2017_2018學(xué)年高中物理第七章機(jī)械能守恒定律章末復(fù)習(xí)課檢測新人教版.docx

第七章 機(jī)械能守恒定律章末復(fù)習(xí)課知識體系答案填寫W為正W0W為負(fù)mv2mgh初、末位置mvmv主題一動能定理在多過程中的應(yīng)用1分段應(yīng)用動能定理時，將復(fù)雜的過程分割成一個個子過程，對每個子過程的做功情況和初、末動能進(jìn)行分析，然后針對每個子過程應(yīng)用動能定理列式，然后聯(lián)立求解2全程應(yīng)用動能定理時，分析整個過程中出現(xiàn)過的各力的做功情況，分析每個力的做功，確定整個過程中合外力做的總功，然后確定整個過程的初、末動能，針對整個過程利用動能定理列式求解當(dāng)題目不涉及中間量時，選擇全程應(yīng)用動能定理更簡單、更方便【例1】如圖所示，MNP為豎直面內(nèi)一固定軌道，其圓弧段MN與水平段NP相切于N，P端固定一豎直擋板M相對于N的高度為h，NP長度為s.一物塊從M端由靜止開始沿軌道下滑，與擋板發(fā)生一次完全彈性碰撞(碰撞后物塊速度大小不變，方向相反)后停止在水平軌道上某處若在MN段的摩擦可忽略不計，物塊與NP段軌道間的動摩擦因數(shù)為，求物塊停止的地方距N點(diǎn)的距離的可能值解析：設(shè)物塊的質(zhì)量為m，在水平軌道上滑行的總路程為s，則物塊從開始下滑到停止在水平軌道上的過程中，由動能定理得mghmgs0.解得s.第一種可能：物塊與擋板碰撞后，在到達(dá)N前停止，則物塊停止的位置距N點(diǎn)的距離d2ss2s.第二種可能：物塊與擋板碰撞后，可再一次滑上光滑圓弧軌道，然后滑下，在水平軌道上停止，則物塊停止的位置距N點(diǎn)的距離為ds2s2s.所以物塊停止的位置距N點(diǎn)的距離可能為2s或2s.答案：2s或2s針對訓(xùn)練1如圖所示，ABCD是一個盆式容器，盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧，BC面水平，B、C距離d0.50 m，盆邊緣的高度h0.30 m在A處放一個質(zhì)量為m的小物塊并讓其從靜止下滑已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的，而盆底BC面與小物塊間的動摩擦因數(shù)0.10.小物塊在盆內(nèi)來回滑動，最后停下來，則停的地點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為()A0.50 mB0.25 mC0.10 m D0解析：設(shè)小物塊在BC面上運(yùn)動的總路程為s.物塊在BC面上所受的滑動摩擦力大小始終為fmg，對小物塊從開始運(yùn)動到停止運(yùn)動的整個過程進(jìn)行研究，由動能定理得mghmgs0，s m3 m，d0.50 m，則s6d，所以小物塊在BC面上來回運(yùn)動共6次，最后停在B點(diǎn)，故選D.答案：D主題二功能關(guān)系的理解和應(yīng)用1幾種常見功能關(guān)系的理解功能關(guān)系表達(dá)式物理意義正功、負(fù)功含義重力做功與重力勢能WEp重力做功是重力勢能變化的原因W0勢能減少W0勢能增加W0勢能不變彈簧彈力做功與彈性勢能WEp彈力做功是彈性勢能變化的原因W0勢能減少W0勢能增加W0勢能不變合力做功與動能WEk合外力做功是物體動能變化的原因W0動能增加W0動能減少W0動能不變除重力或系統(tǒng)彈力外其他力做功與機(jī)械能WE除重力或系統(tǒng)彈力外其他力做功是機(jī)械能變化的原因W0機(jī)械能增加W0機(jī)械能減少W0機(jī)械能守恒2.應(yīng)用功能關(guān)系解題的步驟(1)明確研究對象，研究對象是一個物體或是幾個物體組成的系統(tǒng)(2)隔離研究對象，分析哪些力對它做功，它的哪些能量發(fā)生變化(3)根據(jù)能量的變化類型確定用哪一類功能關(guān)系去求解(4)根據(jù)相應(yīng)的功能關(guān)系列方程、求解【例2】如圖所示，在光滑水平地面上放置質(zhì)量M2 kg的長木板，木板上表面與固定的光滑弧面相切一質(zhì)量m1 kg的小滑塊自弧面上高h(yuǎn)處由靜止自由滑下，在木板上滑行t1 s后，滑塊和木板以共同速度v1 m/s勻速運(yùn)動，g取10 m/s2.