优化方案高三物理二轮复习 第一部分 专题二 功与能 第3讲 动力学和功能观点的应用课时演练知能提升.doc

第3讲动力学和功能观点的应用一、选择题1(2015安徽合肥一模)如图所示，一个质量为m的小铁块沿半径为r的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆轨道最低点时，轨道所受压力为铁块重力的1.5倍，则此过程中铁块损失的机械能为(重力加速度为g)()amgr bmgrcmgr dmgr解析：选d铁块在最低点，支持力与重力合力等于向心力，即1.5mgmgm，即铁块动能ekmv2mgr，初动能为零，故动能增加mgr，铁块重力势能减少mgr，所以机械能损失mgr，d项正确2.(多选)(2015黄冈一模)如图所示，物体以100 j的初动能从斜面的底端向上运动，斜面足够长当它通过斜面上的m点时，其动能减少80 j，机械能减少32 j如果物体能从斜面上返回底端，则()a物体在斜面上运动时，机械能守恒b物体在向上运动时，机械能减少100 jc物体上升到m还能上升的距离为到达m点前的d物体返回a点时动能为20 j解析：选cd由题意，摩擦力始终做负功，机械能不守恒，选项a错误；物体向上运动到最高点时，重力势能不为零，机械能减少量小于100 j，选项b错误；根据题意，当它通过斜面上的m点时，其动能减少80 j，机械能减少32 j，说明克服摩擦力做功32 j，从m点上升到最高点的过程中，动能减少20 j，需要克服摩擦力做功8 j，整个上升过程，共克服摩擦力做功40 j，机械能减少了40 j，物体上升到m还能上升的距离为到达m点前的，选项c正确；物体返回a点的过程中，损失的机械能也是40 j，物体返回a点时动能为20 j，选项d正确3. (多选)(2015河北保定元月调研)如图所示，内壁光滑半径大小为r的圆轨道竖直固定在桌面上，一个质量为m的小球静止在轨道底部a点现用小锤沿水平方向快速击打小球，击打后迅速移开，使小球沿轨道在竖直面内运动当小球回到a点时，再次用小锤沿运动方向击打小球，通过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，在第一次击打过程中小锤对小球做功w1，第二次击打过程中小锤对小球做功w2.设先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，则w1/w2的值可能是()a1/2 b2/3c3/4 d1解析：选ab第一次击打小球时小球最高运动到过o点与水平地面平行的直径的两端位置，小锤对小球做功w1mgr，第二次击打小球，小球恰好做圆周运动，此时小球在最高点速度v，与小球在最高点对应最低点的速度为va，根据机械能守恒定律可得mg2rmv2mv，第二次击打小球，小锤对小球做的功w2mvmgrmgr，则先后两次击打，小锤对小球做功的最大值为，故选项a、b正确，c、d错误4在工厂中常用如图所示水平传送带传送工件，可大大提高工作效率，传送带以恒定的速度v2 m/s运行，质量为m0.5 kg的工件以v01 m/s 的初速度从位置a滑上传送带，工件与传送带之间的动摩擦因数0.2，每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时，后一个工件立即滑上传送带，取g10 m/s2，则下列说法中正确的是()a工件经0.5 s停止相对滑动b正常运行时传送带上相邻工件相距0.5 mc摩擦力对每个工件做正功为1 jd每个工件与传送带间因摩擦产生的内能为0.75 j解析：选a工件进入水平传送带先匀加速运动后匀速运动，加速度大小为ag2 m/s2，加速时间为t0.5 s，a对；正常运行时相邻两工件间的距离为dvt1 m，b错；由动能定理知摩擦力对每个工件做正功为wfmv2mv0.75 j，c错；在t0.5 s内，工件对地位移为x1t0.75 m，传送带对地位移为x2vt1 m，所以每个工件与传送带间因摩擦产生的内能为qff(x2x1)0.25 j，d错5如图所示，斜面倾角为37，物体1放在斜面紧靠挡板处，物体1和斜面间的动摩擦因数为0.5，一根很长的不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质小定滑轮，绳一端固定在物体1上、另一端固定在物体2上，斜面上方的轻绳与斜面平行，物体2下端固定一长度为h的轻绳，轻绳下端拴在物体3上，物体1、2、3的质量之比为415，开始时用手托住物体3，物体3到地面的高度为h，此时各段轻绳刚好拉紧已知物体触地后立即停止运动、不再反弹，重力加速度为g10 