2014年高考物理黃金易錯點專題匯編專題06機械能守恒定律和功能關(guān)系

1、高考物理 黃金易錯點專題匯編 專題06 機械能守恒定律和功能關(guān)系1如果一個物體在運動的過程中克服重力做了80 J的功，則()A物體的重力勢能一定增加80 JB物體的機械能一定增加80 JC物體的動能一定減少80 JD物體的機械能一定減少80 J2某人把原來靜止于地面上的質(zhì)量為2 kg的物體向上提起1 m，并使物體獲得1 m/s的速度，取g10 m/s2，不計此過程中物體所受空氣阻力，則這個過程中()A人對物體做功21 JB合外力對物體做功1 JC物體的重力勢能增加20 JD物體的機械能增加21 J4一物體沿斜面向上運動，運動過程中質(zhì)點的機械能E與豎直高度h關(guān)系的圖象如圖所示，其中Oh1過程的圖

2、線為水平線，h1h2過程的圖線為傾斜直線根據(jù)該圖象，下列判斷正確的是()A物體在Oh1過程中除重力外不受其他力的作用B物體在Oh1過程中只有重力做功其他力不做功C物體在h1h2過程中合外力與速度的方向一定相反D物體在Oh2過程中動能可能一直保持不變5.如圖所示，一表面光滑的木板可繞固定的水平軸O轉(zhuǎn)動，木板從水平位置OA轉(zhuǎn)到OB位置的過程中，木板上重為5 N的物塊從靠近轉(zhuǎn)軸的位置從靜止開始滑到圖中虛線所示位置，在這一過程中，物塊的重力勢能減少了4 J則以下說法正確的是()A物塊的豎直高度降低了0.8 mB由于木板轉(zhuǎn)動，物塊下降的豎直高度必大于0.8 mC物塊獲得的動能為4 JD由于木塊轉(zhuǎn)動，物塊

3、的機械能必定增加6如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板M的左端，右端與小木塊m連接，且m與M及M與地面間摩擦不計開始時，m和M均靜止，現(xiàn)同時對m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2，設(shè)兩物體開始運動以后的整個運動過程中，彈簧形變不超過其彈性限度對于m、M和彈簧組成的系統(tǒng)()A由于F1、F2等大反向，故系統(tǒng)機械能守恒B當(dāng)彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時，m、M各自的動能最大C由于F1、F2大小不變，所以m、M各自一直做勻加速運動D由于F1、F2均能做正功，故系統(tǒng)的機械能一直增大7.如圖所示，在水平地面上固定一傾角為的光滑絕緣斜面，斜面處于電場強度大小為E、方向沿斜面向下的勻強電場中. 一勁度系數(shù)

4、為k的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端，整根彈簧處于自然狀態(tài)一質(zhì)量為m、帶電荷量為q(q0)的滑塊從距離彈簧上端為x0處靜止釋放，滑塊在運動過程中電量保持不變，設(shè)滑塊與彈簧接觸過程沒有機械能損失，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g，則()A當(dāng)滑塊的速度最大時，彈簧的彈性勢能最大B當(dāng)滑塊的速度最大時，系統(tǒng)的機械能最大C當(dāng)滑塊的加速度最大時，彈簧的彈性勢能最大D當(dāng)滑塊的加速度最大時，系統(tǒng)的機械能最大8如圖所示，一質(zhì)量為m1 kg的小物塊輕輕放在水平勻速運動的傳送帶上的A點，隨傳送帶運動到B點，小物塊從C點沿圓弧切線進入豎直光滑的半圓軌道恰能做圓周運動已知圓弧半徑R0.9 m，軌道最低點為D

