高考物理二轮复习第一部分专题六机械能守恒定律功能关系限时集训.doc

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1、1 / 9【2019【2019 最新最新】精选高考物理二轮复习第一部分专题六机械精选高考物理二轮复习第一部分专题六机械能守恒定律功能关系限时集训能守恒定律功能关系限时集训(对应学生用书第 127 页)(建议用时：40 分钟)一、选择题(本题共 8 小题，每小题 6 分在每小题给出的四个选项中，第 15 题只有一项符合题目要求，第 68 题有多项符合题目要求全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0分)1(2017山西右玉一模)一小球以一定的初速度从图 614 所示位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道 1，再进入圆轨道 2，圆轨道 1 的半径为 R，圆轨道 2 的半径是轨道 1

2、 的 18 倍，小球的质量为 m，若小球恰好能通过轨道 2 的最高点 B，则小球在轨道 1 上经过 A 处时对轨道的压力为( ) 【导学号：17214107】图 614A2mg B3mg C4mg D5mgC C 小球恰好能通过轨道小球恰好能通过轨道 2 2 的最高点的最高点 B B 时，有时，有 mgmg，小球在轨，小球在轨道道 1 1 上经过上经过 A A 处时，有处时，有 F Fmgmg，根据机械能守恒，有，根据机械能守恒，有1 16mgR6mgRmvmvmvmv，解得，解得 F F4mg4mg，C C 项正确项正确 22017 年春晚，摩托车特技表演引爆上海分会场的气氛，称为史上最惊险

3、刺激的八人环球飞车表演在舞台中固定一个直径为65 m 的圆形铁笼，八辆摩托车始终以 70 km/h 的速度在铁笼内旋转追逐，旋转轨道有时水平，有时竖直，有时倾斜，非常震2 / 9撼关于摩托车的旋转运动，下列说法正确的是( )A摩托车在铁笼的最低点时，对铁笼的压力最大B摩托车驾驶员始终处于失重状态C摩托车机械能始终守恒D摩托车的速度小于 70 km/h，就会脱离铁笼A A AA 车在最低点，向心加速度向上，合力向上，则支持力大于车在最低点，向心加速度向上，合力向上，则支持力大于重力，有：重力，有：FNFNmgmg；在最高点铁笼对车的支持力与重力的合力；在最高点铁笼对车的支持力与重力的合力提供向心

4、力，可能的情况是：提供向心力，可能的情况是：FNFNmgmg而其余的位置介于二者而其余的位置介于二者之间，所以摩托车在铁笼的最低点时，对铁笼的压力最大，故之间，所以摩托车在铁笼的最低点时，对铁笼的压力最大，故 A A正确由正确由 A A 的分析可知，摩托车在铁笼的最低点时处于超重状态，的分析可知，摩托车在铁笼的最低点时处于超重状态，故故 B B 错误摩托车的速度不变，则动能不变，而重力势能随高度错误摩托车的速度不变，则动能不变，而重力势能随高度会发生变化，所以摩托车的机械能不守恒，故会发生变化，所以摩托车的机械能不守恒，故 C C 错误在最高点错误在最高点恰好由重力提供向心力，则有：恰好由重力

5、提供向心力，则有：mgmg，所以：，所以：v0v0 m/sm/s5 57 7 m/s20m/s205 5 km/hkm/h7070 km/hkm/h，所以摩托车的速度小于，所以摩托车的速度小于 7070 km/hkm/h，不一定会脱离铁笼，故不一定会脱离铁笼，故 D D 错误错误 3静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力已知空气阻力 f 大小不变，且 fmg，若选取地面为零势能面，则物体在空中运动的整个过程中，物体的机械能随离地面高度 h 变化的关系可能正确的是( ) 【导学号：17214108】C C 物体开始在恒力作用下做匀加速运动，机械能增量为物体开始在恒力作用

6、下做匀加速运动，机械能增量为E E(F(Ff)hf)h，在某一高度撤去恒力以后，物体继续上升，机械，在某一高度撤去恒力以后，物体继续上升，机械能减少，到达最高点后，开始下落，但机械能会继续减少，物体能减少，到达最高点后，开始下落，但机械能会继续减少，物体接近地面时仍有一定的速度，所以选项接近地面时仍有一定的速度，所以选项 C C 正确正确 4(2017贵州三校三联)如图 615 所示，斜面固定在水平面上，3 / 9轻质弹簧一端固定在斜面顶端，另一端与物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于 O 点，物块与斜面间有摩擦现将物块从 O 点拉至 A 点，撤去拉力后物块由静止向上运动，经 O 点到达 B

