江蘇省2021高考物理一輪復(fù)習(xí)第五章機(jī)械能及其守恒定律高考熱點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練7功能關(guān)系的理解和應(yīng)用課件

1、高考熱點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練7功能關(guān)系的理解和應(yīng)用,大一輪復(fù)習(xí)講義,1.(多選)(2019云南玉溪一中第五次調(diào)研)如圖1所示，半徑為r的光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，ab、cd是圓環(huán)相互垂直的兩條直徑，c、d兩點(diǎn)與圓心o等高.一質(zhì)量為m的光滑小球套在圓環(huán)上，一根輕質(zhì)彈簧一端連在小球上，另一端固定在p點(diǎn)，p點(diǎn)在圓心o的正下方 處.小球從最高點(diǎn)a由靜止開(kāi)始沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，已知彈簧的原長(zhǎng)為r，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是 a.小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)的速度大小為 b.彈簧長(zhǎng)度等于r時(shí)，小球的機(jī)械能最大 c.小球在a、b兩點(diǎn)時(shí)對(duì)圓環(huán)的壓力差為4mg d.小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)重力的功率為

2、0,1,2,3,4,5,圖1,解析由題分析可知，小球在a、b兩點(diǎn)時(shí)彈簧的形變量大小相等，彈簧的彈性勢(shì)能相等，,1,2,3,4,5,根據(jù)小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒知，彈簧長(zhǎng)度等于r時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為零，則此時(shí)小球的機(jī)械能最大，故b正確； 設(shè)小球在a、b兩點(diǎn)時(shí)彈簧的彈力大小為f彈， 在a點(diǎn)，圓環(huán)對(duì)小球的支持力fn1mgf彈；,解得圓環(huán)對(duì)小球的支持力為：fn25mgf彈； 則fn2fn14mg， 由牛頓第三定律知，小球在a、b兩點(diǎn)時(shí)對(duì)圓環(huán)的壓力差為4mg，故c正確； 小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)重力與速度方向垂直，則重力的功率為0，故d正確.,1,2,3,4,5,2.(多選)(2019湖北“荊、荊、襄、宜

3、四地七校考試聯(lián)盟”期末)如圖2所示，固定的光滑豎直桿上套一個(gè)滑塊a，與滑塊a連接的細(xì)繩繞過(guò)光滑的輕質(zhì)定滑輪連接滑塊b，細(xì)繩不可伸長(zhǎng)，滑塊b放在粗糙的固定斜面上，連接滑塊b的細(xì)繩和斜面平行，滑塊a從細(xì)繩水平位置由靜止釋放(不計(jì)滑輪的摩擦及空氣阻力)，到滑塊a下降到速度最大(a未落地，b未上升至滑輪處)的過(guò)程中 a.滑塊a和滑塊b的加速度大小一直相等 b.滑塊a減小的機(jī)械能等于滑塊b增加的機(jī)械能 c.滑塊a的速度最大時(shí)，滑塊a的速度大于滑塊b的速度 d.細(xì)繩上張力對(duì)滑塊a做的功等于滑塊a機(jī)械能的變化量,1,2,3,4,5,圖2,1,2,3,4,5,解析兩滑塊與繩構(gòu)成繩連接體，沿繩方向的加速度相等，

4、則a的分加速度等于b的加速度，故a錯(cuò)誤； 繩連接體上的一對(duì)拉力做功不損失機(jī)械能，但b受到的斜面摩擦力對(duì)b做負(fù)功，由能量守恒可知滑塊a減小的機(jī)械能等于滑塊b增加的機(jī)械能與克服摩擦力做功之和，故b錯(cuò)誤；,繩連接體沿繩的速度相等，則a沿繩的分速度等于b的運(yùn)動(dòng)速度，如圖所示，即滑塊a的速度大于b的速度，故c正確； 對(duì)a受力分析可知，除重力外，只有細(xì)繩的張力對(duì)滑塊做功，由功能關(guān)系可知，細(xì)繩上張力對(duì)滑塊a做的功等于滑塊a機(jī)械能的變化量，故d正確.,3.(2019福建龍巖市3月質(zhì)量檢查)如圖3所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與一根輕質(zhì)彈性橡皮繩相連，橡皮繩的另一端固定在地面上的a點(diǎn)，橡皮

