《2019年高中物理章末小结与测评第七章机械能守恒定律讲义含解析新人教版必修220190531288.wps》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高中物理章末小结与测评第七章机械能守恒定律讲义含解析新人教版必修220190531288.wps（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、机械能守恒定律 高考真题体验 1(2016全国甲卷)小球 P 和 Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P 球的质量大于 Q 球的质量，悬挂 P 球的绳比悬挂 Q 球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。 将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点，( ) AP 球的速度一定大于 Q 球的速度 BP 球的动能一定小于 Q 球的动能 CP 球所受绳的拉力一定大于 Q 球所受绳的拉力 DP 球的向心加速度一定小于 Q 球的向心加速度 解析：选 C 两球由静止释放到运动到轨迹最低点的过程中只有重力做功，机械能守恒， 1 取轨迹的最低点为零势能点，则 由机械能守恒定律得 mgL mv2，v ，因
2、LPLQ，则 vP 2gL 2 vQ，又 mPmQ，则两球的动能无法比较，选项 A、B 错误；在最低点绳的拉力为 F，则 Fmg v2 Fmg m ，则 F3mg，因 mPmQ，则 FPFQ，选项 C 正确；向心加速度 a 2g，选项 D 错误。 L m 2多选(2016浙江高考)如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为 h，与水 平面倾角分别为 45和 37的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为 。质量为 m 的 载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端 (不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin 370.6，cos 370.8)。则(
3、) 6 A动摩擦因数 7 B载人滑草车最大速度为 2gh 7 C载人滑草车克服摩擦力做功为 mgh 3 D载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为 g 5 h h 解析：选 AB 由题意知，上、下两段斜坡的长分别为 s1 、s2 sin 45 sin 37 由动能定理(或功能关系)知： 2mghmgs1cos 45mgs2cos 370 6 解得动摩擦因 数 ，选项 A 正确； 7 载人滑草车在上下两段的加速度分别为 2 3 a1g(sin 45cos 45) g，a2g(sin 37cos 37) g，则在下落 h 14 35 时的速度最大，由动能定理知： 1 mghmg s1cos 45 mv
4、2 2 1 2gh 解得 v ，选项 B 正确，D 错误； 7 载人滑草车克服摩擦力做的功与重力做功相等，即 W2mgh，选项 C 错误。 3.(2016四川高考)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式 “滑雪空中技巧比赛中沿 助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功 1 900 J，他 克服阻力做功 100 J。韩晓鹏在此过程中( ) A动能增加了 1 900 J B动能增加了 2 000 J C重力势能减小了 1 900 J D重力势能减小了 2 000 J 解析：选C 根据动能定理得韩晓鹏动能的变化EWGWf1 900 J100 J1 800 J0， 故其动
5、能增加了 1 800 J，选项 A、B 错误；根据重力做功与重力势能变化的关系 WGEp， 所以 EpWG1 900 J0，故韩晓鹏的重力势能减小了 1 900 J，选项 C 正确，选项 D 错 误。 4(2015全国卷 )如图，一半径为 R，粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置， 直径 POQ 水平。一质量为 m 的质点自 P 点上方高度 R 处由静止开始下落，恰好从 P 点进入轨道。 质点滑到轨道最低点 N 时，对轨道的压力为 4mg，g 为重力加速度的大小。用 W 表示质点从 P 点运动到 N 点的过程中克服摩擦力所做的功。则( ) 1 AW mgR，质点恰好可以到达 Q 点 2 1
6、 BW mgR，质点不能到达 Q 点 2 1 CW mgR，质点到达 Q 点后，继续上升一段距离 2 1 DW0，所以质点能够到达 Q 点，并且还能继续上升一段距离，故选项 C 正确。 2 5多选(2015全国卷 )如图，滑块 a、b 的质量均为 m，a 套在固定竖直杆上，与光 滑水平地面相距 h，b 放在地面上，a、b 通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩 擦，a、b 可视为质点，重力加速度大小为 g，则( ) 2 Aa 落地前，轻杆对 b 一直做正功 Ba 落地时速度大小为 2gh Ca 下落过程中，其加速度大小始终不大于 g Da 落地前，当 a 的机械能最小时，b 对地面的压