7、点时速度为零，则物块从 A 运动到 B 的过程中( ) 【导学号：17214109】图 615A经过位置 O 点时，物块的动能最大B物块动能最大的位置与 AO 的距离无关C物块从 A 向 O 运动过程中，弹性势能的减少量等于动能与重力势能的增加量D物块从 O 向 B 运动过程中，动能的减少量等于弹性势能的增加量B B 根据题述弹簧处于自然长度时物块位于根据题述弹簧处于自然长度时物块位于 O O 点，可知物块所点，可知物块所受摩擦力等于重力沿斜面的分力将物块从受摩擦力等于重力沿斜面的分力将物块从 O O 点拉至点拉至 A A 点，撤点，撤去拉力后物块由静止向上运动，当弹簧对物块沿斜面向上的弹去拉

8、力后物块由静止向上运动，当弹簧对物块沿斜面向上的弹力等于物块重力沿斜面的分力和滑动摩擦力之和时，合力为零，力等于物块重力沿斜面的分力和滑动摩擦力之和时，合力为零，物块的动能最大由此可知，物块经过物块的动能最大由此可知，物块经过 A A、O O 之间某一位置时，之间某一位置时，物块的动能最大，选项物块的动能最大，选项 A A 错误物块动能最大的位置与错误物块动能最大的位置与 AOAO 的的距离无关，选项距离无关，选项 B B 正确由功能关系可知，物块从正确由功能关系可知，物块从 A A 向向 O O 运动运动过程中，弹性势能的减少量等于动能与重力势能的增加量加上过程中，弹性势能的减少量等于动能与

9、重力势能的增加量加上克服摩擦力做功产生的热量，选项克服摩擦力做功产生的热量，选项 C C 错误物块从错误物块从 O O 向向 B B 运动运动过程中，动能的减少量等于增加的重力势能与弹性势能加上克过程中，动能的减少量等于增加的重力势能与弹性势能加上克服摩擦力做功产生的热量，即动能的减少量大于弹性势能的增服摩擦力做功产生的热量，即动能的减少量大于弹性势能的增加量，选项加量，选项 D D 错误错误 5如图 616 所示，在竖直平面内有一半径为 R 的圆弧轨道，半径4 / 9OA 水平、OB 竖直，一个质量为 m 的小球自 A 的正上方 P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点 B 时对轨道压

10、力为已知AP2R，重力加速度为 g，则小球从 P 到 B 的运动过程中( ) 【导学号：17214110】图 616A重力做功 2mgRB合力做功 mgRC克服摩擦力做功 mgRD机械能减少 2mgRB B 小球能通过小球能通过 B B 点，在点，在 B B 点速度点速度 v v 满足满足 mgmgmgmgm m，解得，解得v v ，从，从 P P 到到 B B 过程，重力做功等于重力势能减小量为过程，重力做功等于重力势能减小量为 mgRmgR，动能增加量为动能增加量为 mv2mv2mgRmgR，合力做功等于动能增加量，合力做功等于动能增加量 mgRmgR，机械，机械能减少量为能减少量为 mg

11、RmgRmgRmgRmgRmgR，克服摩擦力做功等于机械能的减，克服摩擦力做功等于机械能的减少量少量 mgRmgR，故只有，故只有 B B 选项正确选项正确 6(2017长春二模)如图 617 所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于 O 点的轻质光滑定滑轮，一端连接 A，另一端悬挂小物块 B，物块 A、B 质量相等C 为 O 点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离 OCh开始时 A 位于 P 点，PO 与水平方向的夹角为 30现将 A、B 静止释放则下列说法正确的是( ) 【导学号：17214111】图 617A物块 A 由 P 点出发第一次到达 C 点过程中，速度不断增大B在物块 A 由