5、，D點距水平面的高度h0.8 m小物塊離開D點后恰好垂直碰擊放在水平面上E點的固定傾斜擋板已知物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.3，傳送帶以5 m/s恒定速率順時針轉(zhuǎn)動(g取10 m/s2)，試求： (1)傳送帶AB兩端的距離；(2)小物塊經(jīng)過D點時對軌道的壓力的大?。?3)傾斜擋板與水平面間的夾角的正切值9如圖所示，用特定材料制作的細鋼軌豎直放置，半圓形軌道光滑，半徑分別為R、2R、3R和4R，R0.5 m，水平部分長度L2 m，軌道最低點離水平地面高h1 m中心有孔的鋼球(孔徑略大于細鋼軌直徑)，套在鋼軌端點P處，質(zhì)量為m0.5 kg，與鋼軌水平部分的動摩擦因數(shù)為0.4.給鋼球一初速度v013

6、 m/s(取g10 m/s2)求： (1)鋼球運動至第一個半圓形軌道最低點A時對軌道的壓力(2)鋼球落地點到拋出點的水平距離10如圖所示，是某公園設(shè)計的一種驚險刺激的娛樂設(shè)施，軌道除CD部分粗糙外，其余均光滑一挑戰(zhàn)者質(zhì)量為m，沿斜面軌道滑下，無能量損失地滑入第1個圓管形軌道，根據(jù)設(shè)計要求，在最低點與最高點各放一個壓力傳感器，測試挑戰(zhàn)者對軌道的壓力，并通過計算機顯示出來挑戰(zhàn)者到達A處時剛好對管壁無壓力，又經(jīng)過水平軌道CD滑入第2個圓管軌道，在最高點B處挑戰(zhàn)者對管的內(nèi)側(cè)壁壓力為0.5 mg，A、B分別是兩軌道的最高點，然后從平臺上飛入水池內(nèi)，水面離軌道的距離為h2.25 r若第1個圓管軌道的半徑為

7、R，第2個圓管軌道的半徑為r，g取10 m/s2，管的內(nèi)徑及人的尺寸相對圓管軌道的半徑可以忽略不計，則 (1)挑戰(zhàn)者若能完成上述過程，則他應(yīng)從離水平軌道多高的地方開始下滑？(2)挑戰(zhàn)者從A到B的運動過程中克服軌道阻力所做的功是多少？(3)挑戰(zhàn)者入水時的速度大小是多少？答案(1)2.5 R(2)mgRmgr(3)易錯起源1、 機械能守恒定律的應(yīng)用 例1如圖所示，一傾角為30的光滑斜面底端有一與斜面垂直的固定擋板M，物塊A、B之間用一與斜面平行的輕質(zhì)彈簧連接，現(xiàn)用力緩慢沿斜面向下推動物塊B，當(dāng)彈簧具有5 J彈性勢能時撤去推力釋放物塊B；已知A、B質(zhì)量分別為mA4 kg，mB2 kg，彈簧的彈性勢能

8、表達式為Epkx2，其中彈簧的勁度系數(shù)k1 000 N/m。x為彈簧形變量。g10 m/s2，求：(1)當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時，物塊B的速度大??； (2)物塊A剛離開擋板時，物塊B的動能。 機械能守恒定律的三種表達式及用法 (1)守恒觀點：Ek1Ep1Ek2Ep2或E1E2，運用此法求解只有一個物體(實際是單個物體與地球組成的系統(tǒng))的問題較方便，注意選好參考平面； (2)轉(zhuǎn)化觀點：EpEk，此法的優(yōu)點是不用選取參考平面； (3)轉(zhuǎn)移觀點：E增E減，此法適用于求解兩個或兩個以上物體(實際是兩個或兩個以上物體與地球組成的系統(tǒng))的問題。 易錯起源2、功能關(guān)系和能量守恒 例2如圖所示，光滑水平面AB與豎直面

