《高考備考指南 物理 》課件-第3講　機械能守恒定律及其應(yīng)用

第3講機械能守恒定律及其應(yīng)用(本欄目對應(yīng)配套訓(xùn)練P44~45)知識鞏固練習(xí)1.(2023年淄博聯(lián)考)下圖實例中，判斷正確的是()A.甲圖中冰晶五環(huán)被勻速吊起的過程中機械能守恒B.乙圖中物體在外力F作用下沿光滑斜面加速下滑的過程中機械能守恒C.丙圖中不計任何阻力，輕繩連接的物體A、B組成的系統(tǒng)運動過程中機械能守恒D.丁圖中小球在光滑水平面上以一定的初速度壓縮彈簧的過程中，小球的機械能守恒【答案】C【解析】甲圖中冰晶五環(huán)被勻速吊起的過程中，拉力做功不為零，機械能不守恒，A錯誤；由于外力F做功不為零，物體機械能不守恒，B錯誤；物體A、B組成的系統(tǒng)運動過程中重力做功，繩子拉力對兩物體做功之和為零，機械能守恒，C正確；丁圖中小球在光滑水平面上以一定的初速度壓縮彈簧的過程中，彈簧的彈力對小球做負(fù)功，小球的機械能不守恒，D錯誤.2.(多選)(2023年廣東二模)蹦極是比較刺激的一項運動，一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從地面上方的高臺跳下，到最低點時，距地面還有一定高度，如圖所示.忽略空氣阻力，運動員可視為質(zhì)點，下列說法正確的是()A.下落過程中，運動員到達最低點前重力勢能始終減小B.下落過程中，重力勢能的變化量與重力勢能零點的選取有關(guān)C.下落過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒D.蹦極繩張緊后的下落過程中，由于彈力做負(fù)功，運動員動能減小【答案】AC【解析】在運動的過程中，運動員一直下降，則重力勢能一直減小，A正確；下落過程中重力勢能的變化量由高度差決定，有ΔEpG＝mg·Δh，則與重力勢能零點的選取無關(guān)，B錯誤；蹦極過程中，彈性繩的拉力做負(fù)功，運動員所受重力做正功，則運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)無其他力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，C正確；運動員到達最低點前的下落過程中，彈力做負(fù)功，而重力做正功，速度先增大后減小，則動能先增大后減小，D錯誤.3.(2023年全國甲卷)一同學(xué)將鉛球水平推出，不計空氣阻力和轉(zhuǎn)動的影響，鉛球在平拋運動過程中()A.機械能一直增加 B.加速度保持不變C.速度大小保持不變 D.被推出后瞬間動能最大【答案】B【解析】鉛球做平拋運動，僅受重力，故機械能守恒，A錯誤；鉛球的加速度恒為重力加速度，保持不變，B正確；鉛球做平拋運動，水平方向速度不變，豎直方向做勻加速直線運動，根據(jù)運動的合成可知鉛球速度變大，則動能越來越大，C、D錯誤.4.(多選)如圖是全球最高(高度208米)的北京朝陽公園摩天輪.一質(zhì)量為m的乘客坐在摩天輪中以速率v在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動.假設(shè)t＝0時刻乘客在軌跡最低點且重力勢能為零，那么，下列說法正確的是()A.乘客運動的過程中，重力勢能隨時間變化的關(guān)系為Ep＝mgR1B.乘客運動的過程中，在最高點受到座位的支持力為mv2RC.乘客運動的過程中，機械能守恒，且機械能為E＝12mvD.乘客運動的過程中，機械能隨時間變化的關(guān)系為E＝12mv2＋mgR【答案】AD【解析】在最高點，根據(jù)牛頓第二定律可得mg－N＝mv2R，受到座位的支持力N＝mg－mv2R，B錯誤；由于乘客在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，其動能不變，重力勢能發(fā)生變化，因此乘客在運動的過程中機械能不守恒，C錯誤；在時間t內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度為vRt，所以對應(yīng)t時刻的重力勢能為Ep＝mgR1－cosvtR，總的機械能為E＝Ek＋Ep＝12mv5.