2020版高考物理大二轮培优通用版课件:专题三 第7讲 机械能守恒定律和功能关系 .pptx
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1、第7讲 机械能守恒定律和功能关系,1,2,3,1.(2017全国卷)如图,一质量为m,长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点,M点与绳的上端P相距 l。重力加速度大小为g。在此过程中,外力做的功为( ),答案:A,1,2,3,2.(2018全国卷)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
2、D.6mgR,1,2,3,答案:C,1,2,3,3.(多选)(2019全国卷)从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点,该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。由图中数据可得( ) A.物体的质量为2 kg B.h=0时,物体的速率为20 m/s C.h=2 m时,物体的动能Ek=40 J D.从地面至h=4 m,物体的动能减少100 J,1,2,3,解析:本题考查机械能、重力势能、动能及E-h图象的理解和应用。由题图可知,物体刚被抛出时的机械能为100 J,即物体竖直上抛的初动能Ek0=100 J。当
3、机械能与重力势能相等,说明动能为零,上升到最高点时离地面高度为4 m,这时mgh=E,所以 =10 m/s,B错误。从题图中可以得出在上抛过程中,机械能有损失,上升到最高点的整个过程中,共损失了20 J的机械能,按照比例上升2 m时,机械能损失了10 J。因此当h=2 m时,物体的动能Ek=100 J-40 J-10 J=50 J,C错误。当h=0时,Ek0=100 J,当h=4 m时,Ek4=0,所以从地面至h=4 m,物体的动能减少100 J,D正确。 答案:AD,考点1,考点2,机械能守恒定律的理解与应用 例1(2019贵州七校联考)如图所示,水平传送带的右端与竖直面内的用内壁光滑钢管弯
4、成的“9”形固定轨道相接,钢管内径很小。传送带的运行速度为v0=6 m/s,将质量m=1.0 kg的可看成质点的滑块无初速地放在传送带A端,传送带长度L=12.0 m,“9”形轨道高H=0.8 m,“9”形轨道上半部分圆弧半径为R=0.2 m,滑块与传送带间的动摩擦因数为=0.3,重力加速度g取10 m/s2,试求:,考点1,考点2,(1)滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间; (2)滑块滑到轨道最高点C时受到轨道的作用力大小; (3)若滑块从“9”形轨道D点水平抛出后,恰好垂直撞在倾角=45的斜面上P点,求P、D两点间的竖直高度h。 审题,考点1,考点2,解析:(1)滑块在传送带上运动时,
5、由牛顿第二定律得: mg=ma 得:a=g=3 m/s2 故滑块从传送带A端运动到B端所需时间为: t=t1+t2=3 s,考点1,考点2,(2)滑块由B点运动到C点,由机械能守恒定律得: 在C点,轨道对滑块的弹力与其重力的合力提供做圆周运动的向心力,设轨道对滑块的弹力方向竖直向下, 解得:FN=90 N,考点1,考点2,(3)滑块由B点到D点运动的过程中,由机械能守恒定律得: 设P、D两点间的竖直高度为h,滑块由D点到P点运动的过程中, 由机械能守恒定律得: 又vD=vPsin 45 由以上三式可解得h=1.4 m。 答案:(1)3 s (2)90 N (3)1.4 m,考点1,考点2,方法
6、归纳应用机械能守恒定律的一般步骤,考点1,考点2,对应训练 1.(2019贵州贵阳模拟)如图所示,一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定于O点。将小球拉至A点,弹簧恰好无形变,由静止释放小球,当小球运动到O点正下方与A点的竖直高度差为h的B点时,速度大小为v。已知重力加速度为g,下列说法正确的是( ),考点1,考点2,答案:D,考点1,考点2,2.(多选)(2019浙江温州中学模拟)如图所示,在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道AB、水平轨道BC与斜面直轨道CD平滑连接在一起,斜面直轨道足够长。在圆弧轨道上静止着N个半径为r(rR)的光滑小球(小球无明显形变),小球恰好将圆弧
7、轨道铺满,从最高点A到最低点B依次标记为1、2、3、N。现将圆弧轨道末端B处的阻挡物拿走,N个小球由静止开始沿轨道运动,不计摩擦与空气阻力,下列说法正确的是( ) A.N个小球在运动过程中始终不会散开 B.第1个小球从A到B过程中机械能守恒 C.第1个小球到达B点前第N个小球做匀加速运动 D.第1个小球到达最低点的速度,考点1,考点2,解析:在下滑的过程中,如果没有后面小球的挤压,水平面上的小球将做匀速运动,而圆弧轨道上的小球要做加速运动,则后面的小球对前面的小球有向前挤压的作用,所以小球之间始终相互挤压,冲上斜面直轨道后,后面的小球把前面的小球往上压,所以小球之间始终相互挤压,故N个小球在运
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