9、內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點相切，半圓 形導(dǎo)軌的半徑為R。一個質(zhì)量為m的物體將 彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，在彈力作用 下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧，當(dāng)它經(jīng)過B點進入導(dǎo)軌的瞬間對軌道的壓力為其重力的8倍，之后向上運動恰能到達最高點C。(不計空氣阻力)試求： (1)物體在A點時彈簧的彈性勢能； (2)物體從B點運動至C點的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能。 幾種常用的功能轉(zhuǎn)化關(guān)系 易錯起源3、以能量為核心的綜合應(yīng)用問題 例3為了節(jié)能，某貨場設(shè)計了如圖所示的送貨裝置，長為L的水平傳送帶右端B與一光滑弧面相連，弧面頂端為儲貨平臺。將貨物無初速度地輕放在傳送帶左端A，通過傳送帶到達B端時具有一定動能，貨物可以利用此動能

10、滑上儲貨平臺，平臺離傳送帶高h。在安裝調(diào)試時傳送帶以某一速度勻速運動，工人發(fā)現(xiàn)貨物只能上滑到處。為了進一步研究貨物不能滑上平臺的原因，工人在傳送帶上用粉筆沿傳送帶畫了一條直線，當(dāng)貨物放上去后發(fā)現(xiàn)有一段長為s0(s0L)的粉筆線被貨物擦過，那么：(1)貨物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)多大？(2)為了將貨物送上儲貨平臺，工人進行了適當(dāng)調(diào)整，使貨物滑上平臺后剛好停止。分析說明工人采取了什么措施及裝置應(yīng)滿足的條件？(3)在滿足(2)的條件下，貨物獲得的機械能與系統(tǒng)增加的內(nèi)能之比多大？1. 以能量為核心的綜合應(yīng)用問題一般分四類。第一類為單體機械能守恒問題，第二類為多體系統(tǒng)機械能守恒問題，第三類為單體動能定理問

11、題，第四類為多體系統(tǒng)功能關(guān)系(能量定恒)問題。多體系統(tǒng)的組成模式：兩個或多個疊放在一起的物體，用細線或輕桿等相連的兩個或多個物體，直接接觸的兩個或多個物體。 2.能量問題的解題工具一般有動能定理，能量守恒定律，機械能守恒定律。 (1)動能定理使用方法簡單，只要選定物體和過程，直接列出方程即可，動能定理適用于所有過程； (2)能量守恒定律同樣適用于所有過程，分析時只要分析出哪些能量減少，哪些能量增加，根據(jù)減少的能量等于增加的能量列方程即可； (3)機械能守恒定律只是能量守恒定律的一種特殊形式，但在力學(xué)中也非常重要。很多題目都可以用兩種甚至三種方法求解，可根據(jù)題目情況靈活選取。 物體的多過程運動，

12、需要根據(jù)物體受力和基本運動形式，把一個復(fù)雜的過程分解成多個小過程，即學(xué)會皰丁解牛的方法，再根據(jù)每一個過程的特點列方程聯(lián)立求解，務(wù)必抓住上一個過程的末速度為下一個過程的初速度，這是聯(lián)系相鄰兩個過程的紐帶。物體在每個運動過程中，如果只受重力則列出機械能守恒方程，如果只受重力和電場力則列出機械能和電勢能的守恒方程，如果還有其他力做功則列出動能定理方程，特別指出：如果物體在運動過程中受到的作用力為變力，則不能應(yīng)用牛頓第二定律和運動學(xué)規(guī)律求解，只能應(yīng)用能量觀點求解。 1關(guān)于功和機械能，下列說法正確的是()A在有阻力作用的情況下，物體重力勢能的減少不等于重力對物體所做的功B合力對物體所做的功等于物體動能的

13、改變量C物體的重力勢能是物體與地球之間的相互作用能，其大小與勢能零點的選取有關(guān)D運動物體動能的減少量一定等于其重力勢能的增加量2質(zhì)量為m的滑塊以初速度v0自固定在地面上的粗糙斜面的底端沖上斜面，到達某一高度后又自動返回至斜面底端，圖中分別給出了在整個運動過程中滑塊的速度v、加速度大小a、動能Ek及機械能E隨時間t的變化關(guān)系圖象，則其中可能正確的是(規(guī)定斜面底端所在水平面為零勢能參考平面)()3如圖所示，在豎直向上的勻強電場中，一根不可伸長的絕緣細繩的一端系著一個帶電小球，另一端固定于O點，小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，最高點為a，最低點為b.不計空氣阻力，則()A小球帶負電B小球在從a點運動

