2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 考前保溫訓(xùn)練3 功能關(guān)系和能量守恒（含解析）.doc
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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 考前保溫訓(xùn)練3 功能關(guān)系和能量守恒（含解析） 1．(多選)下列關(guān)于功和機(jī)械能的說法，正確的是( ) A．在有阻力作用的情況下，物體重力勢(shì)能的減少不等于重力對(duì)物體所做的功 B．合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的改變量 C．物體的重力勢(shì)能是物體與地球之間的相互作用能，其大小與勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān) D．運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的減少量一定等于其重力勢(shì)能的增加量 答案：BC 解析：物體重力勢(shì)能的減少始終等于重力對(duì)物體所做的功，A項(xiàng)錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的減少量等于合外力對(duì)物體做的功，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 2．(多選)一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從t＝0時(shí)起，第1 s內(nèi)受到2 N的水平外力作用，第2 s內(nèi)受到同方向的1 N的外力作用．下列判斷正確的是( ) A．0～2 s內(nèi)外力的平均功率是 W B．第2 s內(nèi)外力所做的功是 J C．第2 s末外力的瞬時(shí)功率最大 D．第1 s內(nèi)與第2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能增加量的比值是 答案：AD 解析：由題意知質(zhì)點(diǎn)所受的水平外力即為合力，則知質(zhì)點(diǎn)在這2 s內(nèi)的加速度分別為a1＝2 m/s2、a2＝1 m/s2，則質(zhì)點(diǎn)在第1 s 末與第2 s末的速度分別為v1＝2 m/s、v2＝3 m/s，每一秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的增加量分別為ΔEk1＝mv21＝2 J、ΔEk2＝mv－mv1＝2.5 J，D正確．再由動(dòng)能定理可知第2 s內(nèi)與0～2 s內(nèi)外力所做功分別為W2＝ΔEk2＝2.5 J、W＝mv23－0＝4.5 J，則在0～2 s內(nèi)外力的平均功率P＝＝2.25 W，A正確，B錯(cuò)誤．由P＝Fv知質(zhì)點(diǎn)在第1 s末與第2 s末的瞬時(shí)功率分別為P1＝4 W、P2＝3 W，故C錯(cuò)誤． 3．如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個(gè)質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對(duì)軌道沒有壓力．已知AP＝2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運(yùn)動(dòng)過程中( ) A．重力做功2mgR B．機(jī)械能減少mgR C．合外力做功mgR D．克服摩擦力做功mgR 答案：D 解析：小球從P到B的運(yùn)動(dòng)過程中，重力做功mgR，A錯(cuò)誤；小球在B點(diǎn)恰好對(duì)軌道沒有壓力，只有重力提供向心力：mg＝，故vB＝，從P到B，對(duì)小球由動(dòng)能定理：mgR－Wf＝mv2B－0＝mgR，Wf＝mgR，C錯(cuò)誤，D正確；克服摩擦力做的功等于機(jī)械能的減少量，B錯(cuò)誤． 4．如圖所示，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)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點(diǎn)，彈簧處于原長h.讓圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端時(shí)速度為零．則在圓環(huán)下滑過程中( ) A．圓環(huán)機(jī)械能守恒 B．彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小 C．彈簧的彈性勢(shì)能變化了mgh D．彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)圓環(huán)動(dòng)能最大 答案：C 解析：圓環(huán)與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；下滑過程中，彈簧長度先減小再增大，即彈簧先壓縮，然后恢復(fù)原長，再伸長，對(duì)應(yīng)的彈性勢(shì)能先增大然后減小，再增大，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；圓環(huán)滑到桿底端的過程中，重力勢(shì)能減少了mgh，動(dòng)能不變，故彈性勢(shì)能增加了mgh，C選項(xiàng)正確；由系統(tǒng)機(jī)械能守恒知，彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)圓環(huán)的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和應(yīng)最小，在最低點(diǎn)時(shí)彈性勢(shì)能最大，此時(shí)圓環(huán)動(dòng)能為零，D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 5．如圖所示是游樂場(chǎng)翻滾過山車示意圖，斜面軌道AC，彎曲、水平軌道CDE和半徑R＝7.5 m的豎直圓形軌道平滑連接．質(zhì)量m＝100 kg的小車，從距水平面H＝ 20 m高處的A點(diǎn)靜止釋放，通過最低點(diǎn)C后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)一周后進(jìn)入彎曲、水平軌道CDE.重力加速度取g＝10 m/s2，不計(jì)摩擦力和空氣阻力．求： (1)若小車從A點(diǎn)靜止釋放，到達(dá)圓形軌道最低點(diǎn)C時(shí)的速度大?。? (2)小車在圓形軌道最高點(diǎn)B時(shí)軌道對(duì)小車的作用力； (3)為使小車通過圓形軌道的B點(diǎn)，相對(duì)于C點(diǎn)的水平面小車下落高度的范圍． 答案：(1)20 m/s (2)333.3 N，方向豎直向下 (3)h≥18.75 m 解析：(1)不計(jì)摩擦力和空氣阻力，小車下滑過程中機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有 mgH＝mv vC＝＝20 m/s. (2)設(shè)小車在圓形軌道最高點(diǎn)B時(shí)的速度為vB，軌道對(duì)小車的作用力為N，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律有 N＋mg＝m mgH＝mg2R＋mv 解得：N＝333.3 N，方向豎直向下． (3)設(shè)小車在圓形軌道最高點(diǎn)B恰好不脫離軌道時(shí)的速度為v，釋放高度為h，則 mgh＝mg2R＋mv2 mg＝m 解得：h＝18.75 m 為使小車能通過圓形軌道的最高點(diǎn)B，相對(duì)于C點(diǎn)的水平面小車下落高度要大于等于18.75 m. 6.如圖所示，AB為一長為5 m并以速度v＝4 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶，BCD部分為一半徑為r＝2 m、豎直放置的光滑半圓形軌道，直徑BD恰好豎直，軌道與傳送帶相切于B點(diǎn)．現(xiàn)將一質(zhì)量為m＝1 kg的小滑塊無初速地放在傳送帶的左端A點(diǎn)處，已知滑動(dòng)與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2. (1)求滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大?。? (2)求滑塊在軌道上能上升的最大高度； (3)通過計(jì)算說明小滑塊最終的狀態(tài)． 答案：(1)18 N (2)0.8 m (3)見解析 解析：(1)滑塊在傳送帶上的加速度大小為a＝μg＝2 m/s2 假設(shè)滑塊在到達(dá)B點(diǎn)前與傳送帶共速，則 x＝＝4 m<5 m 即假設(shè)成立，滑塊在傳送帶上先加速后勻速，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)與傳送帶速度相同． 由牛頓第二定律有FN－mg＝m 得FN＝m(g＋)＝18 N 由牛頓第三定律知滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為18 N. (2)設(shè)滑塊在軌道上能上升的最大高度為h，由機(jī)械能守恒定律得mgh＝mv2 得h＝0.8 m. (3)由于h下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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