5、繩豎直且處于原長(zhǎng)h，讓圓環(huán)沿桿從靜止開(kāi)始下滑，滑到桿的底端時(shí)速度為零.則在圓環(huán)下滑過(guò)程中(整個(gè)過(guò)程中橡皮繩始終處于彈性限度內(nèi))，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，下列說(shuō)法中正確的是 a.圓環(huán)的機(jī)械能守恒 b.圓環(huán)的機(jī)械能先增大后減小 c.圓環(huán)滑到桿的底端時(shí)機(jī)械能減少了mgh d.橡皮繩再次恰好伸直時(shí)圓環(huán)動(dòng)能最大,1,2,3,4,5,圖3,解析圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端的過(guò)程中有兩個(gè)力對(duì)圓環(huán)做功，即環(huán)的重力和橡皮繩的拉力，所以圓環(huán)的機(jī)械能不守恒，如果把圓環(huán)和橡皮繩組成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，因?yàn)橄鹌だK的彈性勢(shì)能先不變后增大，所以圓環(huán)的機(jī)械能先不變后減小，故a、b錯(cuò)誤； 當(dāng)圓環(huán)滑到桿的

6、底端時(shí)，速度為零，則圓環(huán)的機(jī)械能減少了mgh，故c正確； 從圓環(huán)下滑到橡皮繩再次到達(dá)原長(zhǎng)，動(dòng)能一直增大，但再次原長(zhǎng)時(shí)動(dòng)能不是最大，沿桿方向合力為零的時(shí)刻，圓環(huán)的速度最大，此時(shí)圓環(huán)的動(dòng)能最大，故d錯(cuò)誤.,1,2,3,4,5,1,2,3,4,4.(多選)(2020福建廈門(mén)市質(zhì)檢)有一款躥紅的小游戲“跳一跳”，游戲要求操作者通過(guò)控制棋子(質(zhì)量為m，可視為質(zhì)點(diǎn))脫離平臺(tái)時(shí)的速度，使其能從同一水平面上的平臺(tái)跳到旁邊的另一平臺(tái)上.如圖4所示的拋物線為棋子在某次跳躍過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡，軌跡的最高點(diǎn)距平臺(tái)上表面高度為h，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，則 a.棋子從離開(kāi)平臺(tái)至運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，重力勢(shì)能增加mg

7、h b.棋子從離開(kāi)平臺(tái)至運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，機(jī)械能增加mgh,5,圖4,解析設(shè)平臺(tái)表面為零勢(shì)能面，則棋子在最高點(diǎn)的重力勢(shì)能為mgh，故棋子從離開(kāi)平臺(tái)至運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，重力勢(shì)能增加mgh，a正確； 棋子從離開(kāi)平臺(tái)至運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，不計(jì)空氣阻力，只有重力做功，機(jī)械能守恒，b錯(cuò)誤；,vx為棋子在最高點(diǎn)的速度.,設(shè)棋子落到另一平臺(tái)時(shí)的瞬時(shí)速度大小為v，,1,2,3,4,5,5.如圖5所示，固定斜面的傾角30，物體a與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù) ，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)上端位于c點(diǎn).用一根不可伸長(zhǎng)的輕繩通過(guò)輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體a和b，滑輪右側(cè)繩子與斜面平行，a的質(zhì)量為2m，b的質(zhì)量為m，初始時(shí)物體a到c點(diǎn)的距離為l.現(xiàn)給a、b一初速度v0(v0 )，使a開(kāi)始沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，b向上運(yùn)動(dòng)，物體a將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到c點(diǎn).已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，整個(gè)過(guò)程中，輕繩始終處于伸直狀態(tài)，求： (1)物體a向下運(yùn)動(dòng)剛到c點(diǎn)時(shí)的速度大??；,圖5,1,2,3,4,5,解析物體a與斜面間的滑動(dòng)摩擦力ff2mgcos ， 對(duì)a向下運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程，對(duì)a、b組成的系統(tǒng)，由動(dòng)能定理有,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,解析從物體a接觸彈簧到將彈簧壓