高三物理第二輪知識梳理復(fù)習(xí)題23

專題四功能關(guān)系知識梳理一、功和功率1、功（1）恒力的功：W=Fscosθ（2）變力的功W=Pt2、功率：=Fvcosθ（1）當(dāng)v為即時速度時，對應(yīng)的P為即時功率；（2）當(dāng)v為平均速度時，對應(yīng)的P為平均功率二、動能定理1、定義：合外力所做的總功等于物體動能的變化量.2、表達(dá)式：三、機(jī)械能守恒定律1、條件：（1）對單個物體，只有重力或彈力做功．（2）對某一系統(tǒng),物體間只有動能和重力勢能及彈性勢能相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機(jī)械能的傳遞,機(jī)械能也沒有轉(zhuǎn)變成其它形式的能(如沒有內(nèi)能產(chǎn)生)，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．2、表達(dá)式四、能量守恒定律專題測試一、選擇題(每小題4分，共44分)圖11.用水平力F拉一物體，使物體在水平地面上由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，t1時刻撤去拉力F，物體做勻減速直線運(yùn)動，到t2時刻停止，其速度—時間圖象如圖1所示，且α>β，若拉力F做的功為W1，平均功率為P1；物體克服摩擦阻力Ff做的功為W2，平均功率為P2，則下列選項(xiàng)正確的是 ()圖1A．W1>W2；F＝2Ff B．W1＝W2；F>2FfC．P1>P2；F>2Ff D．P1＝P2；F＝2Ff圖22.如圖2所示，滑塊A、B的質(zhì)量均為m，A套在固定豎直桿上，A、B通過轉(zhuǎn)軸用長度為L的剛性輕桿連接，B放在水平面上并靠著豎直桿，A、B均靜止．由于微小的擾動，B開始沿水平面向右運(yùn)動．不計一切摩擦，滑塊A、B視為質(zhì)點(diǎn)．在A下滑的過程中，下列說法中正確的是() 圖2A．A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．在A落地之前輕桿對B一直做正功C．A運(yùn)動到最低點(diǎn)時的速度的大小為eq\r(2gL)D．當(dāng)A的機(jī)械能最小時，B對水平面的壓力大小為2mg圖33.如圖3所示，足夠長的傳送帶以恒定速率沿順時針方向運(yùn)轉(zhuǎn)．現(xiàn)將一個物體輕輕放在傳送帶底端，物體第一階段被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段勻速運(yùn)動到傳送帶頂端．則下列說法中正確的是 ()圖3A．第一階段和第二階段摩擦力對物體都做正功B．第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加量C．第二階段摩擦力對物體做的功等于第二階段物體機(jī)械能的增加量D．兩個階段摩擦力對物體所做的功等于物體機(jī)械能的減少量圖44.如圖4所示，均勻帶正電的圓環(huán)水平放置，AB為過圓心O的豎直軸線．一帶正電的微粒(可視為點(diǎn)電荷)，從圓心O正上方某處由靜止釋放向下運(yùn)動，不計空氣阻力．在運(yùn)動的整個過程中，下列說法中正確的是()圖4A．帶電微粒的加速度可能一直增大B．帶電微粒的電勢能可能一直減小C．帶電微粒的動能可能一直增大D．帶電微粒的運(yùn)動軌跡可能關(guān)于O點(diǎn)對稱5.如圖5所示為測定運(yùn)動員體能的裝置，輕繩拴在腰間沿水平線跨過定滑輪(不計滑輪的質(zhì)量與摩擦)，輕繩的另一端懸重為G的物體．設(shè)人的重心相對地面不動，人用力向后蹬傳送帶，使水平傳送帶以速率v逆時針轉(zhuǎn)動．則()圖5A．人對重物做功，功率為Gv圖5B．人對傳送帶的摩擦力大小等于G，方向水平向左C．在時間t內(nèi)人對傳送帶做功消耗的能量為GvtD．若增大傳送帶的速度，人對傳送帶做功的功率不變圖66.如圖6所示，有一光滑的半徑可變的eq\f(1,4)圓形軌道處于豎直平面內(nèi)，圓心O點(diǎn)離地高度為H.現(xiàn)調(diào)節(jié)軌道半徑，讓一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球a從與O點(diǎn)等高的軌道最高點(diǎn)由靜止沿軌道下落，使小球離開軌道后運(yùn)動的水平位移S最大，則小球脫離軌道最低點(diǎn)時的速度大小應(yīng)為()圖6A.eq\r(gH) B.eq\r(\f(gH,3))C.eq\r(\f(2gH,3)) D.eq\r(\f(4gH,3))7.一輛質(zhì)量為m的卡車在平直的公路上，以初速度v0開始加速行駛，經(jīng)過一段時間t，卡車前進(jìn)的距離為s時，恰好達(dá)到最大速度vm.在這段時間內(nèi)，卡車發(fā)動機(jī)的輸出功率恒為P，卡車運(yùn)動中受到的阻力大小恒為F，則這段時間內(nèi)發(fā)動機(jī)對卡車做的功為()A．Pt B．FsC．Fvmt D.eq\f(1,2)mvm2＋Fs－eq\f(1,2)mv028.