求：(1)滑塊與木板間的摩擦力大小Ff；(2)滑塊下滑的高度h；(3)滑塊與木板相對滑動過程中產(chǎn)生的熱量Q.解析：(1)對木板：FfMa1，由運(yùn)動學(xué)公式，有va1t，解得Ff2 N.(2)對滑塊：Ffma2.設(shè)滑塊滑上木板時的速度是v0，則vv0a2t，v03 m/s.由機(jī)械能守恒定律有mghmv，hm0.45 m.(3)根據(jù)功能關(guān)系有：Qmv(Mm)v2132 J(12)12 J3 J.答案：(1)2 N(2)0.45 m(3)3 J針對訓(xùn)練2.(多選)如圖所示，小球以60 J的初動能從A點(diǎn)出發(fā)，沿粗糙斜面向上運(yùn)動，從A經(jīng)B到C，然后再下滑回到A點(diǎn)已知從A到B點(diǎn)的過程中，小球動能減少了50 J，機(jī)械能損失了10 J，則()A上升過程中，合外力對小球做功60 JB整個過程中，摩擦力對小球做功20 JC下行過程中，重力對小球做功48 JD回到A點(diǎn)小球的動能為40 J解析：上升過程，由動能定理可知W合0Ek0060 J60 J，故A正確；運(yùn)用動能定理分析得出，小球損失的動能等于小球克服合外力做的功(包括克服重力做功和克服摩擦阻力做功)，損失的動能Ekmghfh，損失的機(jī)械能等于克服摩擦阻力做的功，即E，解得5，與h無關(guān)，則小球上升到最高點(diǎn)時，動能為0，即動能減少了60 J，損失的機(jī)械能為12 J，當(dāng)小球返回到底端，小球又要損失的機(jī)械能為12 J，故小球從開始到返回原處機(jī)械能損失24 J，由功能關(guān)系知摩擦力做功Wf24 J，因而小球返回A點(diǎn)的動能為36 J，故B、D錯誤；由上述分析可知，小球上升到最高點(diǎn)時，動能為0，損失的機(jī)械能為12 J，則重力勢能增加48 J，即重力做功為WG48 J，所以下行過程中重力對小球做功48 J，故C正確答案：AC 【統(tǒng)攬考情】本章的基本概念和基本規(guī)律較多，體現(xiàn)了利用功能觀點(diǎn)分析問題的思路，該部分內(nèi)容是高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn)既有本章的單獨(dú)考查，也有與電場、磁場的綜合考查高考命題的熱點(diǎn)主要集中在動能定理的綜合應(yīng)用上，功能關(guān)系的綜合應(yīng)用每年必考，并且分值較多，大約在20分高考題型有選擇題，有綜合計算題，也有實驗題【真題例析】(2015課標(biāo)全國卷)(多選)如圖，滑塊a、b的質(zhì)量均為m，a套在固定豎直桿上，與光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接，由靜止開始運(yùn)動不計摩擦，a、b可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度大小為g，則()Aa落地前，輕桿對b一直做正功Ba落地時速度大小為Ca下落過程中，其加速度大小始終不大于gDa落地前，當(dāng)a的機(jī)械能最小時，b對地面的壓力大小為mg解析：選b滑塊為研究對象，b滑塊的初速度為零，當(dāng)a滑塊落地時，a滑塊沒有在水平方向上的分速度，所以b滑塊的末速度也為零，由此可得b滑塊速度是先增大再減小，當(dāng)b滑塊速度減小時，輕桿對b一直做負(fù)功，A項錯誤；當(dāng)a滑塊落地時，b滑塊的速度為零，由機(jī)械能守恒定律，可得a落地時速度大小為，B項正確；當(dāng)b滑塊速度減小時，輕桿對a、b都表現(xiàn)為拉力，拉力在豎直方向上有分力與a的重力合成，其加速