12、P 点出发第一次到达 C 点过程中，物块 B 克服细线拉力做的功小于 B 重力势能的减少量C物块 A 在杆上长为 2h 的范围内做往复运动5 / 9D物块 A 经过 C 点时的速度大小为2ghACDACD 物块物块 A A 由由 P P 点出发第一次到达点出发第一次到达 C C 点过程中，绳子拉力对点过程中，绳子拉力对A A 做正功，动能不断增大，速度不断增大，选项做正功，动能不断增大，速度不断增大，选项 A A 正确；物块正确；物块A A 到达到达 C C 时，时，B B 到达最低点，速度为零，到达最低点，速度为零，B B 下降过程中只受重力下降过程中只受重力和绳子的拉力，根据动能定理可知，

13、重力做功和拉力做功大小和绳子的拉力，根据动能定理可知，重力做功和拉力做功大小相等，选项相等，选项 B B 错误；由几何知识可知，错误；由几何知识可知，h h，由于，由于 ABAB 组成的系组成的系统机械能守恒，由对称性可得物块统机械能守恒，由对称性可得物块 A A 在杆上长为在杆上长为 2h2h 的范围内的范围内做往复运动，选项做往复运动，选项 C C 正确；对系统由机械能守恒定律得正确；对系统由机械能守恒定律得 mg(mg(h)h)mv2mv2 得得 v v，选项，选项 D D 正确正确 7水平光滑直轨道 ab 与半径为 R 的竖直半圆形光滑轨道 bc 相切，一小球以初速度 v0 沿直轨道

14、ab 向右运动，如图 618 所示，小球进入半圆形轨道后刚好能通过最高点 c则( )【导学号：17214112】图 618AR 越大，v0 越大BR 越大，小球经过 b 点后的瞬间对轨道的压力越大Cm 越大，v0 越大Dm 与 R 同时增大，初动能 Ek0 增大ADAD 小球刚好能通过最高点小球刚好能通过最高点 c c，表明小球在，表明小球在 c c 点的速度为点的速度为vcvc，根据机械能守恒定律有，根据机械能守恒定律有 mvmvmg2Rmg2RmvmvmgRmgR，选项，选项 A A正确；正确；m m 与与 R R 同时增大，初动能同时增大，初动能 Ek0Ek0 增大，选项增大，选项 D

15、D 正确；从正确；从 b b到到 c c 机械能守恒，机械能守恒，mg2Rmg2Rmvmvmvmv 得得 vbvb，在，在 b b 点，点，N Nmgmgm m得得 N N6mg6mg，选项，选项 B B 错误；错误；mvmvmg2Rmg2Rmvmv，v0v0，v0v0 与与 m m 无无关，选项关，选项 C C 错误错误 8(2017山东潍坊二模)如图 619 所示，甲、乙传送带倾斜于水6 / 9平地面放置，并以相同的恒定速率 v 逆时针运动，两传送带粗糙程度不同，但长度、倾角均相同将一小物体分别从两传送带顶端的 A 点无初速度释放，甲传送带上物体到达底端 B 点时恰好达到速度 v；乙传送带

16、上物体到达传送带中部的 C 点时恰好达到速度v，接着以速度 v 运动到底端 B 点则物体从 A 运动到 B 的过程中( )图 619A物体在甲传送带上运动的时间比乙大B物体与甲传送带之间的动摩擦因数比乙大C两传送带对物体做功相等D两传送带因与物体摩擦产生的热量相等ACAC 物体在甲传送带上的平均速度为，在乙传送带上的平均物体在甲传送带上的平均速度为，在乙传送带上的平均速度大于，而运动的位移相同，故物体在甲传送带上运动的时速度大于，而运动的位移相同，故物体在甲传送带上运动的时间比乙大，选项间比乙大，选项 A A 正确；物体在甲传送带上加速距离比在乙传正确；物体在甲传送带上加速距离比在乙传送带上加

17、速距离大，而末速度相同，由送带上加速距离大，而末速度相同，由 v vatat 可知可知 a a 甲甲aa 乙，乙，由牛顿第二定律有由牛顿第二定律有 mgcosmgcos mgsinmgsin mama，故，故 甲甲乙，选项乙，选项 B B 错误；物体在运动过程中受重力和传送带的作用力，错误；物体在运动过程中受重力和传送带的作用力，物体下降的高度和末速度均相等，由动能定理可知，传送带对物体下降的高度和末速度均相等，由动能定理可知，传送带对物体做功相等，选项物体做功相等，选项 C C 正确；设传送带的高度为正确；设传送带的高度为 h h，由摩擦生，由摩擦生热热 Q Qfsfs 相对知，相对知，Q

