2025版高考物理一轮复习真题精练专题六机械能守恒定律第14练功能关系的应用与能量守恒课件

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2.[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 sB.14.2 s C.15.5 sD.17.0 s
5.[2021北京·20,12分,难度★★★☆☆]秋千由踏板和绳构成,人在秋千上的摆动过程可以简化为单摆的摆动,等效“摆球”的质量为m,人蹲在踏板上时摆长为l1,人站立时摆长为l2.不计空气阻力,重力加速度大小为g.(1)如果摆长为l1,“摆球”通过最低点时的速度为v,求此时“摆球”受到拉力T的大小.(2)在没有别人帮助的情况下,人可以通过在低处站起、在高处蹲下的方式使“摆球”摆得越来越高.a.人蹲在踏板上从最大摆角θ1开始运动,到最低点时突然站起,此后保持站立姿势摆到另一边的最大摆角为θ2.假定人在最低点站起前后“摆球”摆动速度大小不变,通过计算证明θ2>θ1.b.实际上人在最低点快速站起后“摆球”摆动速度的大小会增大.随着摆动越来越高,达到某个最大摆角θ后,如果再次经过最低点时,通过一次站起并保持站立姿势就能实现在竖直平面内做完整的圆周运动,求在最低点“摆球”增加的动能ΔEk应满足的条件.
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(2分)联立②③⑤⑥式并代入题给数据得Ek=26 J⑦(1分)(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(2分)联立②③⑦⑧式并代入题给数据得smax=1.3 m⑨(1分)
(1)求B、C向左移动的最大距离x0和B、C分离时B的动能Ek;(2)为保证A能离开墙壁,求恒力的最小值Fmin;(3)若三物块都停止时B、C间的距离为xBC,从B、C分离到B停止运动的整个过程,B克服弹簧弹力做的功为W,通过推导比较W与fxBC的大小;(4)若F=5f,请在所给坐标系中,画出C向右运动过程中加速度a随位移x变化的图象,并在坐标轴上标出开始运动和停止运动时的a、x值(用f、k、m表示),不要求推导过程.以撤去F时C的位置为坐标原点,水平向右为正方向.