2022年高考物理直线运动规律及追击问题典型例题剖析.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载机械能及其守恒定律典型例题剖析一、挑选题1. 从高处自由下落的物体,它的重力势能h Ep和机械能E 随下落高度h 的变化图线如h 图 6-1 所示,正确选项 E h E EpEpo A h o B o o C D 图 6-1 【答案】 C 2. 行驶中汽车制动后滑行一段距离,最终停下；流星在夜空中坠落并发出光明的光焰；降落伞在空中匀速下降. 上述不同现象所包含的相同的物理过程是（）物体克服阻力做功 物体的动能转化为其他形式的能量 物体的势能转化为其他形式的能量物体的机械能转化为其他形式的能量A B C D【答案】 D 3. 下

2、面关于摩擦力做功的表达,正确选项 A. 静摩擦力对物体肯定不做功 B. 动摩擦力对物体肯定做负功 C.一对静摩擦力中,一个静摩擦力做正功,另一静摩擦力肯定做负功 D.一对动摩擦力中,一个动摩擦力做负功,另一动摩擦力肯定做正功【解析】 一对静摩擦力的作用点不发生相对移动,它们的合功为零,它们的功可以 一正一负；可以都为零；一对动摩擦力的作用点发生相对移动,它们的合功为负值,它们的功可以一正一负；可以一零一负；可以两负 . 【答案】 C 4. 2003 上海综合 在交通运输中,常用“ 客运效率”来反映交通工具的某项效能,“ 客运效率” 表示消耗单位能量对应的载客数和运输路程的乘积,即客运效率人数消

3、耗能量 路程. 一个人骑电动自行车,消耗 1MJ（10 J）的能量可行驶 6 30Km；一辆载有 4个人的一般轿车,消耗 320MJ的能量可行驶 100Km,就电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是名师归纳总结 A. 6 1 B.12 5 C.24 1 D.48 1 第 1 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载【答案】 C 5. 如图 6-2 所示, 小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在弹簧压缩到 最短的整个过程中,以下关于能量的表达中正确的应是（）A. 重力势能和动能之和总保持不变 B. 重力势能和弹性势能之和总保持不变

4、 图 6-2 C.动能和弹性势能之和保持不变 D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变【解析】在球从高处下落到弹簧压缩到最短的过程中,只有重力、弹簧弹力做功,重力势能、动能、弹性势能相互转化,其总和不变,选项 D正确 . 【答案】 D 6. 飞行员进行素养训练时,抓住秋千杆由水平状态下摆,到达竖直状态的过程中如图 况是（）6-3 所示,飞行员所受重力的瞬时功率变化情A. 始终增大B. 始终减小mgvy得出飞行图 6-3 C.先增大后减小D. 先减小后增大【解析】 易知飞行员竖直分速v 先增后减,由P G员所受重力的瞬时功率P 先增大后减小 . 【答案】 C 7. 如图 6-4 所示,质量为

5、m的物体沿动摩擦因素为的水平面以初速度 0从 A 点动身到 B 点时速度变为,设同一物体以初速度 0从 A 点先经斜面 A C,后经斜面 C B 到 B 点时速度变为,两斜面在水平 图 6-4 面上投影长度之和等于 AB的长度,就有（）A. B. C. D.不能确定【解析】 在水平面上,由动能定理mgs1mv21mv 0 2L 、 ,左、右斜面长度分别为L 、L2/22在斜面上,设左、右斜面倾角分别为由动能定理mgcosL 1mgcosL21m v21mv2 0所以22mgL 1cos2cosmgs1mv21mv 0 222【答案】 B 名师归纳总结 8. 如图 6-5,长度相同的三根轻杆构成

6、一个正三角形支架,在 A 处固定质量为2m 的A 第 2 页,共 7 页小球； B 处固定质量为m 的小球,支架悬挂在O 点,可绕过Oo 点与支架所在平面相垂直的固定轴转动.开头时 OB 与地面相垂B 图 6-5 2m m - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 直,放手后开头运动学习必备欢迎下载）.在无任何阻力的情形下,以下说法中正确选项（A 球到达最低点时速度为零A 球机械能减小量等于 B 球机械能增加量B 球向左摇摆所能达到的最高位置应高于 A 球开头运动的高度当支架从左向右回摆时,A 球肯定能回到起始高度A. B. C. D. 【解析】 A、B 两球

