2025屆高考物理二輪總復(fù)習(xí)第一編專題2能量與動(dòng)量專題分層突破練5動(dòng)能定理機(jī)械能守恒定律功能關(guān)系的應(yīng)用課件

專題分層突破練5動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系的應(yīng)用123456789101112基礎(chǔ)鞏固13選擇題:每小題6分,共60分1.(多選)如圖所示,小陳去某商場購物,他先從一樓搭乘圖甲所示的觀光電梯到達(dá)六樓超市,再搭乘圖乙所示的自動(dòng)人行道電梯到四樓,最后搭乘圖丙所示的自動(dòng)扶梯到五樓。已知圖乙和圖丙所示的電梯均勻速運(yùn)行,圖乙的梯面傾斜程度處處相同,且小陳搭乘三種電梯的過程中都站在電梯上不動(dòng),則(

)A.搭乘圖甲所示電梯的過程中,合外力對(duì)小陳做功最大B.搭乘圖乙所示電梯的過程中,小陳的重力做功的功率不變C.搭乘圖乙所示電梯的過程中,摩擦力對(duì)小陳不做功D.搭乘圖丙所示電梯的過程中,小陳的機(jī)械能增大BD12345678910111213解析

圖甲電梯運(yùn)動(dòng)過程中,人在電梯中的初速度與末速度均為0,圖乙與圖丙中電梯均做勻速運(yùn)動(dòng),則始末狀態(tài)動(dòng)能的變化量均為0,根據(jù)動(dòng)能定理可知,搭乘三種電梯的過程中,合外力對(duì)小陳做的功均為0,A錯(cuò)誤;圖乙的梯面傾斜程度處處相同,即電梯運(yùn)動(dòng)速度方向與豎直方向的夾角一定,根據(jù)P=mgvcos

θ可知,搭乘圖乙所示電梯的過程中,小陳的重力做功的功率不變,B正確;圖乙中的梯面傾斜,勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)人進(jìn)行分析,人受到重力、垂直于傾斜梯面的支持力與沿梯面向上的靜摩擦力,搭乘圖乙所示電梯的過程中,摩擦力對(duì)小陳做負(fù)功,C錯(cuò)誤;搭乘圖丙所示電梯的過程中,勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)人進(jìn)行分析,人受到重力、電梯對(duì)人豎直向上的支持力,人的速度沿斜向上,則電梯對(duì)人做正功,小陳的機(jī)械能增大,D正確。123456789101112132.(2023浙江1月選考)一位游客正在體驗(yàn)蹦極,綁上蹦極專用的橡皮繩后從跳臺(tái)縱身而下。游客從跳臺(tái)下落直到最低點(diǎn)過程中(

)A.彈性勢(shì)能減小

B.重力勢(shì)能減小C.機(jī)械能保持不變

D.繩一繃緊動(dòng)能就開始減小答案

B12345678910111213解析

游客從跳臺(tái)下落,開始階段橡皮繩未拉直,只受重力作用做自由落體運(yùn)動(dòng),下落到一定高度時(shí)橡皮繩開始繃緊,游客受重力和向上的彈力作用,彈力從零逐漸增大,游客所受合力先向下減小后向上增大,速度先增大后減小,到最低點(diǎn)時(shí)速度減小到零,彈力達(dá)到最大值,彈性勢(shì)能達(dá)到最大值,故橡皮繩繃緊后彈性勢(shì)能一直增大,A錯(cuò)誤。游客高度一直降低,重力一直做正功,重力勢(shì)能一直減小,B正確。下落階段橡皮繩對(duì)游客做負(fù)功,游客機(jī)械能減少,彈性繩的彈性勢(shì)能增大,C錯(cuò)誤。彈性繩剛繃緊開始一段時(shí)間內(nèi),彈力小于重力,合力向下做正功,游客向下運(yùn)動(dòng)的速度逐漸增大,游客動(dòng)能逐漸增加;當(dāng)彈力等于重力時(shí),游客向下運(yùn)動(dòng)的速度最大,游客的動(dòng)能最大;游客再向下運(yùn)動(dòng),彈力大于重力,合力向上對(duì)游客做負(fù)功,游客動(dòng)能逐漸減小,D錯(cuò)誤。123456789101112133.(2021山東卷)如圖所示,粗糙程度處處相同的水平桌面上有一長為L的輕質(zhì)細(xì)桿,一端可繞豎直光滑軸O轉(zhuǎn)動(dòng),另一端與質(zhì)量為m的小木塊相連。木塊以水平初速度v0出發(fā),恰好能完成一個(gè)完整的圓周運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過程中,木塊所受摩擦力的大小為(

