【精编】2020版高考物理一轮复习第5章机械能第4讲功能关系能量守恒定律模拟新人教版必修2.pdf

文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.1文档收集于互联网，已整理，word 版本可编辑.功能关系能量守恒定律1(2016四川)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J，他克服阻力做功100J。韩晓鹏在此过程中导学号(C)A动能增加了1900J B动能增加了2000J C重力势能减小了1900J D重力势能减小了2000J 解析 根据动能定理，物体动能的增量等于物体所受合力做功的代数和，即增加的动能为 EkWGWf1900J100J1800J，A、B 项错误；重力做功与重力势能改变量的关系为WGEp，即重力势能减少了1900J，C项正确，D项错误。2(多选)(2016 河北衡水中学四调)如图所示，光滑水平面上放着足够长的木板B，木板B上放着木块A，A、B间的接触面粗糙，现在用一水平拉力F作用在A上，使其由静止开始运动，则下列说法正确的是导学号(BD)A拉力F做的功等于A、B系统动能的增加量B拉力F做的功大于A、B系统动能的增加量C拉力F和B对A做的功之和小于A的动能的增加量DA对B做的功等于B的动能的增加量 解析 对整体分析可知，F做功转化为两个物体的动能及系统的内能，故F做的功一定大于A、B系统动能的增加量，故A错误，B正确；由动能定理可知，拉力F和B对A做的功之和等于A的动能的增加量，选项C错误；根据动能定理可知，A对B做的功等于B的动能的增加量，选项D正确。3(多选)(2015 江苏物理)如图所示，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处由静止开始下滑，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。则圆环导学号(BD)A下滑过程中，加速度一直减小B下滑过程中，克服摩擦力做的功为14mv2C在C处，弹簧的弹性势能为14mv2mghD上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度 解析 下滑过程中加速度先减小后增大，选项A 错误；根据功能关系，从A到C，有文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.2文档收集于互联网，已整理，word 版本可编辑.WfmghEp 弹，从C到A，有Wf12mv2Ep 弹mgh，两式联立，得Wf12mv2，Ep 弹mgh14mv2，选项 B 正确，C 错误；由动能定理，下滑过程由A到B，有12mv2B1mghWfABW弹，上滑过程由B到A，有12mv2B2mghWfABW弹，两式比较得vB2vB1，选项 D正确。4(2016全国卷)如图，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为56R的光滑圆弧轨道相切于C点，AC7R，A、B、C、D均在同一竖直平面内。质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点(未画出)，随后P沿轨道被弹回，最高点到达F点，AF4R，已知P与直轨道间的动摩擦因数14，重力加速度大小为g。(取 sin37 35，cos3745)导学号(1)求P第一次运动到B点时速度的大小。(2)求P运动到E点时弹簧的弹性势能。(3)改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放。已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点。G点在C点左下方，与C点水平相距72R、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量。答案 (1)2gR(2)125mgR(3)355gR13m 解析 (1)根据题意知，B、C之间的距离为l7R2R 设P到达B点时的速度为vB，由动能定理得mglsinmglcos12mv2B式中37。联立式并由题给条件得vB2gR(2)设BEx，P到达E点时速度为零，设此时弹簧的弹性势能为Ep。P由B点运动到E点的过程中，由动能定理得mgxsinmgxcosEp012mv2BE、F之间的距离为l14R2Rx P到达E点后反弹，从E点运动到F点的过程中，由动能定理得Epmgl1sinmgl1cos 0 联立式并由题给条件得xR 文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.3文档收集于互联网，已整理，word 版本可编辑.Ep125mgR(3)设改变后P的质量为m1。D点与G点的水平距离x1和竖直距离y1分别为x172R56Rsiny1R56R56Rcos式中，已应用了过C点的圆轨道半径与竖直方向夹角仍为的事实。设P在D点的速度为vD，由D点运动到C点的时间为t。由平抛运动公式有y112gt2?x1vDt?联立?式得vD355gR?设P在C点速度的大小为vC。在P由C点运动到D点的过程中机械能守恒，有12m1v2C12m1v2Dm1g(56R56Rcos)?P由E点运动到C点的过程中，由动能定理得Epm1g(x5R)sinm1g(x5R)cos12m1v2C?联立?式得m113m5(2016全国卷)轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为 5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5l的水平轨道，B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图所示。物块P与AB间的动摩擦因数0.5。用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度l，然后释放，P开始沿轨道运动，重力加速度大小为g。导学号(1)若P的质量为m，求P到达B点时速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点间的距离；(2)若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求P的质量的取值范围。答案 (1)6gl22l(2)53mmMg4l要使P仍能沿圆轨道滑回，P在圆轨道上的上升高度不能超过半圆轨道的中点C。由机械能守恒定律有12Mv2BMgl?联立?式得53mM52m