7、以及地球所组成的系统机械能守恒,A 球机械能削减量等于 B 球机械能增加量 .如以初始状态 B 球所在平面为零势面,就系统总机械能为 2mgh,当 A球在最低点时 B 球势能为 mgh.另外 2mgh -mgh mgh 的机械能是 A 和 B 共有的动能,因此 B 仍要连续上升,正确答案为 B. 【答案】 B 二、填空题9. 质量为 0.7Kg 的足球,以 4m/s 的速度水平飞来,运动员以 5m/s 的速度将球反方向顶出,就运动员在顶球的过程中对球做的功为 . 【解析】 运动员先对足球做负功再做正功,对球做的总功为足球的动能转变量；【答案】 3.15J 10. 某地强风的风速约为20 m /

8、s,设空气密度为 1.3Kg/m3,假如把通过横截面积为 S20m 2 的风的动能全部转化为电能,就利用上述已知量运算电功率的公式应为 PPW3,大约为v21S3W（取一位有效数字）【解析】1vtS2t2t【答案】1S；1105211. 一跳绳运动员质量为m=50kg,1 min 跳 n=180 次,假设每次跳动中,脚与地面接触时间占跳动一次所需时间的 2/5 ,就该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率约为_. 【解析】 跳动的周期T60s1s. 每个周期内在空中停留的时间t13T1s. H H 180355运动员跳起时视为竖直上抛运动. 设起跳初速度为v 0,由t 12 v 0g得 v0=gt

9、1/2. 每次跳动,人克服重力做的功W1mv021mg2t 1228克服重力做功的平均功率PW3mg2t1235010212W=75 W T885【答案】 75 W a a F浮12. 面积很大的水池,水深为H,如图 6-6 所示,水3a面上浮着一正立方体木块,木块边长为a,质量mg F 14为 m,密度为水的1 . 开头时木块静止,有一半没 2F浮图 6-6 F2 名师归纳总结 mg 第 3 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载入水中, 现用力 F 将木块缓慢地压入池底,入水中的过程中池水势能的转变量为 中,力 F 所做

10、的功为 . 不计摩擦, 就从木块起始到刚好完全没,从木块起始到停在池底的过程3【提示】 木块起始到刚好完全没入水中的过程中,a 体积的水重心上升了 3 a . 2 4【解析】 1 如图木块起始到刚好完全没入水中的过程中,相当于把阴影部分的 a 3体23积的水搬到了水面上,因水面积很大,可认为新水面高度不变,故 a 体积的的水重2心上升了 3 a,m 水水 a 3g 2 木 a 3g 木 a 3 g mg,4 2 23 3E p m 水 g a mga4 42 法一： 木块起始到停在池底的过程中,分成两阶段：一是木块起始到刚好完全没入水中,此过程中浮力是变力,其平均值F mg2mg3mg即22推

11、力平均值F1F浮mg3mgmg1mg22推力做的功W 1F11a1mg1a1mga2224其次阶段是木块从刚没入水中到池底,推力F 2F 浮mg2mgmgmg推力的功W 2F2HamgHa推力做的总功WW1W21mgamgHamgH3a44法二： 把木块与全池的水作为一个系统,推力作的功等于系统机械能的增量,势能的增量（因系统动能几乎为零）. Ep水m 水gHaEp2mgHa3mgamg2H5a44Ep 木mgH1a2W FEp 水Ep木mg2H5amgH1amgH3a424【答案】3mgamgH3a44三、运算题 （13 某司机为确定他的汽车上所载货物的质量,他采纳如下方法：已知汽车自身的质

12、量为 m ,当汽车空载时,让汽车在平直大路上以额定功率行驶,从速度表上读出 0汽车达到的最大速度为v . 当汽车载重时, 仍让汽车在平直大路上以额定功率行驶,名师归纳总结 从速度表上再读出汽车达到的最大速度为vm. 设汽车行驶时的阻力与总重力成正第 4 页,共 7 页比. 试依据以上供应的已知量求出车上所载货物的质量m . 【解析】 设汽车行驶时的阻力与总重力的比例系数为汽车空载时Pm 0gv 0- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载m 0y图 6-7 lx汽车载重时Pm0m 1gvm解得：m 1v 0vv mm【答案】m 1v0v mm0

