2022年高考物理复习专题演练专题十四功能关系能量守恒定律.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 考点 14学习必备欢迎下载功能关系能量守恒定律两年高考真题演练12022 ·江苏单科, 9多项如下列图,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为 m、套在粗糙竖直固定杆A 处的圆环相连, 弹簧水平且处于原长；圆环从 A 处由静止开头下滑,经过 B 处的速度最大,到达 C 处的速度为零,ACh；圆环在 C 处获得一竖直向上的速度 v,恰好能回到 A；弹簧始终在弹性限度内, 重力加速度为 g；就圆环 A下滑过程中,加速度始终减小B下滑过程中,克服摩擦力做的功为 14mv 2C在 C 处,弹簧的弹性势能为1 4mv 2mghD上滑经过 B 的速度大于下滑经过 B 的速度22022 ·广东理综, 16下图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图,图中和为楔块,和为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦,在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中 A缓冲器的机械能守恒名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载B摩擦力做功消耗机械能 C垫板的动能全部转化为内能 D弹簧的弹性势能全部转化为动能 32022 ·福建理综, 21如图,质量为 M 的小车静止在光滑水平 面上,小车 AB 段是半径为 R 的四分之一圆弧光滑轨道,BC 段是长为 L 的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B 点；一质量为 m 的滑块在小车上从 A 点由静止开头沿轨道滑下,重力加速度为 g；1 如固定小车,求滑块运动过程中对小车的最大压力；2如不固定小车,滑块仍从 A 点由静止下滑,然后滑入 BC 轨道,最终从 C 点滑出小车； 已知滑块质量 mM 2,在任一时刻滑块相对地面速度的水平重量是小车速度大小的 擦因数为 ,求：2 倍,滑块与轨道 BC 间的动摩名师归纳总结 滑块运动过程中,小车的最大速度大小vm；s；第 2 页,共 14 页滑块从 B 到 C 运动过程中,小车的位移大小- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载42022 ·北京理综, 23如下列图,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质量不计；物块可视为质点 的质量为 m,在水平桌面上沿 x 轴运动,与桌面间的动摩擦因数为 ；以弹簧原长时物块的位置为坐标原点 O,当弹簧的伸长量为 x 时,物块所受弹簧弹力大小为 Fkx,k 为常量；1请画出 F 随 x 变化的示意图；并依据Fx 图象求物块沿 x 轴从 O 点运动到位置 x 的过程中弹力所做的功；2物块由 x1 向右运动到 x3,然后由 x3返回到 x2,在这个过程中,a求弹力所做的功,并据此求弹性势能的变化量；b求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较,说明为什么不 存在与摩擦力对应的“ 摩擦力势能” 的概念；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 学习必备欢迎下载第 4 页,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 考点 14学习必备欢迎下载功能关系能量守恒定律一年模拟试题精练12022 ·北京四中高三月考 一块长木板 P 放在固定斜面上,木板上又放物体 M,P、M 之间有摩擦,斜面和木板的摩擦不计,以恒力 F 沿斜面对上拉木板P,使之由静止运动一段距离x1,M 向上运动了 x2,且 x2<x1；在此过程中,以下说法中正确选项 A外力 F 做的功等于 P 和 M 机械能的增量BP 对 M 的摩擦力做的功等于M 机械能的增量C外力 F 做的功等于 P 和 M 机械能的增量与 P 克服摩擦力做的功之和DP 对 M 摩擦力做的功等于M 对 P 摩擦力做的功22022 ·安徽省宣城市高三八校联考 如下列图,轻弹簧一端固定在挡板上,质量为 m 的物体以初速名师归纳总结 度 v0,沿水平面对左运动, 起始点 A 与轻弹簧自由端O 距离为 s,物第 5 页,共 14 页体与水平面间的动摩擦因数为 ,物体与弹簧相碰后弹簧被压缩、由于弹力作用物体被向右反弹,回到A 点的速度刚好为零,就 A弹簧的最大压缩量为v2 02 gB弹簧的最大压缩量为2 v 04 g- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载C弹簧获得的最大弹性势能为 