如圖7所示，處于真空中的勻強(qiáng)電場與水平方向成15°角，AB直線與勻強(qiáng)電場E垂直，在A點(diǎn)以大小為v0的初速度水平拋出一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球，經(jīng)時間t，小球下落一段距離過C點(diǎn)(圖中未畫出)時速度大小仍為v0，在小球由A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是 ()圖7A．電場力對小球做功為零圖7B．小球的電勢能減小C．小球的電勢能增量大于mg2t2/2D．C可能位于AB直線的左側(cè)圖89.如圖8所示，一形狀為拋物線的光滑曲面軌道置于豎直平面內(nèi)，軌道的下半部處在一個垂直紙面向外的磁場中，磁場的上邊界是y＝a的直線(圖中虛線所示)，一個小金屬環(huán)從拋物線上y＝b(b>a)處以速度v沿拋物線下滑．假設(shè)拋物線足夠長，且不計空氣阻力，則金屬環(huán)沿拋物線運(yùn)動的整個過程中損失的機(jī)械能的總量ΔE為 ()圖8A．若磁場為勻強(qiáng)磁場，ΔE＝mg(b－a)＋eq\f(1,2)mv2B．若磁場為勻強(qiáng)磁場，ΔE＝mg(b－a)C．若磁場為非勻強(qiáng)磁場，ΔE＝eq\f(1,2)mv2D．若磁場為非勻強(qiáng)磁場，ΔE＝mgb＋eq\f(1,2)mv2圖910.如圖9所示，一粗糙的平行金屬軌道平面與水平面成θ角，兩軌道上端用一電阻R相連，該裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上．質(zhì)量為m的金屬桿ab以初速度v0從軌道底端向上滑行，滑行到某高度h后又返回到底端．若運(yùn)動過程中金屬桿始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，軌道與金屬桿的電阻均忽略不計．則下列說法正確的是()圖9A．金屬桿ab上滑過程與下滑過程通過電阻R的電量一樣多B．金屬桿ab上滑過程中克服重力、安培力與摩擦力所做功之和等于eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)C．金屬桿ab上滑過程與下滑過程因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能不一定相等D．金屬桿ab在整個過程中損失的機(jī)械能等于裝置產(chǎn)生的熱量11.如圖10所示，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的水平圖10勻強(qiáng)磁場．在該區(qū)域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球．O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，bd沿水平方向．已知小球所受電場力與重力大小相等．現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放．下列判斷正確的是 ()圖10A．小球能越過與O等高的d點(diǎn)并繼續(xù)沿環(huán)向上運(yùn)動B．當(dāng)小球運(yùn)動到c點(diǎn)時，洛倫茲力最大C．小球從a點(diǎn)到b點(diǎn)，重力勢能減小，電勢能增大D．小球從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)，電勢能增大，動能先增大后減小二、實(shí)驗(yàn)題(12、13題各6分，共12分)12.(6分)“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖11所示，當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計時器所打的紙帶測出．圖11(1)(2分)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、__________(填測量工具)和________電源(填“交流”或“直流”)．(2)(2分)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動，當(dāng)小車的速度最大時，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是________．A．橡皮筋處于原長狀態(tài)B．橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)C．小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處D．小車已過兩個鐵釘?shù)倪B線(3)(2分)在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，如圖12所示．為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的________部分進(jìn)行測量(根據(jù)下面所示的紙帶回答，并用字母表示)．圖12圖1313.