2019年高考物理總復習第五章機械能專題講座五動力學和能量觀點的綜合應用課時訓練教科版20180723389

1、.專題講座五動力學和能量觀點的綜合應用1.2019·安徽合肥一模如下圖,一個質(zhì)量為m的小鐵塊沿半徑為R的固定半圓軌道上邊緣由靜止滑下,到半圓軌道最低點時,軌道所受壓力為鐵塊重力的1.5倍,那么此過程中鐵塊損失的機械能為重力加速度為gDA.mgRB.mgRC.mgRD.mgR解析:鐵塊在最低點,支持力與重力合力等于向心力,即1.5mg-mg=m,即鐵塊動能Ek=mv2=mgR,初動能為零,故動能增加mgR,鐵塊重力勢能減少mgR,所以機械能損失mgR,選項D正確.2.2019·黑龍江哈爾濱模擬多項選擇升降機底板上放一質(zhì)量為100 kg的物體,物體隨升降機由靜止開場豎直向上挪動

2、5 m時速度到達4 m/s,那么此過程中取g=10 m/s2ACA.升降機對物體做功為5 800 JB.合外力對物體做功為5 800 JC.物體的重力勢能增加了5 000 JD.物體的機械能增加了5 000 J解析:升降機對物體所做的功W=mgh+mv2=5 800 J,選項A正確;合外力做功W合=mv2=800 J,選項B錯誤;重力勢能增加Ep=mgh=5 000 J,選項C正確;物體機械能增加E=mgh+mv2=5 800 J,選項D錯誤.3.2019·河北石家莊模擬在工廠中常用如下圖程度傳送帶傳送工件,可大大進步工作效率,傳送帶以恒定的速度v=2 m/s運行,質(zhì)量為m=0.5

3、kg的工件以v0=1 m/s的初速度從位置A滑上傳送帶,工件與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)=0.2,每當前一個工件在傳送帶上停頓相對滑動時,后一個工件立即滑上傳送帶,取g=10 m/s2,那么以下說法中正確的選項是AA.工件經(jīng)0.5 s停頓相對滑動B.正常運行時傳送帶上相鄰工件相距0.5 mC.摩擦力對每個工件做正功為1 JD.每個工件與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為0.75 J解析:工件進入程度傳送帶先勻加速運動后勻速運動,加速度大小為a=g=2 m/s2,加速時間為t=0.5 s,選項A正確;正常運行時相鄰兩工件間的間隔 為d=vt=1 m,選項B錯誤;由動能定理知摩擦力對每個工件做正功為Wf=mv

4、2-m=0.75 J,選項C錯誤;在t=0.5 s內(nèi),工件對地位移為x1=t=0.75 m,傳送帶對地位移為x2=vt=1 m,所以每個工件與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為Q=mgx2-x1=0.25 J,選項D錯誤.4.2019·湖南長沙一模如下圖,斜面傾角為=37°,物體1放在斜面緊靠擋板處,物體1和斜面間的動摩擦因數(shù)為=0.5,一根很長的不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑輕質(zhì)小定滑輪,繩一端固定在物體1上,另一端固定在物體2上,斜面上方的輕繩與斜面平行,物體2下端固定一長度為h的輕繩,輕繩下端拴在物體3上,物體1,2,3的質(zhì)量之比為415,開場時用手托住物體3,物體3到地面的高度

5、為h,此時各段輕繩剛好拉緊.物體觸地后立即停頓運動,不再反彈,重力加速度為g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,小物體3從靜止突然放手后物體1沿斜面上滑的最大間隔 為DA.3hB.hC.2hD.h解析:從開場放手到3觸地設觸地時3的速度為v1的過程中,對1,2和3應用功能關(guān)系有6mgh-4mgsin +4mgcos h=10m,之后3停頓運動,設物體2繼續(xù)向下運動間隔 s后速度減小為0,對1和2應用功能關(guān)系有mgs-4mgsin +4mgcos s=0-5m,得s=h,那么1沿斜面上滑的最大間隔 為L=h+s=h,選項D正確.5.程度面上質(zhì)量為

6、m=10 kg的物體受到的程度拉力F隨位移s變化的規(guī)律如下圖,物體勻速運動一段時間后,拉力逐漸減小,當s=7.5 m時拉力減為零,物體也恰好停下.取g=10 m/s2,以下結(jié)論正確的選項是ABA.物體與程度面間的動摩擦因數(shù)為0.12B.合外力對物體所做的功約為-40 JC.物體勻速運動時的速度為2 m/sD.物體運動的時間為0.4 s解析:由于02.5 m內(nèi)物體勻速運動,可得F=mg,=0.12;由F-s圖線與s軸所圍面積表示力F所做的功可得WF=50 J,設物體的初速度為v,由動能定理可得W總=WF-mg·s=0-mv2,即W總=-40 J,v=2 m/s;物體勻速運動的時間t勻=

