2020新亮剑高考物理总复习讲义:第五单元 机械能 课时4 Word版含解析.pdf
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1、第五单元机 械 能 课时 4 功能关系 能量守恒定律 见自学听讲P86 1.能量守恒定律 2.常见功能关系 不同的力 做功 对应不同形式能 的变化 定量的关系 合力的功动能的变化合力对物体做的总功等于物体动能的增量:W外=Ek(动能定理) 重力的功重力势能的变化重力做正功,重力势能减少;重力做负功,重力势能增加:WG=-Ep 弹簧弹 力的功 弹性势能的变化弹力做正功,弹性势能减少;弹力做负功,弹性势能增加:WF=-Ep 除重力和弹 簧弹力之外 的力做的功 机械能的变化除重力和弹力之外的力做的功,如果为正功,机械能增加;如果为负功,机械能减少:W其他=E 一对滑动摩内能的变化作用于系统的一对滑动
2、摩擦力一定做负功,系统内能增加:Wf=-E内 擦力的总功 电场力的功电势能的变化电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加:W电=-Ep 1.(2018 吉林通化阶段测验)会荡秋千的人不用别人推就能越摆越高。要使秋千越摆越高,以下做法合理的是( )。 A.从高处摆下来的时候身体迅速下蹲,而从最低点向上摆起时,身体迅速直立起来 B.从高处摆下来的时候身体要保持直立,而从最低点向上摆起时,身体迅速下蹲 C.不论从高处摆下来还是从最低点向上摆起,身体都要保持下蹲 D.不论从高处摆下来还是从最低点向上摆起,身体都要保持直立 答案 A 2.(2018 黑龙江大庆 10 月段考)(多选)如图所示,
3、置于足够长斜面上的盒子A内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁接触,斜面光 滑且固定于水平地面上,一轻质弹簧的一端与固定在斜面上的木板P拴接,另一端与A相连。现用外力推A使弹簧处于压缩状态, 然后由静止释放,则从释放盒子直至其获得最大速度的过程中( )。 A.弹簧的弹性势能一直减小直至为零 B.A对B做的功等于B机械能的增加量 C.弹簧弹性势能的减少量等于A和B机械能的增加量 D.A所受重力和弹簧弹力做功的代数和小于A动能的增加量 答案 BC 3.(2018 贵州铜仁五校联考)如图所示,足够长的传送带以恒定速率顺时针运行。将一个物体轻轻放在传送带底端,第一阶段物体 被加速到与传送带具有相同的速度;
4、第二阶段与传送带相对静止,物体做匀速运动到达传送带顶端。下列说法中正确的是 ( )。 A.第一阶段摩擦力对物体做正功,第二阶段摩擦力对物体不做功 B.第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量 C.第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加量 D.物体从底端到顶端全过程机械能的增加量等于全过程物体与传送带间的摩擦生热 答案 C 1.(2018 全国卷,18)如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为 2R;bc是半径为R的四分之一圆弧,与ab相切于b 点。一质量为m的小球,始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大
5、小为g。小 球从a点开始运动到其轨迹最高点,机械能的增量为( )。 A.2mgR B.4mgR C.5mgR D.6mgR 解析 设小球运动到c点的速度大小为vc,则对小球由a到c的过程,由动能定理得F3R-mgR= m,又F=mg,解得vc=2, 1 2 2 小球离开c点后,在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,竖直方向在重力作用下做匀减速直线运动,由牛顿第二定律可知,小 球离开c点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g,则由竖直方向的运动可知,小球从离开c点到其轨迹最高点所需的时间 t= =2,小球在水平方向的加速度a=g,在水平方向的位移x= at2=2R。由以上分析可知,小球从a点开
6、始运动到其轨迹最高点的 1 2 过程中,水平方向的位移大小为 5R,则小球机械能的增加量 E=F5R=5mgR,C 项正确。 答案 C 2.(2018 江苏卷,7)(多选)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止 释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点。在从A到B的过程中,物块( )。 A.加速度先减小后增大 B.经过O点时的速度最大 C.所受弹簧弹力始终做正功 D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功 解析 由A点开始运动时,F弹Ff,合力向右,小物块向右加速运动,弹簧压缩量逐渐减小,F弹减小,由F弹-Ff=ma知,a减小;当
7、运 动到F弹=Ff时,a减小为零,此时弹簧仍处于压缩状态,由于惯性,小物块继续向右运动,此后F弹vB,D 项正确。 1 2 2 1 2 答案 BD (1)运用功能关系解题时,应弄清楚重力做什么功,合力做什么功,除重力、弹力外的力做什么功,从而判断重力势能或弹性势能、动 能、机械能的变化。 (2)做物理问题应该先弄清楚研究对象的运动过程,根据运动性质利用物理规律解决问题。物体沿一条直线运动,通常合力为 零是物体取得最大速度的条件。 二摩擦力做功与能量转化的关系 两种摩擦力做功的比较 静摩擦力滑动摩擦力 能量的转化 方面 只有能量的转移,没 有能量的转化 既有能量的转移,又有能量的转化 不同 点
8、一对摩擦力 的总功方面 一对静摩擦力所做 功的代数和等于零 一对滑动摩擦力所做功的代数和为负值,总功W=-Ffl相对,即摩擦时产生的热量 相同 点 正功、负 功、 不做功方 面 两种摩擦力对物体可以做正功、负功,还可以不做功 静摩擦力做正功时,它的反作用力一定做负功 滑动摩擦力做负功时,它的反作用力可能做正功,可能做负功,还可能不做功;但滑动摩擦力做正功或不做功时,它的反作用 力一定做负功 例 2 (多选)如图甲、乙所示,两传送带与水平面的夹角相同,在电动机的带动下都以恒定速率v向上运动。现将一质 量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处,小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v;在乙
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