18、Q 甲甲f1s1f1s1f1(vt1f1(vt1t1)t1)f1f1，Q Q 乙乙f2s2f2s2f2f2，根据牛顿第二定律得，根据牛顿第二定律得 f1f1mgsinmgsin ma1ma1m m，f2f2mgsinmgsin ma2ma2m m，解得，解得 Q Q 甲甲mv2mv2mghmgh，Q Q 乙乙mv2mv2mg(hmg(hh)h)，故，故 Q Q 甲甲QQ 乙，选项乙，选项 D D错误错误 二、计算题(共 2 小题，32 分)7 / 99(16 分)如图 620 所示，足够长的传送带 AB 与光滑的水平面 BC连接，光滑的、半径 R05 m 的半圆轨道与水平面连接，相切于 C 点

19、传送带以恒定的速率 v 顺时针运行，在光滑的水平面上有一质量 m05 kg 的物体以 v16 m/s 的速度向左滑上传送带，经过 2 s 物体的速度减为零，物体返回到光滑的水平面且沿着半圆轨道恰能运动到 D 点，g 取 10 m/s2求：图 620(1)物体与传送带之间的动摩擦因数 ；(2)传送带的速度 v；(3)物体在传送带上滑动过程中系统产生的热量 【导学号：17214113】【解析】 (1)物体滑上传送带后在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动，设其运动的加速度大小为 a，根据牛顿第二定律有：mgma根据加速度定义式有：a由式联立解得：03(2)当物体速度减为零后，由于传送带有恒定向右运动的

20、速度，与物体间存在相对运动，物体将在滑动摩擦力作用下向右做匀加速直线运动，若皮带速度足够大，根据对称性可知，物体滑回光滑水平面时的速度 v2 大小应与 v1 相等，即 v2v16 m/s又由题意可知，物体返回到光滑的水平面且沿着半圆轨道恰能运动到 D 点，设经过最高点 D 时的速度为 vD，在 D 处，根据牛顿第二定律和向心力公式有：mgm在由 C 运动至 D 的过程中，根据动能定理有：mg2Rmvmv8 / 9由式联立解得：vC m/s5 m/s物体在光滑水平面上应做匀速直线运动，显然 vC5 m/sv26 m/s所以物体在传送带上返回时只能先做一段匀加速直线运动至与传送带速度相等时，再做匀

21、速直线运动，并以该速度运动至 C 处，即有：vvC5 m/s(3)物体向左滑行时，相对传送带的位移为：x1tvt物体向右滑行时，相对传送带的位移为：x2v物体在传送带上滑动过程中系统产生的热量为：Qmg(x1x2)由式联立，并代入数据解得： Q3025 J【答案】 (1)03 (2)5 m/s (3)3025 J10(16 分) 如图 621 所示，AB 是竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，在下端 B 与水平直轨道相切，一小球自 A 点起由静止开始沿轨道下滑，已知圆轨道半径为 h，小球的质量为 m图 621(1)求小球运动到 B 点时的速度大小；(2)求小球刚经过圆弧轨道的 B 点时，所受轨道

22、支持力 FB 是多大？(3)若小球与水平轨道之间的动摩擦因数为 ，小球与 C 点固定的竖直挡板只发生一次无机械能损失的碰撞后，最终停止在水平轨道上某处，BC 长度为 s，求物块停止的地方与 B 点距离的可能值【解析】 (1)根据机械能守恒得 mghmv，解得 vB(2)根据牛顿运动定律，在 B 点有 FBmg，解得 F B3mg9 / 9(3)设物块的质量为 m，在水平轨道上滑行的总路程为 s由功能关系得 mghmgs解得 sh 第一种可能是物块与弹性挡板碰撞后，在 B 前停止，物块停止的位置距 B 的距离为 d2ss2sh 第二种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，可再一次滑上光滑圆弧轨道，滑下后在水平轨道上停止，则物块停止的位置距 B 的距离为 ds2s2s【答案】 (1) (2)3mg (3)2s或者2s