（追踪命题轨迹）高考物理二轮复习 要点讲与练 机械能守恒定律（含详解）.doc

（追踪命题轨迹）2014届高考物理二轮复习 要点讲与练 机械能守恒定律（含详解） 机械能守恒定律是高考的必考内容，考题多为选择题。考查的知识重点是：动能定理、机械能守恒和功能关系在直线运动、曲线运动的应用。重点考查理解能力、分析能力、应用数学知识解决物理问题的能力。一、功和功率、功能关系典型例题1（2013年山东理综卷）如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为m、m（mm）的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（ ）a两滑块组成系统的机械能守恒b重力对m做的功等于m动能的增加c轻绳对m做的功等于轻绳对m做的功d两滑块组成系统的机械能损失等于m克服摩擦力做的功变式训练1(2012天津理综卷）如图甲所示，静止在水平地面的物块a，收到水平向右的拉力f作用，f与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，则（ ）a0t1时间内f的功率逐渐增大 bt2时刻物块a的速度最大ct2时刻后物块a做反向运动 dt3时刻物块a的动能最大二、动能定理典型例题2如图所示，斜面倾角为，长为l，ab段光滑，bc段粗糙，且bc=2 ab。木块从斜面顶端无初速下滑，到达底端c时速度刚好减小到零。求：（1）物体在b点的速度大小，（2）物体在ab、bc段运动的时间之比tab：tbc，（3）物体和斜面bc段间的动摩擦因数。变式训练2将小球以初速度v0竖直上抛，在不计空气阻力的理想状况下，小球将上升到某一最大高度。由于有空气阻力，小球实际上升的最大高度只有该理想高度的80%。设空气阻力大小恒定，求小球落回抛出点时的速度大小v。典型例题3（2013年北京理综卷） 蹦床比赛分成预备运动和比赛动作。最初，运动员静止站在蹦床上在预备运动阶段，他经过若干次蹦跳，逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度；此后，进入比赛动作阶段。把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小f=kx (x为床面下沉的距离，k为常量)。质量m=50kg的运动员静止站在蹦床上，床面下沉x0=0.10m；在预备运动中，假定运动员所做的总共w全部用于其机械能；在比赛动作中，把该运动员视作质点，其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为t=2.0s，设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为xl。取重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力的影响。（1）求常量k，并在图中画出弹力f随x变化的示意图；（2）求在比赛动作中，运动员离开床面后上升的最大高度hm；（3）借助f-x 图像可以确定弹性做功的规律，在此基础上，求 x1 和w的值。三、机械能守恒定律典型例题4(2013年全国大纲卷)如图，一固定斜面倾角为30，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度，沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小g。若物块上升的最大高度为h，则此过程中，物块的（ ）a合外力做的功为2mgh b减少的动能为mgh c损失的机械能为2mgh d损失的机械能为mgh变式训练3（2013甘肃省兰州市一模）跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设质量为m的运动员刚入水时的速度为v，水对他的阻力大小恒为f，那么在他减速下降深度为h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度）（ ）a他的动能减少了mgh+fh b他的重力势能减小了mgh-mv2 c他的机械能减少了fh d他的机械能减少了mgh典型例题5（2013北京市海淀区质检）如图所示，是游乐场翻滚过山车示意图，斜面轨道ac、弯曲、水平轨道cde和半径r=7.5m的竖直圆形轨道平滑连接。质量m=100kg的小车，从距水平面h=20m高处的a点静止释放，通过最低点c后沿圆形轨道运动一周后进入弯曲、水平轨道cde。重力加速度g=10m/s2，不计摩擦力和阻力。求：（1）若小车从a点静止释放到达圆形轨道最低点c时的速度大小，（2）小车在圆形轨道最高点b时轨道对小车的作用力，（3）为使小车通过圆形轨道的b点，相对于c点的水平面小车下落高度的范围。典型例题6(2013北京市海淀模拟)如图所示，粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成的s形轨道。光滑半圆轨道半径为r，两个光滑半圆轨道连接处cd之间留有很小空隙，刚好能够使小球通过，cd之间距离可忽略，粗糙弧形轨道最高点a与水平面上b点之间的高度为h。从a点静止释放一个可视为质点的小球，小球沿s形轨道运动后从e点水平飞出，落到水平地面上，落点到与e点在同一竖直线上b点的距离为x。已知小球质量m，不计空气阻力。求：(1)小球从e点水平飞出时的速度大小，(2)小球运动到半圆轨道的b点时对轨道的压力， (3)小球从a至e运动过程中克服摩擦阻力做的功。变式训练4（2013年5月天津市检测卷）如图所示，abcd为固定在竖直平面内的轨道，其中abc为光滑半圆形轨道，半径为r，cd为水平粗糙轨道。一质量为m的小滑块（可视为质点）从圆轨道中点b由静止释放，滑至m点恰好静止，cm间距为4r。已知重力加速度为g。（1）求小滑块与水平面间的动摩擦因数，（2）求小滑块到达c点时，小滑块对圆轨道压力的大小。四、体验成功目标训练1（2012广东）如图是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部b处安装一个压力传感器，其示数n表示该处所受压力的大小，某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑通过b点。下列表述正确的有（ ）an小于滑块重力 bn等于滑块重力cn越大表明h越大 dn越大表明h越小目标训练2（2013福建省泉州市质检）如图所示，水平地面上有一块质量m=1.6kg，上表面光滑且足够长的木板，受到大小f=10n、与水平方向成37角的拉力作用，木板恰好能以速度v0=8m/s 水平向右匀速运动。现有很多个质量均为m=0.5kg的小铁块，某时刻在木板最右端无初速地放上第一个小铁块，此后每当木板运动l=1m时，就在木板最右端无初速地再放上一个小铁块。取g=10m/s，cos37=0.8，sin37=0.6，求：(1)木板与地面间的动摩擦因数， (2)第一个小铁块放上后，木板运动l时速度的大小v1。追踪命题轨迹物理复习要点 (6) 机械能守恒定律答案典型例题1d 典型例题2（1）对木块在ab段由动能定理：，（2）,（3）对木块在下滑全过程中用动能定理： ，典型例题3【答案】（1）床面下沉m时，运动员受力平衡， 有，得n/m，f-x图线如图所示（2）运动员从x=0处离开床面，开始腾空，由运动的对称性知其上升、下落的时间相等，得5.0m（3）参照由速度时间图线求位移的方法可知f-x图线下的面积等于弹力做的功，从x处到x=0处，弹力做的功，运动员从处上升到最大高度的过程，动能定理得，得=1.1m预备过程由功和能关系有，解得w=2525j 典型例题4d典型例题5（1）小车下滑过程机械能守恒： （2）小车在圆形轨道最高点b点：， ，（3）在圆形轨道最高点b恰好不脱离轨道：，典型例题6解：（1）小球从e点平抛：，（2）小球从b点到e点由动能定理：， 小球在b点：，得：，方向竖直向下（3）小球沿s形轨道运动由动能定理：，得：变式训练1d 2解析：有阻力和无阻力两