13、hv m142003 上海 21 质量为 m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐步上升,如飞机在此过程中水平速度保持不变,同时受到重力和竖直向上的恒定升力（该升力由其它力的合力供应,不含o重力）；今测得当飞机在水平方向的位移为l 时,它的上上升度为 h,如图 6-7 所示 . 求：（1）飞机受到的升力大小；（2）从起飞到上升至 h 高度的过程中升力所作的功及在高度 h 处飞机的动能；【解析】（1）飞机水平速度不变 l v 0 t y 方向加速度恒定 h 1 at 2 2消去 t 即得 a 2l 2 h v 0 2 由牛顿其次定律 F mg ma mg 1 2 h2v 0 2 gl（ 2）升力做功

14、W Fh mgh 1gl 2 h2v 0 2 在 h 处 vt at 2 ah 2 hv 0lE k 12 m v 0 2 v t 2 12 mv 0 2 1 4l h2 2 2【答案】（1）mg 1gl 2 h2v 0 2 （2）mgh 1gl 2 h2v 0 2 12 mv 0 2 1 4l h2 15 如图 6-8 所示,将一颗小钢珠由静止释放到盛有蓖麻油的量筒中,下落不久钢珠就开头作匀速直线运动. （量筒中为什么不放清水而用蓖麻油？这是由于蓖麻油的密度虽小于清水,但它对钢珠产生的粘滞阻力却大大超过清水）1845 年英国物理学家和数学家斯 托克斯（S.G.Stokes ）讨论球体在液体中

15、下落时,发觉了液体对球体的粘滞阻力与球的半径、速度及液体的种类有关,有F6rv, 其中物理量 为液体的粘滞系数,它与液v 体的种类及温度有关. 钢珠在蓖麻油中运动一段时间后就以稳固的速度下落,这一速度称为收尾速度. 0.986 ,请写图 6-8 （ 1）试验室的温度为20.0 时,蓖麻油的粘滞系数为出它的单位 . （ 2）如钢珠的半径为2.00,钢珠的质量为2.6110-4Kg,在蓖麻油中所受的浮力为3 . 2510-4N,求钢珠在蓖麻油中的收尾速度. （3）设量筒中蓖麻油的深度为H=40.0 ,钢珠从液面无初速释放,下沉至刚名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学

16、习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载要到达筒底时,因克服粘滞阻力而产生的热量为多少？【解析】（1）因粘滞阻力F6rv,故有vF,其单位应是mN/sNs/m26rvm（2）钢珠稳固下落时,其所受向上粘滞阻力F 与F浮、mg平稳,有mgFF 浮6rvF 浮得：6. 15102m/s（3）依据总能量守恒的方法：钢珠下落过程中缺失的势能 E p 钢 转化为钢珠的动能 E K 钢,以及与钢珠同样大小的油滴上升至液面处的动能 E K 油 和势能 E p 油,仍有钢珠克服粘滞阻力而产生的热量 Q,其中油滴重力 m 油 g F 浮3 . 25 10 4 N . E p 钢E K 钢

17、E K 油 E p 油 QQm 钢 gH 1m 钢 v 2 1m 油 v 2 m 油 gH9 . 13 10 4 J2 2【答案】（1）N s / m 2（2）v .6 15 10 2m / s（3）.9 13 10 4J16 如图 6-9 所示半径为R、rRr 甲、乙两圆形轨道安置在同一竖直平面内,两轨道之间由一条水平轨道CD相连,如小球从离地A 甲乙3R的高处 A 点由静止释放, 可以滑过甲轨道,经h=3R R r 过 CD 段又滑上乙轨道后离开两圆形轨道,小球与 CD段间的动摩擦因数为 ,其余各段均光滑.C D 为防止显现小球脱离圆形轨道而发生撞轨现象.图 6-9 试设计 CD段的长度

18、. 【提示】 小球滑上乙轨道而不撞轨,小球可以通过乙轨道的最高点；可以使小球到乙轨圆心等高处之前再返回. 为vmingR【 解 析】 1 小球 在甲轨道上做圆周运动通过最高点的最小速度设小球能通过甲轨道最高点时速度为v1. gr由机械能守恒定律得：mg3Rm g2R1mv 12v 12gR2v 12 gRgR小球能通过甲轨道而不撞轨2 设 CD的长度为 x,小球在乙轨道最高点的最小速度为v2小球要通过乙轨道最高点,就需满意：mg3R-2r-mgx1mv 22得：2 x 6R5 r2小球到乙轨圆心等高处之前再返回,就需满意：名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 mg3R-r-mgx0或学习必备欢迎下载得：第 7 页,共 7 页且mg3R-mgx03 Rrx 3 R3 Rr CD 3 R总结论： CD6 R5 r2【答案】 CD6 R5 r或3 Rr CD3R2- - - - - - -