)B12345678910111213123456789101112134.(2024山東卷)如圖所示,質(zhì)量均為m的甲、乙兩同學(xué),分別坐在水平放置的輕木板上,木板通過一根原長為l的輕質(zhì)彈性繩連接,連接點(diǎn)等高且間距為d(d<l)。兩木板與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,彈性繩勁度系數(shù)為k,被拉伸時(shí)彈性勢(shì)能E=kx2(x為繩的伸長量)?，F(xiàn)用水平力F緩慢拉動(dòng)乙所坐木板,直至甲所坐木板剛要離開原位置,此過程中兩人與所坐木板保持相對(duì)靜止,k保持不變,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度大小為g,12345678910111213則F所做的功等于(

)答案

B12345678910111213解析

開始時(shí)輕質(zhì)彈性繩處于松弛狀態(tài),當(dāng)輕質(zhì)彈性繩剛被拉伸時(shí),乙所坐木板的位移Δx1=l-d,甲所坐的木板要運(yùn)動(dòng)時(shí),kΔx2=μmg,123456789101112135.(多選)(2024江西高三期中)圖甲為一種新型的電動(dòng)玩具,整體質(zhì)量為m,下方的圓球里有電動(dòng)機(jī)、電池、紅外線發(fā)射器等,打開開關(guān)后葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直的推進(jìn)力F,使玩具在空中飛行。將玩具從離地面高度為4h0處靜止釋放,使玩具在豎直方向運(yùn)動(dòng),推進(jìn)力F隨離地面高度h變化的關(guān)系如乙所示,重力加速度為g,玩具只受升力和自身重力作用。對(duì)于4h0~2h0過程,下列判斷正確的是(

)A.玩具先做勻加速再做勻減速運(yùn)動(dòng)B.玩具下落到距地面3h0高處速度最大BC12345678910111213解析

玩具從離地面高度為4h0處靜止釋放,根據(jù)牛頓第二定律可得mg-F=ma,由圖乙可知,F逐漸增大,加速度逐漸減小,玩具做變加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)F=mg時(shí),加速度為零,速度達(dá)到最大,由圖乙可知,此時(shí)玩具距地面高度為3h0,此后F>mg,玩具做變減速運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)上面分析到達(dá)3h0時(shí)速度最大,F做負(fù)功,大小為圖形中與橫軸圍成的面積,123456789101112136.(多選)甲、乙兩賽車,在平直車道上由靜止開始保持額定功率啟動(dòng)。甲車啟動(dòng)12s后,速度達(dá)到108km/h,30s后,速度達(dá)到最大速度216km/h;乙車啟動(dòng)9s后,速度達(dá)到108km/h,25s后,速度達(dá)到最大速度234km/h。12345678910111213BD12345678910111213123456789101112137.鉛球被水平推出后的運(yùn)動(dòng)過程中,不計(jì)空氣阻力,下列關(guān)于鉛球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小a、速度大小v、動(dòng)能Ek和機(jī)械能E隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系中,正確的是(