7、 s= s>0.4 s.6.導學號 588261222019·湖北黃岡一模多項選擇如下圖,物體以100 J的初動能從斜面的底端向上運動,斜面足夠長.當它通過斜面上的M點時,其動能減少80 J,機械能減少32 J.假如物體能從斜面上返回底端,那么CDA.物體在斜面上運動時,機械能守恒B.物體在向上運動時,機械能減少100 JC.物體上升到M還能上升的間隔 為到達M點前的D.物體返回A點時動能為20 J解析:由題意,摩擦力始終做負功,機械能不守恒,選項A錯誤;選最底端為零勢能面,物體向上運動到最高點時,重力勢能不為零,機械能減少量小于100 J,選項B錯誤;根據(jù)題意,當它通過斜面上

8、的M點時,其動能減少80 J,機械能減少32 J,說明抑制摩擦力做功32 J,從M點上升到最高點的過程中,動能減少20 J,需要抑制摩擦力做功8 J,整個上升過程,共抑制摩擦力做功40 J,機械能減少了40 J,物體上升到M還能上升的間隔 為到達M點前的,選項C正確;物體返回A點的過程中,損失的機械能也是40 J,物體返回A點時動能為20 J,選項D正確.7.2019·山東煙臺模擬多項選擇如下圖,光滑軌道ABCD是大型游樂設施過山車軌道的簡化模型,最低點B處的入、出口靠近但互相錯開,C是半徑為R的圓形軌道的最高點,BD部分程度,末端D點與右端足夠長的程度傳送帶無縫連接,傳送帶以恒定速

9、度v逆時針轉(zhuǎn)動,現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小滑塊從軌道AB上某一固定位置A由靜止釋放,滑塊能通過C點后再經(jīng)D點滑上傳送帶,那么CDA.固定位置A到B點的豎直高度可能為2RB.滑塊在傳送帶上向右運動的最大間隔 與傳送帶速度v有關(guān)C.滑塊可能重新回到出發(fā)點A處D.傳送帶速度v越大,滑塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量越多解析:設AB的高度為h,假設滑塊從A點下滑剛好通過最高點C,那么此時應該是從A下滑的高度的最小值,剛好通過最高點時,由重力提供向心力,那么mg=,解得vC=,從A到C根據(jù)動能定理mgh-2R=m-0,得h=2.5R,選項A錯誤;從A到滑塊在傳送帶上向右運動間隔 最大,根據(jù)動能定理得mgh-mgx=0,

10、得到x=,可以看出滑塊在傳送帶上向右運動的最大間隔 與傳送帶速度v無關(guān),與高度h有關(guān),選項B錯誤;滑塊在傳送帶上先做減速運動,可能反向做加速運動,假如再次到達D點時速度大小不變,那么根據(jù)能量守恒,可以再次回到A點,選項C正確;滑塊與傳送帶之間產(chǎn)生的熱量Q=mgx相對,當傳送帶的速度越大,那么在一樣時間內(nèi)二者相對位移越大,那么產(chǎn)生的熱量越多,選項D正確.8.2019·河北保定調(diào)研多項選擇如下圖,內(nèi)壁光滑、半徑大小為R的圓軌道豎直固定在桌面上,一個質(zhì)量為m的小球靜止在軌道底部A點.現(xiàn)用小錘沿程度方向快速擊打小球,擊打后迅速移開,使小球沿軌道在豎直面內(nèi)運動.當小球回到A點時,再次用小錘沿運

11、動方向擊打小球,通過兩次擊打,小球才能運動到圓軌道的最高點.小球在運動過程中始終未脫離軌道,在第一次擊打過程中小錘對小球做功W1,第二次擊打過程中小錘對小球做功W2.設先后兩次擊打過程中小錘對小球做功全部用來增加小球的動能,那么的值可能是ABA. B.C. D.1解析:第一次擊打小球時小球最高運動到過O點與程度地面平行的直徑的兩端位置,小錘對小球做功W1=mgR,第二次擊打小球,小球恰好做圓周運動,此時小球在最高點速度v=,小球在最低點的速度為vA,根據(jù)機械能守恒定律可得mg·2R=m-mv2,第二次擊打小球,小錘對小球做的功W2=m-mgR=mgR,那么先后兩次擊打,小錘對小球做功

12、的最大值為,選項A,B正確,C,D錯誤.9.導學號 588261232019·河南鄭州三模特種兵過山谷的一種方法可簡化為如下圖的模型:將一根長為2d、不可伸長的細繩的兩端固定在相距為d的A,B兩等高處,細繩上有小滑輪P,戰(zhàn)士們互相配合,可沿著細繩滑到對面.開場時,戰(zhàn)士甲拉住滑輪,質(zhì)量為m的戰(zhàn)士乙吊在滑輪上,處于靜止狀態(tài),AP豎直.不計滑輪與繩的質(zhì)量,不計滑輪的大小及摩擦,重力加速度為g1假設甲對滑輪的拉力沿程度方向,求此拉力的大小;2假設甲將滑輪由靜止釋放,求乙在滑動中速度的最大值結(jié)果可帶根式.解析:1設BP與豎直方向的夾角為,由幾何關(guān)系+=2d聯(lián)立三角函數(shù)關(guān)系解得sin =0.8,