(6分)用如圖13所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．重錘由靜止開始落下，重錘上拖著的紙帶通過打點(diǎn)計時器打出一系列的點(diǎn)，對紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行測量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．圖13(1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個操作步驟：A．按照圖示裝置安裝好器材B．將打點(diǎn)計時器接到直流電源上C．先松開懸掛紙帶的夾子，后接通電源打出一條紙帶D．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能指出其中沒有必要進(jìn)行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E，將其選項(xiàng)對應(yīng)的字母填寫在下面的空行內(nèi)．________________________________________________________________________(2)利用這個裝置可以測量重錘下落的加速度的數(shù)值．如圖14所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續(xù)五個點(diǎn)A、B、C、D、E，測量出A點(diǎn)距打下的第一個點(diǎn)O距離為x0，點(diǎn)A、C間的距離為x1、點(diǎn)C、E間的距離為x2，使用交流電的頻率為f，則根據(jù)這些條件計算重錘下落的加速度的表達(dá)式為a＝________，打C點(diǎn)時重錘的速度v＝________.圖14三、解答題(14題11分，15題14分，16題18分，共44分)14.(上海卷第31題)．(12分)如圖，質(zhì)量的物體靜止于水平地面的A處，A、B間距L=20m。用大小為30N，沿水平方向的外力拉此物體，經(jīng)拉至B處。(已知，。取)(1)求物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)用大小為30N，與水平方向成37°的力斜向上拉此物體，使物體從A處由靜止開始運(yùn)動并能到達(dá)B處，求該力作用的最短時間t。15．（2011天津卷第10題）．（14分）如圖所示，圓管構(gòu)成的半圓形豎直軌道固定在水平地面上，軌道半徑為R，MN為直徑且與水平面垂直，直徑略小于圓管內(nèi)徑的小球A以某一初速度沖進(jìn)軌道，到達(dá)半圓軌道最高點(diǎn)M時與靜止于該處的質(zhì)量與A相同的小球B發(fā)生碰撞，碰后兩球粘在一起飛出軌道，落地點(diǎn)距N為2R。重力加速度為g，忽略圓管內(nèi)徑，空氣阻力及各處摩擦均不計，求：（1）粘合后的兩球從飛出軌道到落地的時間t；（2）小球A沖進(jìn)軌道時速度v的大小。16.（18分）如圖17所示，PABCD是固定在豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中PA是豎直軌道，ABCD是半徑為R的圓弧軌道，兩軌道在A點(diǎn)平滑連接．B、D分別為圓軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，B、D連線是豎直直徑，A、C連線是水平直徑，P、D在同一水平線上．質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球從軌道上P點(diǎn)靜止釋放，運(yùn)動過程中電荷量保持不變，重力加速度為g.(1)小球運(yùn)動到B點(diǎn)時，軌道對小球的作用力有多大？圖17(2)當(dāng)小球運(yùn)動到C點(diǎn)時，突然在整個空間中加上一個方向豎直向上的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E＝eq\f(mg,2q)，結(jié)果小球運(yùn)動點(diǎn)D后水平射出，經(jīng)過一段時間碰到了軌道的Q點(diǎn)，求Q點(diǎn)與P點(diǎn)間的距離s.圖17答案1．BC2．AC3．AC4．C5．BC6．A7．ACD8.C9．AD10．ABD11.D12．(1)(毫米)刻度尺、交流(各1分)(2)B(2分)(3)GI或GK(學(xué)生只要取勻速部分均為正確)(2分)13．(1)BC(2分)(2)eq\f((x2－x1)f2,4)eq\f((x1＋x2)f,4)(每空2分)14.(1)物體做勻加速運(yùn)動(1分)∴（1分）由牛頓第二定律（1分）(1分)∴(1分)(2)設(shè)作用的最短時間為，小車先以大小為的加速度勻加速秒，撤去外力后，以大小為，的加速度勻減速秒到達(dá)B處，速度恰為0，由牛頓定律(1分)(1分)（1分）由于勻加速階段的末速度即為勻減速階段的初速度，因此有（1分）∴（1分）（1分）∴（1分）（2）另解：設(shè)力作用的最短時間為t，相應(yīng)的位移為s，物體到達(dá)B處速度恰為0，由動能定理（2分）∴（1分）由牛頓定律（1分）∴（1分）∵（1分）