第二類為多體系統(tǒng)機(jī)械能守恒問題，第三類為單體動(dòng)能定理問

11、題，第四類為多體系統(tǒng)功能關(guān)系(能量定恒)問題。多體系統(tǒng)的組成模式：兩個(gè)或多個(gè)疊放在一起的物體，用細(xì)線或輕桿等相連的兩個(gè)或多個(gè)物體，直接接觸的兩個(gè)或多個(gè)物體。 2.能量問題的解題工具一般有動(dòng)能定理，能量守恒定律，機(jī)械能守恒定律。 (1)動(dòng)能定理使用方法簡單，只要選定物體和過程，直接列出方程即可，動(dòng)能定理適用于所有過程； (2)能量守恒定律同樣適用于所有過程，分析時(shí)只要分析出哪些能量減少，哪些能量增加，根據(jù)減少的能量等于增加的能量列方程即可； (3)機(jī)械能守恒定律只是能量守恒定律的一種特殊形式，但在力學(xué)中也非常重要。很多題目都可以用兩種甚至三種方法求解，可根據(jù)題目情況靈活選取。 物體的多過程運(yùn)動(dòng)，

12、需要根據(jù)物體受力和基本運(yùn)動(dòng)形式，把一個(gè)復(fù)雜的過程分解成多個(gè)小過程，即學(xué)會(huì)皰丁解牛的方法，再根據(jù)每一個(gè)過程的特點(diǎn)列方程聯(lián)立求解，務(wù)必抓住上一個(gè)過程的末速度為下一個(gè)過程的初速度，這是聯(lián)系相鄰兩個(gè)過程的紐帶。物體在每個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，如果只受重力則列出機(jī)械能守恒方程，如果只受重力和電場力則列出機(jī)械能和電勢(shì)能的守恒方程，如果還有其他力做功則列出動(dòng)能定理方程，特別指出：如果物體在運(yùn)動(dòng)過程中受到的作用力為變力，則不能應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解，只能應(yīng)用能量觀點(diǎn)求解。 1關(guān)于功和機(jī)械能，下列說法正確的是()A在有阻力作用的情況下，物體重力勢(shì)能的減少不等于重力對(duì)物體所做的功B合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的

13、改變量C物體的重力勢(shì)能是物體與地球之間的相互作用能，其大小與勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)D運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的減少量一定等于其重力勢(shì)能的增加量2質(zhì)量為m的滑塊以初速度v0自固定在地面上的粗糙斜面的底端沖上斜面，到達(dá)某一高度后又自動(dòng)返回至斜面底端，圖中分別給出了在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中滑塊的速度v、加速度大小a、動(dòng)能Ek及機(jī)械能E隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖象，則其中可能正確的是(規(guī)定斜面底端所在水平面為零勢(shì)能參考平面)()3如圖所示，在豎直向上的勻強(qiáng)電場中，一根不可伸長的絕緣細(xì)繩的一端系著一個(gè)帶電小球，另一端固定于O點(diǎn)，小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最高點(diǎn)為a，最低點(diǎn)為b.不計(jì)空氣阻力，則()A小球帶負(fù)電B小球在從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)

14、到b點(diǎn)的過程中，電勢(shì)能減小C小球所受電場力跟重力平衡D小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒4如圖所示，有一固定軌道ABCD，AB段是四分之一光滑圓弧軌道，其半徑為R，BC段是水平光滑軌道，CD段是光滑斜面軌道，BC和CD間用一小段光滑圓弧連接有編號(hào)為1、2、3、4完全相同的4個(gè)小球(小球不能視為質(zhì)點(diǎn)，其半徑rR)，緊挨在一起從圓軌道上某處由靜止釋放，經(jīng)BC到CD上，忽略一切阻力，則下列說法正確的是()A4個(gè)小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終不分離B在AB上運(yùn)動(dòng)時(shí)，2號(hào)球?qū)?號(hào)球不做功C在CD上運(yùn)動(dòng)時(shí)，2號(hào)球?qū)?號(hào)球做正功D4號(hào)球在CD上運(yùn)動(dòng)的最大高度與1號(hào)球初始位置等高5固定在水平地面上的光滑斜面傾角為，斜面底端

15、固定一個(gè)與斜面垂直的擋板，一木板A被放在斜面上，其下端離地面高為H，上端放著一個(gè)小物塊B，如圖所示木板和物塊的質(zhì)量均為m，相互間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力kmgsin(k1)，把它們由靜止釋放，木板與擋板發(fā)生碰撞時(shí)，時(shí)間極短，無動(dòng)能損失，而物塊不會(huì)與擋板發(fā)生碰撞求：(1)木板第一次與擋板碰撞彈回沿斜面上升過程中，物塊B的加速度；(2)從釋放木板到木板與擋板第二次碰撞的瞬間，木板運(yùn)動(dòng)的路程s；(3)從釋放木板到木板和物塊都靜止，木板和物塊系統(tǒng)損失的機(jī)械能6如圖所示，質(zhì)量m60 kg參加“挑戰(zhàn)極限”的業(yè)余選手，要越過寬度為s2.5 m的水溝，躍上高為H2.0 m的平臺(tái)，采用的方法是：人手握一根長為

16、L3.25 m的輕質(zhì)彈性桿的一端，從A點(diǎn)由靜止開始勻加速助跑，至B點(diǎn)時(shí)，桿的另一端抵在O點(diǎn)的阻擋物上，接著桿發(fā)生形變、同時(shí)腳蹬地，人被彈起，離地時(shí)重心高h(yuǎn)0.8 m，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)桿處于豎直，人的重心在桿的頂端運(yùn)動(dòng)過程中空氣阻力可忽略不計(jì)(取g10 m/s2)(1)第一次試跳，人恰能到達(dá)最高點(diǎn)，則人在B點(diǎn)離開地面時(shí)的速度v1是多少？(2)第二次試跳，人在最高點(diǎn)放開桿水平飛出后，恰好趴落到平臺(tái)邊緣，則人在最高點(diǎn)飛出時(shí)速度v2至少多大？(3)設(shè)在第二次試跳中，人跑到B點(diǎn)時(shí)速度大小為vB8 m/s，求人在B點(diǎn)蹬地彈起瞬間，至少應(yīng)做多少功？ 7大風(fēng)可能給人們的生產(chǎn)和生活帶來一些危害，同時(shí)風(fēng)能也是可以開發(fā)利用的清潔能源(1)據(jù)北京市氣象臺(tái)監(jiān)測(cè)顯示，2012年3月23日北京刮起了今年以來最大的風(fēng)，其短時(shí)風(fēng)力達(dá)到近十級(jí)在海淀區(qū)某公路旁停放的一輛小轎車被大風(fēng)吹倒的數(shù)字信息亭砸中，如圖所示已知該信息亭形狀為長方體，其高度為h，底面是邊長為l的正方形，信息亭所受的重力為G，重心位于其幾何中心求大風(fēng)吹倒信息亭的過程中，至少需要對(duì)信息亭做多少功；若已知空氣密度為，大風(fēng)的風(fēng)速大小恒為v，方向垂直于正常直立的信息亭的豎直表面，大風(fēng)中運(yùn)動(dòng)的空氣與信息亭表面作用后速度變?yōu)榱闱笮畔⑼ふ?/p>