7、力大小为 mg 解析：选 BD 选 b 滑块为研究对象，b 滑块的初速度为零，当 a 滑块落地时，a 滑块没有 在水平方向上的分速度，所以 b 滑块的末速度也为零，由此可得 b 滑块速度是先增大再减小， 当 b 滑块速度减小时，轻杆对 b 做负功，A 项错误；当 a 滑块落地时，b 滑块的速度为零，由 1 机械能守恒定律 mgh mv2，可得 a 落地时速度大小为 ，B 项正确；当 b 滑块速度减小时， 2 轻杆对 a、b 都表现为拉力，拉力在竖直方向上有分力与 a 的重力合成，其加速度大小大于 g，C 项错误；a 的机械能先减小再增大，当 a 的机械能最小时，轻杆对 a、b 的作用力均为零，
8、故此 时 b 对地面的压力大小为 mg，D 项正确。 6(2015浙江高考)如图所示，用一块长 L11.0 m 的木板在墙和桌面间架设斜面，桌子 高 H0.8 m，长 L21.5 m。斜面与水平桌面的倾角 可在 060 间调节后固定。将质量 m 0.2 kg 的小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数 10.05，物块与桌面 间的动摩擦因数为 2，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失。(重力加速度取 g10 m/s2；最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (1)求 角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；(用正切值表示) (2)当 角增大到 37 时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩
9、擦因数 2； (已知 sin 370.6，cos 370.8) (3)继续增大 角，发现 53 时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离 xm。 解析： (1)为使小物块下滑，则 mgsin 1mgcos 满足的条件 tan 0.05 (2)克服摩擦力做功 Wf1mgL1cos 2mg(L2L1cos ) 由动能定理得 mgL1sin Wf0 代入数据得 20.8 (3)由动能定理得 1 mgL1sin Wf mv2 2 代入数据得 v1 m/s 1 由 平抛运动规律得 H gt2 2 t0.4 s x1vt 3 x10.4 m xmx1L21.9 m 答案：(1)tan 0.05 (2)0
10、.8 (3)1.9 m 7(2016全国甲卷)轻质弹簧原长为 2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量 为 5m 的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为 l。现将该弹簧水平放置，一 端固定在 A 点，另一端与物块 P 接触但不连接。AB 是长度为 5l 的水平轨道，B 端与半径为 l 的光滑半圆轨道 BCD 相切，半圆的直径 BD 竖直，如图所示。物块 P 与 AB 间的动摩擦因数 0.5。用外力推动物块 P，将弹簧压缩至长度 l，然后放开，P 开始沿轨道运动。重力加速度大 小为 g。 (1)若 P 的质量为 m，求 P 到达 B 点时速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到 A
11、B 上的位 置与 B 点之间的距离； (2)若 P 能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求 P 的质量的取值范围。 解析：(1)依题意，当弹簧竖直放置，长度被压缩至 l 时，质量为 5m 的物体的动能为零， 其重力势能转化为弹簧的弹性势能。由机械能守恒定律，弹簧长度为 l 时的弹性势能为 Ep5mgl 设 P 的质量为 M，到达 B 点时的速度大小为 vB，由能量守恒定律得 1 Ep Mv2BMg4l 2 联立式，取 Mm 并代入题给数据得 vB 6gl 若 P 能沿圆轨道运动到 D 点，其到达 D 点时的向心力不能小于重力，即 P 此时的速度大小 v 应满足 mv2 mg0 l 设 P 滑到
12、D 点时的速度为 vD，由机械能守恒定律得 1 1 mv mv mg2l 2B 2D 2 2 联立式得 vD 2gl vD 满足式要求，故 P 能运动到 D 点，并从 D 点以速度 vD 水平射出。设 P 落回到轨道 AB 所需的时间为 t，由运动学公式得 1 2l gt2 2 P 落回到 AB 上的位置与 B 点之间的距离为 svDt 联立式得 s2 2l。 (2)为使 P 能滑上圆轨道，它到达 B 点时的速度不能小于零。由式可知 5mglMg4l 要使 P 仍能沿圆轨道滑回，P 在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点 C。由机械能 守恒定律有 4 1 Mv2BMgl 2 联立式得 5 5 mM m。 3 2 答案：(1) 6gl 2 2l 5 5 (2) mM m 3 2 5 6