13、cos =0.6,tan =如下圖,對滑輪受力分析.由平衡條件得mg=T1+T2cos ,F=T2sin ,又T1=T2,解得F=.2設AP的長度為l,那么l=0.75d乙在最低點時有最大速度v,設此時乙距AB的高度為h.那么h2=d2-2由機械能守恒定律得mgh-l=mv2得v=.答案:1210.2019·吉林長春模擬如下圖,半徑R=0.5 m的光滑圓弧面CDM分別與光滑斜面體ABC和斜面MN相切于C,M點,斜面傾角分別如下圖.O為圓弧圓心,D為圓弧最低點,C,M在同一程度高度.斜面體ABC固定在地面上,頂端B安裝一定滑輪,一輕質(zhì)軟細繩跨過定滑輪不計滑輪摩擦分別連接小物塊P,Q兩邊

14、細繩分別與對應斜面平行,并保持P,Q兩物塊靜止.假設PC間距為L1=0.25 m,斜面MN足夠長,物塊P質(zhì)量m1=3 kg,與MN間的動摩擦因數(shù)=,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:1小物塊Q的質(zhì)量m2;2燒斷細繩后,物塊P第一次到達D點時對軌道的壓力大小;3物塊P在MN斜面上滑行的總路程.解析:1根據(jù)平衡條件,滿足m1gsin 53°=m2gsin 37°可得m2=4 kg.2P到D過程由動能定理得m1gh=m1由幾何關(guān)系h=L1sin 53°+R1-cos 53°運動到D點時,根據(jù)牛

15、頓第二定律FD-m1g=m1解得FD=78 N由牛頓第三定律得,物塊P對軌道的壓力大小為78 N.3分析可知最終物塊在CDM之間往復運動,在C點和M點速度為零.對全過程由動能定理得m1gL1sin 53°-m1gx總cos 53°=0解得x總=1 m.答案:14 kg278 N31 m11.導學號 588261242019·江蘇南京診斷如下圖,質(zhì)量M=0.4 kg的長薄板BC在外力作用下靜置于傾角為37°的光滑斜面上,在A點有質(zhì)量m=0.1 kg的小物體可視為質(zhì)點以v0=4.0 m/s速度程度拋出,恰以平行斜面的速度落在薄板的最上端B并在薄板上運動,當小

16、物體落在薄板上時,薄板無初速度釋放開場沿斜面向下運動,小物體運動到薄板的最下端C時,與薄板速度恰好相等,小物體與薄板之間的動摩擦因數(shù)為0.5,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2,求:1A點與B點的程度間隔 ;2薄板BC的長度.解析:1小物體從A到B做平拋運動,設下落時間為t1,程度位移為x,那么gt1=v0tan 37°x=v0t1聯(lián)立得x=1.2 m.2設小物體落到B點的速度為v,那么v=小物體在薄板上運動,那么mgsin 37°-mgcos 37°=ma1薄板在光滑斜面上運動,那么Mgsin 37°

17、+mgcos 37°=Ma2小物體從落到薄板到兩者速度相等用時為t2,那么v+a1t2=a2t2小物體的位移x1=vt2+a1薄板的位移x2=a2薄板的長度l=x1-x2聯(lián)立得l=2.5 m.答案:11.2 m22.5 m12.導學號 58826125如下圖,長L=5.5 m、質(zhì)量M=2 kg的滑板A靜止在程度地面上,在滑板右端放一質(zhì)量m=1 kg的小滑塊可視為質(zhì)點,滑板A與地面的動摩擦因數(shù)1=0.2,滑塊B與A的動摩擦因數(shù)2=0.1,可認為A與地面、A與B間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g=10 m/s2.試求:1要將滑板從滑塊下抽出,施加在滑板上的程度拉力至少要大于多少;2假設施

18、加的程度拉力F=11 N,要使滑板從滑塊下抽出,力F作用的最短時間;3在2問條件下,程度拉力F做功的最大功率和系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量.解析:1當M和m剛好發(fā)生相對滑動時,滿足的條件是二者共同運動,且摩擦力到達最大值.那么隔離對m分析,加速度a1=2g=0.1×10 m/s2=1 m/s2.由整體法可知F-1M+mg=M+ma1所以F=M+ma1+1g=2+1×1+2N=9 N.2當F=11 N時,在F作用下,m的加速度a1=2g=1 m/s2,M的加速度a2= m/s2=2 m/s2,設作用的最短時間為t,那么t秒末m的速度v1=a1t=t,m的位移x1=a1t2=t2,M的速度v2=a2t=2t,M的位移x2=a2t2=t2,相對位移的大小x1=x2-x1=t2,撤去F后,m的加速度a3=a1=1 m/s2,M的加速度大小a4= m/s2=3.5 m/s2.再經(jīng)過t時間m和M的速度相等,此時m恰好滑到M的最左端,根據(jù)速度時間公式有v1+a3t=v2-a4t,解得