)D12345678910111213123456789101112138.(10分)(2024山東日照高三期末)如圖是某公園設(shè)計(jì)的一種驚險(xiǎn)刺激的娛樂設(shè)施的簡化圖,除傾斜軌道AB段粗糙外,娛樂設(shè)施的其余軌道均光滑。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,在豎直圓形軌道最高點(diǎn)安裝一個(gè)壓力傳感器,測試挑戰(zhàn)者對(duì)軌道的壓力,并通過計(jì)算機(jī)顯示出來。一質(zhì)量m=60kg的挑戰(zhàn)者由靜止沿傾斜軌道滑下,然后經(jīng)水平軌道進(jìn)入豎直圓形軌道(進(jìn)入時(shí)無機(jī)械能損失),測得挑戰(zhàn)者到達(dá)圓形軌道最高點(diǎn)時(shí)剛好對(duì)軌道無壓力,離開圓形軌道后繼續(xù)在水平直軌道上運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),之后挑戰(zhàn)者越過壕溝。已知挑戰(zhàn)者與傾斜軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,圖中α=37°,R=0.32m,h=1.25m,s=1.50m,sin37°=0.6,重力加速度g取10m/s2。12345678910111213(1)通過計(jì)算判斷挑戰(zhàn)者能否越過壕溝;(2)求挑戰(zhàn)者在傾斜軌道上滑行的距離。(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)答案

(1)能

(2)1.54m123456789101112131234567891011121312345678910111213綜合提升9.(多選)如圖所示,在傾角為37°的固定斜面上,輕質(zhì)彈簧一端與固定在斜面底端的擋板C拴接,另一端連接滑塊A。一輕細(xì)繩通過斜面頂端的定滑輪(質(zhì)量忽略不計(jì),輕繩與滑輪間的摩擦不計(jì)),一端系在滑塊A上,另一端與球B相連,細(xì)繩與斜面平行,斜面足夠長。用手托住球B,此時(shí)彈簧剛好處于原長?；瑝KA剛要沿斜面向上運(yùn)動(dòng)。已知mB=2mA=4kg,彈簧的勁度系數(shù)為k=100N/m,滑塊A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g取10m/s2,且彈簧的彈性勢(shì)能Ep與形變量x的關(guān)系為Ep=kx2。12345678910111213現(xiàn)由靜止釋放球B,已知B始終未落地,則下列說法正確的是(

)(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)A.釋放球B前,手受到球B的壓力大小為24NB.釋放球B后,滑塊A向上滑行x=0.20m時(shí)速度最大C.釋放球B后,滑塊A向上滑行過程中的最大動(dòng)能為1.2JD.釋放球B后,滑塊A向上滑行的最大距離為0.48m答案

AD12345678910111213解析

用手托住球B,此時(shí)彈簧剛好處于原長,設(shè)繩子拉力為FT,滑塊A剛要沿斜面向上運(yùn)動(dòng)可知FT=mAgsin

θ+μmAgcos

θ=16

N,對(duì)B受力分析,設(shè)手的支持力為F,則F=mBg-FT=24

N,根據(jù)牛頓第三定律可知手受到球B的壓力為24

N,A正確;松手后,A做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)A受到的合力為零時(shí),速度最大,當(dāng)A加速度為零時(shí),B的加速度也為零,對(duì)A受力分析得FT'-mAgsin

θ-μmAgcos

θ-F彈=0,對(duì)B受力分析得FT'=mBg,根據(jù)胡克定律得F彈=kx,解得x=0.24

m,B錯(cuò)誤;根據(jù)能量守恒定律,松手后到滑塊A最大速度的過程中有12345678910111213當(dāng)滑塊A向上滑行的距離最大時(shí),A、B的速度都為0,物塊B的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為A的重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能,根據(jù)能量守恒定律有mBgx'=mAgx'sin

θ+μmAgx'cos

θ+kx'2,解得x'=0.48

m,D正確。1234567891011121310.如圖所示的水平軌道AD足夠長,只有BC部分是粗糙的,其長度為L=1m,其余部分是光滑的,質(zhì)量為1kg,長度為2L的粗細(xì)相同的勻質(zhì)軟繩靜止在B點(diǎn)的左側(cè)(繩的右端在B點(diǎn)),軟繩與粗糙部分的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.8,現(xiàn)用F=2N的水平向右的恒力作用在軟繩上,軟繩始終保持伸直狀態(tài)且長度不變,重力加速度g取10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則在軟繩運(yùn)動(dòng)的過程中,下列說法正確的是(

