（江苏专版）2018版高考物理二轮复习 第一部分 专题六 机械能守恒定律 功能关系限时集训.doc

专题限时集训(六)机械能守恒定律功能关系(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小球恰好能通过轨道2的最高点b时，有mg，小球在轨道1上经过a处时，有fmg，根据机械能守恒，有16mgrmvmv，解得f4mg，c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aa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：fnmg；在最高点铁笼对车的支持力与重力的合力提供向心力，可能的情况是：fnmg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a正确由a的分析可知，摩托车在铁笼的最低点时处于超重状态，故b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c错误在最高点恰好由重力提供向心力，则有：mg，所以：v0 m/s57 m/s205 km/h70 km/h，所以摩托车的速度小于70 km/h，不一定会脱离铁笼，故d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物体开始在恒力作用下做匀加速运动，机械能增量为e(ff)h，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，物体接近地面时仍有一定的速度，所以选项c正确4(2017贵州三校三联)如图615所示，斜面固定在水平面上，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根据题述弹簧处于自然长度时物块位于o点，可知物块所受摩擦力等于重力沿斜面的分力将物块从o点拉至a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a、o之间某一位置时，物块的动能最大，选项a错误物块动能最大的位置与ao的距离无关，选项b正确由功能关系可知，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加上克服摩擦力做功产生的热量，选项c错误物块从o向b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d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oa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小球能通过b点，在b点速度v满足mgmgm，解得v ，从p到b过程，重力做功等于重力势能减小量为mgr，动能增加量为mv2mgr，合力做功等于动能增加量mgr，机械能减少量为mgrmgrmgr，克服摩擦力做功等于机械能的减少量mgr，故只有b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d物块a经过c点时的速度大小为acd物块a由p点出发第一次到达c点过程中，绳子拉力对a做正功，动能不断增大，速度不断增大，选项a正确；物块a到达c时，b到达最低点，速度为零，b下降过程中只受重力和绳子的拉力，根据动能定理可知，重力做功和拉力做功大小相等，选项b错误；由几何知识可知，h，由于ab组成的系统机械能守恒，由对称性可得物块a在杆上长为2h的范围内做往复运动，选项c正确；对系统由机械能守恒定律得mg(h)mv2得v，选项d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ad小球刚好能通过最高点c，表明小球在c点的速度为vc，根据机械能守恒定律有mvmg2rmvmgr，选项a正确；m与r同时增大，初动能ek0增大，选项d正确；从b到c机械能守恒，mg2rmvmv得vb，在b点，nmgm得n6mg，选项b错误；mvmg2rmv，v0，v0与m无关，选项c错误8(2017山东潍坊二模)如图619所示，甲、乙传送带倾斜于水平地面放置，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ac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间比乙大，选项a正确；物体在甲传送带上加速距离比在乙传送带上加速距离大，而末速度相同，由vat可知a甲a乙，由牛顿第二定律有mgcos mgsin ma，故甲乙，选项b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，传送带对物体做功相等，选项c正确；设传送带的高度为h，由摩擦生热qfs相对知，q甲f1s1f1(vt1t1)f1，q乙f2s2f2，根据牛顿第二定律得f1mgsin ma1m，f2mgsin ma2m，解得q甲mv2mgh，q乙mv2mg(hh)，故q甲q乙，选项d错误二、计算题(共2小题，32分)9(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：mg2rmvmv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