14、到b點的過程中，電勢能減小C小球所受電場力跟重力平衡D小球在運動過程中機械能守恒4如圖所示，有一固定軌道ABCD，AB段是四分之一光滑圓弧軌道，其半徑為R，BC段是水平光滑軌道，CD段是光滑斜面軌道，BC和CD間用一小段光滑圓弧連接有編號為1、2、3、4完全相同的4個小球(小球不能視為質(zhì)點，其半徑rR)，緊挨在一起從圓軌道上某處由靜止釋放，經(jīng)BC到CD上，忽略一切阻力，則下列說法正確的是()A4個小球在整個運動過程中始終不分離B在AB上運動時，2號球?qū)?號球不做功C在CD上運動時，2號球?qū)?號球做正功D4號球在CD上運動的最大高度與1號球初始位置等高5固定在水平地面上的光滑斜面傾角為，斜面底端

15、固定一個與斜面垂直的擋板，一木板A被放在斜面上，其下端離地面高為H，上端放著一個小物塊B，如圖所示木板和物塊的質(zhì)量均為m，相互間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力kmgsin(k1)，把它們由靜止釋放，木板與擋板發(fā)生碰撞時，時間極短，無動能損失，而物塊不會與擋板發(fā)生碰撞求：(1)木板第一次與擋板碰撞彈回沿斜面上升過程中，物塊B的加速度；(2)從釋放木板到木板與擋板第二次碰撞的瞬間，木板運動的路程s；(3)從釋放木板到木板和物塊都靜止，木板和物塊系統(tǒng)損失的機械能6如圖所示，質(zhì)量m60 kg參加“挑戰(zhàn)極限”的業(yè)余選手，要越過寬度為s2.5 m的水溝，躍上高為H2.0 m的平臺，采用的方法是：人手握一根長為

16、L3.25 m的輕質(zhì)彈性桿的一端，從A點由靜止開始勻加速助跑，至B點時，桿的另一端抵在O點的阻擋物上，接著桿發(fā)生形變、同時腳蹬地，人被彈起，離地時重心高h0.8 m，到達最高點時桿處于豎直，人的重心在桿的頂端運動過程中空氣阻力可忽略不計(取g10 m/s2)(1)第一次試跳，人恰能到達最高點，則人在B點離開地面時的速度v1是多少？(2)第二次試跳，人在最高點放開桿水平飛出后，恰好趴落到平臺邊緣，則人在最高點飛出時速度v2至少多大？(3)設(shè)在第二次試跳中，人跑到B點時速度大小為vB8 m/s，求人在B點蹬地彈起瞬間，至少應(yīng)做多少功？ 7大風(fēng)可能給人們的生產(chǎn)和生活帶來一些危害，同時風(fēng)能也是可以開發(fā)利用的清潔能源(1)據(jù)北京市氣象臺監(jiān)測顯示，2012年3月23日北京刮起了今年以來最大的風(fēng)，其短時風(fēng)力達到近十級在海淀區(qū)某公路旁停放的一輛小轎車被大風(fēng)吹倒的數(shù)字信息亭砸中，如圖所示已知該信息亭形狀為長方體，其高度為h，底面是邊長為l的正方形，信息亭所受的重力為G，重心位于其幾何中心求大風(fēng)吹倒信息亭的過程中，至少需要對信息亭做多少功；若已知空氣密度為，大風(fēng)的風(fēng)速大小恒為v，方向垂直于正常直立的信息亭的豎直表面，大風(fēng)中運動的空氣與信息亭表面作用后速度變?yōu)榱闱笮畔⑼ふ?/p>