1 4mv 2 0D弹簧获得的最大弹性势能为 mv 2 032022 ·湖北省八校高三联考 多项 如图甲所示,质量为 1 kg的小物块以初速度 v011 m/s从 53° 固定斜面底端先后两次滑上斜面,第一次对小物块施加一沿斜面对上的恒力F,其次次无恒力 F；图乙中的两条线段a、b 分别表示存在恒力F 和无恒力 F 时小物块沿斜面对上运动的 vt 图线；不考虑空气阻力, g10 m/s 2,以下说法 正确选项 cos 53° 0.6,sin 53° 0.8 A恒力 F 大小为 1 N B物块与斜面间动摩擦因数为 0.6 C有恒力 F 时,小物块在上升过程产生的热量较少 D有恒力 F 时,小物块在上升过程机械能的削减量较小 42022 ·河北省邯郸市高三质检 多项 如下列图,小球从A 点以初速度 v0 沿粗糙斜面对上运动,到达最高点 B 后返回 A,C 为 AB 的中点；以下说法中正确选项 A小球从 A 动身到返回 A 的过程中,位移为零,外力做功为零 B小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程,削减的动能相等C小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程,速度的变化率相等名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载D小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程,缺失的机械能相等52022 ·湖南雅礼中学高三质检 如图甲所示, ABC 为竖直放置的半径为 0.1 m 的半圆形轨道,在轨道的最低点 A 和最高点 C 各安装了一个压力传感器, 可测定小球在轨道内侧通过这两点时对轨道的压力为 FA和 FC；质量为 0.1 kg 的小球,以不同的初速度 v 冲入 ABC 轨道；g 取 10 m/s2最终结果可用根式表示 1如 FA13 N,求小球滑经 A 点时的速度 vA 的大小；2如 FC 和 FA 的关系图线如图乙所示且 滑至 C 的过程中缺失的机械能；62022 ·天津FA13 N,求小球由 A名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载市六校高三联考 如下列图,一质量为 m2 kg 的滑块从半径为 R0.2 m 的光滑四分之一圆弧轨道的顶端A 处由静止滑下, A 点和圆弧对应的圆心 O 点等高,圆弧的底端 B 与水平传送带平滑相接；已知传送带匀速运行的速度为 v04 m/s,B 点到传送带右端 C 点的距离为 L2 m；当滑块滑到传送带的右端 的速度相同； g10 m/s 2,求：C 时,其速度恰好与传送带1滑块到达底端 B 时对轨道的压力；2滑块与传送带间的动摩擦因数 ；3此过程中,由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量 Q；参考答案考点 14功能关系能量守恒定律两年高考真题演练1BD由题意知,圆环从A 到 C 先加速后减速,到达B 处的加速度减小为零,故加速度先减小后增大,故A 错误；依据能量守恒,从 A 到 C 有 mghWfEp,从 C 到 A 有1 2mv 2EpmghWf,联立解得： Wf1 4mv2,Epmgh1 4mv 2,所以 B 正确, C 错误；依据名师归纳总结 能量守恒,从 A 到 B 有 mgh11 2mv2 B1Ep1Wf1,从 C 到 B 有1 2mv2第 8 页,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载Ep21 2mv B2Wf2mgh2,又有1 2mv 2EpmghWf,联立可得 vB2vB1,所以 D 正确； 2B 在弹簧压缩过程中,由于摩擦力做功消耗机械能,因此机械能不守恒, 选项 A 错误,B 正确；垫板的动能转化为弹性势能和内能,选项 C、D 均错误； 3解析 1滑块滑到 B 点时对小车压力最大, 从 A 到 B 机械能守恒mgR1 2mv 2 B滑块在 B 点处,由牛顿其次定律知2Nmgmv R B解得 N3mg由牛顿第三定律知N 3mg2滑块下滑到达 B 点时,小车速度最大；由机械能守恒得名师归纳总结 mgR1 2Mv 2 m1 2m2vm2第 9 页,共 14 页解得 vmgR 3设滑块运动到C 点时,小车速度大小为vC,由功能关系mgR mgL1 2Mv C1 2m2vC2设滑块从 B 到 C 过程中,小车运动加速度大小为a,由牛顿其次- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载定律mgMa由运动学规律v 2 Cv 2 m2as解得 s1 3L答案 13mg 2 gR3 1 3L4解析 1Fx 图象如下列图物块沿 x 轴从 O 点运动到位置 x 的过程中,弹力做负功, 大小等于图线与 x 轴所围成的图形的面积,所以有WT1 2kx·x12kx 22a.