度大小大于g，C項錯誤；a的機(jī)械能先減小再增大，當(dāng)a的機(jī)械能最小時，輕桿對a、b的作用力均為零，故此時b對地面的壓力大小為mg，D項正確答案：BD針對訓(xùn)練小球P和Q用不可伸長的輕繩懸掛在天花板上，P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖所示將兩球由靜止釋放在各自軌跡的最低點(diǎn)，有()AP球的速度一定大于Q球的速度BP球的動能一定小于Q球的動能CP球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力DP球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度解析：根據(jù)動能定理有mglmv2，得v，繩越長速度越大，則Q球速度大，故A錯誤；結(jié)合A項分析，動能等于mgl，因為P球質(zhì)量大而繩長短，則無法確定P、Q球動能的大小關(guān)系，故B錯誤；在最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有Tmgm，得T3mg，則質(zhì)量大的球所受繩的拉力大，故C正確；在最低點(diǎn)，球的向心加速度a2g，P、Q球的向心加速度相等，與球的質(zhì)量和繩長無關(guān)，故D錯誤答案：C1(2015四川卷)在同一位置以相同的速率把三個小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出，不計空氣阻力，則落在同一水平地面時的速度大小()A一樣大 B水平拋的最大C斜向上拋的最大 D斜向下拋的最大解析：不計空氣阻力的拋體運(yùn)動，機(jī)械能守恒故以相同的速率向不同的方向拋出落至同一水平地面時，物體速度的大小相等故只有選項A正確答案：A2如圖所示，一半徑為R、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)上方高度R處由靜止開始下落，恰好從P點(diǎn)進(jìn)入軌道質(zhì)點(diǎn)滑到軌道最低點(diǎn)N時，對軌道的壓力為4mg，g為重力加速度的大小用W表示質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中克服摩擦力所做的功則()AWmgR，質(zhì)點(diǎn)恰好可以到達(dá)Q點(diǎn)BWmgR，質(zhì)點(diǎn)不能到達(dá)Q點(diǎn)CWmgR，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離DWmgR，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離解析：設(shè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到半圓形軌道最低點(diǎn)時的速度為vN，根據(jù)牛頓第二定律，得4mgmgm，解得mvmgR.從質(zhì)點(diǎn)由靜止釋放到運(yùn)動到最低點(diǎn)N，根據(jù)動能定理，得mg2RWmv，解得WmgR.從P到N和從N到Q，由于摩擦力的存在，相同高度處的速率是減小的，相同高度處的支持力變小，即對應(yīng)的滑動摩擦力減小，從N到Q過程克服摩擦力做的功W也減小，即WW.從N到Q利用動能定理，得mgRWEkQmv，解得EkQmvmgRWmgRW0，所以質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后，還能繼續(xù)上升一段距離，選項C正確，A、B、D錯誤答案：C3(多選)(2015浙江卷)我國科學(xué)家正在研制航母艦載機(jī)使用的電磁彈射器艦載機(jī)總質(zhì)量為3.0104 kg，設(shè)起飛過程中發(fā)動機(jī)的推力恒為1.0105 N；彈射器有效作用長度為100 m，推力恒定要求艦載機(jī)在水平彈射結(jié)束時速度大小達(dá)到80 m/s.