(多選)如圖甲所示，一小滑塊從固定斜面上A點由靜止釋放，經(jīng)過時間4t0到達B點，在5t0時刻滑塊運動到水平面的C點停止，滑塊與斜面和水平面間的動摩擦因數(shù)相同.已知滑塊在運動過程中與接觸面間的摩擦力大小與時間的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)滑塊運動到B點前后速率不變.以下說法中正確的是()A.滑塊在斜面和水平面上的位移大小之比為16∶5B.滑塊在斜面和水平面上的加速度大小之比為1∶4C.斜面的傾角為45°D.滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)μ＝4【答案】BD【解析】A到B的過程中a1(4t0)＝v，B到C的過程中v＝a2t0，所以a1a2＝14，B正確；A到B的過程中x1＝12a1(4t0)2＝8a1t02，B到C的過程中可采取逆向思維的方法，得x2＝12a2t02＝12×4a1t02＝2a1t02，所以x1∶x2＝41，A錯誤；由圖乙可得f2＝μmg＝5N，f1＝μmgcosθ＝4N，所以f1∶f2＝cosθ＝45，得θ≈37°，C錯誤；物體在斜面上運動的過程中mgsinθ－μ6.(多選)如圖所示，豎直平面內(nèi)固定著一個螺旋形光滑軌道，一個小球從足夠高處落下，剛好從A點進入軌道，則小球經(jīng)過軌道上的B點和C點時，下列說法正確的是()A.軌道對小球不做功B.小球在B點的速度小于在C點的速度C.小球在B點對軌道的壓力小于在C點對軌道的壓力D.改變小球下落的高度，小球在B、C兩點對軌道的壓力差保持不變【答案】ABC【解析】由于小球在軌道中受力與運動方向始終垂直，故軌道對小球不做功，A正確；由于B點高于C點，則由機械能守恒定律可知，小球在B點的速度小于在C點的速度，B正確；根據(jù)向心力公式可知mg＋F＝mv2r，由于B點的速度小于C點的速度，故小球在B點對軌道的壓力小于在C點對軌道的壓力，C正確；改變小球下落的高度，則小球在B、C兩點上速度的平方的差值恒定，但半徑不同，故小球在B、C兩點對軌道的壓力差不同，D綜合提升練習(xí)7.(多選)如圖所示，水平傳送帶以速度v0順時針轉(zhuǎn)動，一質(zhì)量為m的物塊以速度32v0向右滑上傳送帶，剛好以v0從傳送帶右端滑落，物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ.則A.傳送帶的長度為5B.因摩擦產(chǎn)生的熱量為5C.增大物塊的初速度，因摩擦產(chǎn)生的熱量會減少D.減小物塊的初速度，因摩擦產(chǎn)生的熱量可能會增加【答案】AD【解析】物塊滑上傳送帶的速度比傳送帶的速度大，故滑塊做勻減速運動，加速度為a＝μmgm＝μg，剛好以v0從傳送帶右端滑落，根據(jù)速度與位移關(guān)系有v02－32v02＝－2ax，解得x＝5v028μg，故傳送帶的長度為5v028μg，A正確；物塊在傳送帶上運動的時間為t＝v0－32v0－μg＝v02μg8.(2023年全國甲卷)如圖，光滑水平桌面上有一輕質(zhì)彈簧，其一端固定在墻上.用質(zhì)量為m的小球壓彈簧的另一端，使彈簧的彈性勢能為Ep.釋放后，小球在彈簧作用下從靜止開始在桌面上運動，與彈簧分離后，從桌面水平飛出.小球與水平地面碰撞后瞬間，其平行于地面的速度分量與碰撞前瞬間相等；垂直于地面的速度分量大小變?yōu)榕鲎睬八查g的45.小球與地面碰撞后，彈起的最大高度為h.重力加速度大小為g，忽略空氣阻力.(1)小球離開桌面時的速度大??；(2)小球第一次落地點距桌面上其飛出點的水平距離.解：(1)由小