高考物理二轮复习精练专题六机械能守恒定律课件

这是一份高考物理二轮复习精练专题六机械能守恒定律课件，共40页。

第12练　功和动能定理
2 [2021北京·8,3分,难度★★★☆☆]如图所示,高速公路上汽车定速巡航(即保持汽车的速率不变)通过路面abcd,其中ab段为平直上坡路面,bc段为水平路面,cd段为平直下坡路面.不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化.下列说法正确的是A.在ab段汽车的输出功率逐渐减小B.汽车在ab段的输出功率比bc段的大C.在cd段汽车的输出功率逐渐减小D.汽车在cd段的输出功率比bc段的大
2.B　汽车的输出功率等于牵引力的功率P=Fv,汽车的速率不变,在ab段的牵引力大小不变,故汽车在ab段的输出功率不变,A错误;同理,选项C错误;经分析可知,汽车在ab段受到的牵引力比bc段的大,又两段的速率相等,由P=Fv可知汽车在ab段的输出功率比bc段的大,B正确;汽车在cd段的牵引力比bc段的小,同理可知,选项D错误.
4 [2021湖北·4,4分,难度★★★☆☆]如图(a)所示,一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑,运动过程中摩擦力大小f恒定,物块动能Ek与运动路程s的关系如图(b)所示.重力加速度大小取10 m/s2,物块质量m和所受摩擦力大小f分别为A.m=0.7 kg,f=0.5 NB.m=0.7 kg,f=1.0 NC.m=0.8 kg,f=0.5 ND.m=0.8 kg,f=1.0 N
4.A　0~10 m内物块上滑,由动能定理得-mgsin 30°·s-fs=Ek-Ek0,整理得Ek=Ek0-(mgsin 30°+f)s,结合0~10 m内的图象得,斜率的绝对值|k|=mgsin 30°+f=4 N;10~20 m内物块下滑,由动能定理得(mgsin 30°-f)(s-s1)=Ek,整理得Ek=(mgsin 30°-f)s-(mgsin 30°-f)s1,结合10~20 m内的图象得,斜率k'=mgsin 30°-f=3 N.联立解得f=0.5 N、m=0.7 kg,A正确,BCD错误.
5 [2022广东·9,6分,难度★★★☆☆](多选)如图所示,载有防疫物资的无人驾驶小车,在水平MN段以恒定功率200 W、速度5 m/s匀速行驶,在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s匀速行驶.已知小车总质量为50 kg,MN=PQ=20 m,PQ段的倾角为30°,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力.下列说法正确的有A.从M到N,小车牵引力大小为40 NB.从M到N,小车克服摩擦力做功800 JC.从P到Q,小车重力势能增加1×104 JD.从P到Q,小车克服摩擦力做功700 J
7 [2019浙江4月·20,12分,难度★★★☆☆]某砂场为提高运输效率,研究砂粒下滑的高度与砂粒在传送带上运动的关系,建立如图所示的物理模型.竖直平面内有一倾角θ=37°的直轨道AB,其下方右侧放置一水平传送带,直轨道末端B与传送带间距可近似为零,但允许砂粒通过.转轮半径R=0.4 m、转轴间距L=2 m的传送带以恒定的线速度逆时针转动,转轮最低点离地面的高度H=2.2 m.现将一小物块放在距离传送带高h处静止释放,假设小物块从直轨道B端运动到达传送带上C点时,速度大小不变,方向变为水平向右.已知小物块与直轨道和传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5.(sin 37°=0.6)(1)若h=2.4 m,求小物块到达B端时速度的大小;(2)若小物块落到传送带左侧地面,求h需要满足的条件;(3)改变小物块释放的高度h,小物块从传送带的D点水平向右抛出,求小物块落地点到D点的水平距离x与h的关系式及h需要满足的条件.
8 [2020全国Ⅱ·25,20分,难度★★★★★]如图,一竖直圆管质量为M,下端距水平地面的高度为H,顶端塞有一质量为m的小球.圆管由静止自由下落,与地面发生多次弹性碰撞,且每次碰撞时间均极短;在运动过程中,管始终保持竖直.已知M=4m,球和管之间的滑动摩擦力大小为4mg,g为重力加速度的大小,不计空气阻力.(1)求管第一次与地面碰撞后的瞬间,管和球各自的加速度大小;(2)管第一次落地弹起后,在上升过程中球没有从管中滑出,求管上升的最大高度;(3)管第二次落地弹起的上升过程中,球仍没有从管中滑出,求圆管长度应满足的条件.