彈射過程中艦載機(jī)所受總推力為彈射器和發(fā)動機(jī)推力之和，假設(shè)所受阻力為總推力的20%，則()A彈射器的推力大小為1.1106 NB彈射器對艦載機(jī)所做的功為1.1108 JC彈射器對艦載機(jī)做功的平均功率為8.8107 WD艦載機(jī)在彈射過程中的加速度大小為32 m/s2解析：由題可知，艦載機(jī)彈射過程的加速度為a m/s232 m/s2，D項正確；根據(jù)牛頓第二定律，0.8(F發(fā)F彈)ma，求得彈射器的推力大小F彈1.1106 N，A項正確；彈射器對艦載機(jī)做的功為W1.1106100 J1.1108 J，B項正確；彈射過程的時間t s2.5 s，彈射器做功的平均功率P4.4107 W，C項錯誤答案：ABD4.(多選)如圖所示，小球套在光滑的豎直桿上，輕彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端與小球相連現(xiàn)將小球從M點(diǎn)由靜止釋放，它在下降的過程中經(jīng)過了N點(diǎn)已知在M、N兩點(diǎn)處，彈簧對小球的彈力大小相等，且ONMOMN.在小球從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中()A有一個時刻小球的加速度等于重力加速度B有兩個時刻小球的加速度等于重力加速度C彈簧長度最短時，彈力對小球做功的功率為零D小球到達(dá)N時的動能等于其在M、N兩點(diǎn)的重力勢能差解析：小球運(yùn)動過程中受重力、彈簧的彈力、桿的彈力，其中桿的彈力始終垂直于桿，彈簧的彈力沿彈簧方向，當(dāng)彈簧與光滑桿垂直時，小球豎直方向只受重力的作用，故加速度為重力加速度；當(dāng)彈簧為原長時，小球只受重力作用，小球的加速度也為重力加速度，故A錯誤，B正確當(dāng)彈簧與光滑桿垂直時，彈簧長度最短，彈簧彈力與速度垂直，則彈力對小球做功的功率為零，C正確M、N兩點(diǎn)彈簧彈性勢能相等，從M到N小球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，則小球在N點(diǎn)的動能等于其在M、N兩點(diǎn)的重力勢能差，D正確答案：BCD5.如圖所示，一輕彈簧原長為2R，其一端固定在傾角在37的固定直軌道AC的底端A處，另一端位于直軌道上B處，彈簧處于自然狀態(tài)直軌道與一半徑為R的光滑圓弧軌道相切于C點(diǎn)，AC7R，A、B、C、D均在同一豎直平面內(nèi)質(zhì)量為m的小物塊P自C點(diǎn)由靜止開始下滑，最低到達(dá)E點(diǎn)(未畫出)，隨后P沿軌道被彈回，最高到達(dá)F點(diǎn)，AF4R.已知P與直軌道間的動摩擦因數(shù)，重力加速度大小為g.(1)求P第一次運(yùn)動到B點(diǎn)時速度的大小(2)求P運(yùn)動到E點(diǎn)時彈簧的彈性勢能(3)改變物塊P的質(zhì)量，將P推至E點(diǎn)，從靜止開始釋放已知P自圓弧軌道的最高點(diǎn)D處水平飛出后，恰好通過G點(diǎn)G點(diǎn)在C點(diǎn)左下方，與C點(diǎn)水平相距R、豎直相距R.求P運(yùn)動到D點(diǎn)時速度的大小和改變后P的質(zhì)量解析：(1)根據(jù)題意知，B、C之間的距離為l7R2R5R，設(shè)P到達(dá)B點(diǎn)時的速度為vB，由動能定理，得mglsin mglcos mv，式中37，聯(lián)立式并由題給條件，得vB2.(2)設(shè)BEx，P到達(dá)E點(diǎn)時速度為零，設(shè)此時彈簧的彈性勢能為Ep.P由B點(diǎn)運(yùn)動到E點(diǎn)的過程中，由動能定理，有mgxsin mgxcos Ep0mv，E、F之間的距離為l14R2Rx，P到達(dá)E點(diǎn)后反彈，從E點(diǎn)運(yùn)動到F點(diǎn)的過程中，由動能定理，有Epmgl1sin mgl1cos 0，聯(lián)立式并由題給條件