物块由 x1 向右运动到 x3 的过程中,弹力做负功WT11 2kx1kx3x3x11 2kx 11 2kx 23物块由 x3 向左运动到 x2 的过程中,弹力做正功WT21 2kx2kx3x3x21 22kx 31 22kx 2整个过程中弹力做功名师归纳总结 WTWT1WT21 22kx 11 22kx 2第 10 页,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载弹性势能的变化量 EpWT1 2kx 21 2kx 1 2b整个过程中,摩擦力做功Wf mg 2x3x1x2弹力做功 WT1 2kx 2 11 2kx 2 2只与初、末状态的位置有关,与移动路径无关,所以我们可以定义一个由物块之间的相互作用力 弹力和相对位置打算的能量 弹性势能；而摩擦力做功与 x1、x2、x3 有关,即与实际路径有关,所以不行以定义与摩擦力对应的“ 摩擦力势能” ；答案 见解析一年模拟试题精练1B 名师归纳总结 2C物体受到的滑动摩擦力大小为fmg,设弹簧的最大压第 11 页,共 14 页缩量为 x,就物块从 A 点再回到 A 点的过程中, 2mgxs1 2mv2 0,弹簧的最大压缩量2 xv 0s,故 A、B 项错误；从 A 点到弹簧最大4g压缩量的过程中, Epm mg sx1 2mv2 0,因此最大弹性势能为Epm1 4mv2 0,故 D 错误, C 正确； 3AD依据 vt 中斜率等于加速度的意义可知aav t10111.1- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - m/s 210 m/s 2,ab学习必备欢迎下载 v t2011 1m/s 211 m/s 2,不受拉力时 mabmgsin 53° mg cos 53° ,代入数据得0.5,受到拉力的作用时maaFmgsin 53° mgcos 53° ,所以F1 N,故 A 正确,B 错误；依据运动学公式 x0v 202a,有恒力 F 时,小物块的加速度小, 小物块上升的高度比较大,所以在上升过程产生的热量较大,故 C 错误；小物块在最高点的重力势能比较大,而上升的过程动能的减小是相等的,所以在上升过程机械能的削减量较小,故 D 正确； 4BCD 小球从 A 动身到返回 A,位移为 0,但整个过程中摩擦力的方向与小球运动的方向始终相反,故整个过程中摩擦力对物体做负功,故 A 错误；设 A 到 C 的高度和 C 到 B 的高度为 h,AC 的距离为 s,斜面的倾角为,就有 ssin h,依据 mgh mgs cos Ek,可知小球从 A 到 C 过程中与从 C 到 B 过程中合外力对物体做的功相同,故小球削减的动能相等,故 B 正确；小球从 A 点沿粗糙斜面对上运动,是做匀减速直线运动,C 是 AB 的中点,小球从 A到 C 与从 C 到 B 过程,速度的变化率相等,故C 正确；克服除重力之外其它力做多少功物体的机械能就削减多少,依据 mgs cos E 可得小球从 A到 C 过程与从 C 到 B 的过程,缺失的机械能相等,故 D 正确； 5解析1由牛顿第三定律可知,小球在A、C 两点所受轨道的弹力大小 FNAFA,FNCFC名师归纳总结 在 A 点由牛顿其次定律得FNAmgmv R2 A第 12 页,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载解得 vA2 3 m/s2在 C 点由牛顿其次定律得FNCmgmv R2 C对 A 至 C 的过程,由动能定理得Wfmg× 2R1 2mv C1 2mv 2A对 A 至 C 的过程,由功能关系得 E 损|Wf|由以上三式解得缺失的机械能为 E 损0.2 J；答案 12 3 m/s 20.2 J 6解析 1滑块从 A 运动到 B 的过程中,由机械能守恒定律得mgR1 2mv 2B解得 vB2gR2 m/s2在 B 点：FNmgmv R B代入解得, FN60 N由牛顿第三定律可知, 滑块对轨道的压力大小为 FN FN60 N,方向竖直向下；2滑块从 B 运动到 C 的过程中,依据牛顿其次定律得 mgma又 v 2 0v B2aL,联立以上两式解得 2 0.33设滑块从 B 运动到 C 的时间为 t,加速度a g3 m/s 2；名师归纳总结 由 v0vBat,得 tv0vB42s2 3 s第 13 页,共 14 页a3- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载在这段时间内传送带的位移为 s 传v0t8 3 m传送带与滑块的相对位移为ss 传L2 3 m故滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量 Q mg s4 J；名师归纳总结 答案160 N,方向竖直向下20.334 J 第 14 页,共 14 页- - - - - - -