第13练　机械能守恒定律的应用
1 [2021海南·2,3分,难度★★☆☆☆]　　　 　　　　 水上乐园有一末段水平的滑梯,人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中.如图所示,滑梯顶端到末端的高度H=4.0 m,末端到水面的高度h=1.0 m.取重力加速度g=10 m/s2,将人视为质点,不计摩擦和空气阻力.则人的落水点到滑梯末端的水平距离为A.4.0 mB.4.5 mC.5.0 mD.5.5 m
5 [2021浙江1月·6,3分,难度★★★☆☆]如图所示,同学们坐在相同的轮胎上,从倾角相同的平直雪道先后由同一高度静止滑下,各轮胎与雪道间的动摩擦因数均相同,不计空气阻力.雪道上的同学们A.沿雪道做匀速直线运动B.下滑过程中机械能均守恒C.前后间的距离随时间不断增大D.所受重力沿雪道向下的分力相同
6 [2022全国乙·16,6分,难度★★★☆☆]固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环.小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑,在下滑过程中,小环的速率正比于A.它滑过的弧长B.它下降的高度C.它到P点的距离D.它与P点的连线扫过的面积
7 [2021广东·9,6分,难度★★★☆☆](多选)长征途中,为了突破敌方关隘,战士爬上陡峭的山头,居高临下向敌方工事内投掷手榴弹.战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹.手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h,在空中的运动可视为平抛运动,轨迹如图所示,重力加速度为g.下列说法正确的有A.甲在空中的运动时间比乙的长B.两手榴弹在落地前瞬间,重力的功率相等C.从投出到落地,每颗手榴弹的重力势能减少mghD.从投出到落地,每颗手榴弹的机械能变化量为mgh
第14练　功能关系的应用与能量守恒
1 [2021浙江6月·11,3分,难度★★☆☆☆]中国制造的某一型号泵车如图所示,表中列出了其部分技术参数.已知混凝土密度为2.4×103 kg/m3,假设泵车的泵送系统以150 m3/h的输送量给30 m高处输送混凝土,已知重力加速度取10 m/s2,则每小时泵送系统对混凝土做的功至少×107 J×107 J×108 J×108 J
1.C　每小时输送的混凝土的体积为150 m3,则其增加的重力势能为mgh=ρVgh=2.4×103×150×10×30 J=1.08×108 J,根据功能关系可知,选项C正确.
2 [2017江苏·3,3分,难度★★★☆☆]一小物块沿斜面向上滑动,然后滑回到原处.物块初动能为Ek0,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,物块的动能Ek与位移x关系的图线是
2.C　设物块与斜面间的动摩擦因数为μ,物块的质量为m,则物块在上滑过程中根据功能关系有-(mgsin θ+μmgcs θ)x=Ek-Ek0,即Ek=Ek0-(mgsin θ+μmgcs θ)x,物块沿斜面下滑的过程中有(mgsin θ-μmgcs θ)(x0-x)=Ek,由此可以判断C项正确.
3 [2021浙江1月·11,3分,难度★★★☆☆]一辆汽车在水平高速公路上以80 km/h的速度匀速行驶,其1 s内能量分配情况如图所示.则汽车A.发动机的输出功率为70 kWB.每1 s消耗的燃料最终转化成的内能是5.7×104 JC.每1 s消耗的燃料最终转化成的内能是6.9×104 JD.每1 s消耗的燃料最终转化成的内能是7.0×104 J
4 [2022浙江6月·13,3分,难度★★★☆☆]小明用额定功率为1 200 W、最大拉力为300 N的提升装置,把静置于地面的质量为20 kg的重物竖直提升到高为85.2 m的平台,先加速再匀速,最后做加速度大小不超过5 m/s2的匀减速运动,到达平台速度刚好为零,则提升重物的最短时间为A.13.2 s B.14.2 s C.15.5 s D.17.0 s
5 [2020全国Ⅰ·20,6分,难度★★★☆☆](多选)一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑,其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示,重力加速度取10 m/s2.则A.物块下滑过程中机械能不守恒B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C.物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2D.当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J
6 [2021福建·14,12分,难度★★★☆☆]如图(a),一倾角为37°的固定斜面的AB段粗糙、BC段光滑,斜面上一轻质弹簧的一端固定在底端C处,弹簧的原长与BC长度相同.一小滑块在沿斜面向下的拉力T作用下,从A处由静止开始下滑,当滑块第一次到达B点时撤去T,T随滑块沿斜面下滑的位移s的变化关系如图(b)所示.已知AB段长度为2 m,滑块质量为2 kg,滑块与斜面AB段间的动摩擦因数为0.5,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度大小取10 m/s2,sin 37°=0.6.求:(1)当拉力为10 N时,滑块的加速度大小;(2)滑块第一次到达B点时的动能;(3)滑块第一次在B点与弹簧脱离后,沿斜面上滑的最大距离.
6.【解析】　(1)设小滑块的质量为m、斜面倾角为θ、滑块与斜面AB段间的动摩擦因数为μ、滑块受斜面的支持力大小为N、滑动摩擦力大小为f、拉力为10 N时滑块的加速度大小为a.由牛顿第二定律和滑动摩擦力公式有T+mgsin θ-f=ma① N-mgcs θ=0② f=μN③联立①②③式并代入题给数据得a=7 m/s2④(2)设滑块在AB段运动的过程中拉力所做的功为W,由功的定义有W=T1s1+T2s2⑤式中T1、T2和s1、s2分别对应滑块下滑过程中两阶段所受的拉力及相应的位移大小,依题意有T1=8 N,s1=1 m,T2=10 N,s2=1 m设滑块第一次到达B点时的动能为Ek,由动能定理有W+(mgsin θ-f)(s1+s2)=Ek-0⑥联立②③⑤⑥式并代入题给数据得Ek=26 J⑦(3)由机械能守恒定律可知,滑块第一次在B点与弹簧脱离时,动能仍为Ek.设滑块离B点的最大距离为smax,由动能定理有-(mgsin θ+f)smax=0-Ek⑧联立②③⑦⑧式并代入题给数据得smax=1.3 m⑨