)A.軟繩先做勻加速后做勻減速運(yùn)動(dòng)B.軟繩的左端能經(jīng)過B點(diǎn)C.軟繩的最大動(dòng)能為0.5JD.軟繩克服摩擦力做功4.0J答案

C12345678910111213拉力F先比摩擦力大,后比摩擦力小,軟繩先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)。0≤x≤L時(shí),摩擦力為變力,所以加速度不恒定,A錯(cuò)誤;123456789101112131234567891011121311.(多選)英國的物理學(xué)家喬治·阿特伍德在1784年制做一種測定重力加速度的機(jī)械叫阿特伍德機(jī),受此啟發(fā),實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的機(jī)械。具有共同水平軸的豎直輕質(zhì)轉(zhuǎn)盤的半徑關(guān)系為R2=2R1,物塊A、B由細(xì)繩相連,物塊B、C分別與繞在內(nèi)、外盤上的細(xì)繩相連,開始時(shí)物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài),它們的質(zhì)量分別為mA=2m,mB=mC=m。某時(shí)刻物塊被自由釋放,物塊A、B下降,C上升。當(dāng)物塊A下降高度h時(shí),A、B間的細(xì)繩突然斷裂。已知細(xì)繩足夠長,重力加速度為g,不計(jì)轉(zhuǎn)盤與軸以及細(xì)繩間的摩擦,忽略空氣阻力,運(yùn)動(dòng)過程中物塊不會(huì)碰到轉(zhuǎn)盤。12345678910111213下列說法中正確的是(

)ABD123456789101112131234567891011121312.(14分)如圖所示,質(zhì)量為m=2kg的小物塊,用長L=0.4m的細(xì)線懸掛于O點(diǎn),現(xiàn)將細(xì)線拉直并與水平方向夾角α=30°,由靜止釋放,小物塊下擺至最低點(diǎn)B處時(shí),細(xì)線達(dá)到其最大承受力并瞬間斷開,小物塊恰好從水平傳送帶最左端點(diǎn)滑上傳送帶,傳送帶以v0的速度逆時(shí)針勻速運(yùn)轉(zhuǎn),其上表面距地面高度H=1.6m,小物塊最后從傳送帶左端飛出,并恰好從光滑斜面頂端沿斜面方向滑上斜面。斜面高h(yuǎn)=1.0m,傾角θ=60°,斜面底端擋板上固定一輕彈簧。小物塊沿斜面下滑一段距離后,壓縮彈簧,小物塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的最大距離x=

m,g取10m/s2。求:12345678910111213(1)細(xì)線能承受的最大拉力的大小;(2)傳送帶速度大小滿足的條件;(3)彈簧的最大彈性勢(shì)能。答案

(1)40N(2)v0≥2m/s(3)31J1234567891011121312345678910111213(2)由于小物塊恰好沿斜面方向落到光滑斜面上,即小物塊落到斜面頂端時(shí)速度方向沿斜面方向,則vy=gt聯(lián)立以上各式得vx=2

m/s則傳送帶速度v0≥2

m/s。123456789101112131234567891011121313.(16分)(2024江蘇徐州高三期末)如圖所示,水平軌道OC的右端C貼近同高度的水平傳送帶軌道的左端,其中OB段光滑,BC段粗糙,傳送帶與豎直面內(nèi)的光滑半圓形軌道DE相切于D點(diǎn),已知BC=CD=L=2m,圓軌道半徑R=0.4m,彈簧左端固定在墻壁上,自由放置時(shí)其右端在B點(diǎn)。一個(gè)質(zhì)量m=0.5kg的物塊(視為質(zhì)點(diǎn))將彈簧壓縮到A點(diǎn)并鎖定,物塊與水平軌道BC、傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)