m/s2，小物体3从静止突然放手后物体1沿斜面上滑的最大距离为()a3h bhc2h dh解析：选d从开始放手到3触地(设触地时3的速度为v1)的过程中，对1、2和3应用功能关系有6mgh(4mgsin 4mgcos )h(10m)v，之后3停止运动，设物体2继续向下运动距离s后速度减小为0，对1和2应用功能关系有mgs(4mgsin 4mgcos )s0(5m)v，得sh，则1沿斜面上滑的最大距离为lhsh.6(多选)(2015河北省五个一名校联盟)如图，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力f将小球向下压至某位置静止现撤去f，使小球沿竖直方向运动，在小球由静止释放到刚离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为w1和w2，小球离开弹簧时的速度为v，不计空气阻力，则上述过程中()a小球的重力势能增加w1b小球的电势能减少w2c小球的机械能增加w1mv2d小球与弹簧组成的系统机械能守恒解析：选ab根据重力做功与重力势能变化的关系可知，w1egp，所以重力势能增加量egpw1，a项正确；根据电场力做功与电势能的变化关系可知，电势能减少量eepw2，b项正确；由题可知，小球动能增加量为mv2，重力势能增加量为w1，故机械能增加量为w1mv2，c项错误；整个过程中，电场力对小球做功，故系统机械能不守恒，d项错误7.(2015江西十校二模)将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿斜面下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均相同在这三个过程中，下列说法不正确的是()a沿着1和2下滑到底端时，物块的速率不同，沿着2和3下滑到底端时，物块的速率相同b沿着1下滑到底端时，物块的速率最大c物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的d物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的解析：选a设1、2、3木板与地面的夹角分别为1、2、3，木板长分别为l1、l2、l3，当物块沿木板1下滑时，由动能定理有mgh1mgl1cos 1mv0，当物块沿木板2下滑时，由动能定理有mgh2mgl2cos 2mv0，又h1h2，l1cos 1l2cos 2，可得v1v2；当物块沿木板3下滑时，由动能定理有mgh3mgl3cos 3mv0，又h2h3，l2cos 2v3，故a错，b对三个过程中产生的热量分别为q1mgl1cos 1，q2mgl2cos 2，q3mgl3cos 3，则q1q2q3，故c、d对二、计算题8.(2015郑州三模)特种兵过山谷的一种方法可简化为如图所示的模型：将一根长为2d、不可伸长的细绳的两端固定在相距为d的a、b两等高处，细绳上有小滑轮p，战士们相互配合，可沿着细绳滑到对面开始时，战士甲拉住滑轮，质量为m的战士乙吊在滑轮上，处于静止状态，ap竖直(不计滑轮与绳的质量，不计滑轮的大小及摩擦，重力加速度为g)(1)若甲对滑轮的拉力沿水平方向，求此拉力的大小；(2)若甲将滑轮由静止释放，求乙在滑动中速度的最大值(结果可带根号)解析：(1)设bp与竖直方向的夹角为，由几何关系2d联立三角函数关系解得：sin 0.8，cos 0.6，tan 如图所示，对滑轮受力分析由平衡条件得：mgft1ft2cos ，fft2sin ；又ft1ft2，解得f.(2)设ap的长度为l，则：l0.75d乙在最低点时有最大速度v，设此时乙距ab的高度为h.则h2d2由机械能守恒定律得：mg(hl)mv2得v.答案：(1)(2) 9(2015昆明三中、玉溪一中联考)如图所示，半径r0.5 m的光滑圆弧面cdm分别与光滑斜面体abc和斜面mn相切于c、m点，斜面倾角分别如图所示o为圆弧圆心，d为圆弧最低点，c、m在同一水平高度斜面体abc固定在地面上，顶端b安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)分别连接小物块p、q(两边细绳分别与对应斜面平行)，并保持p、q两物块静止若pc间距为l10.25 m，斜面mn足够长，物块p质量m13 kg，与mn间的动摩擦因数，重力加速度g10 m/s2.求：(sin 370.6，cos 370.8)(1)小物块q的质量m2；(2)烧断细绳后，物块p第一次到达d点时对轨道的压力大小；(3)物块p在mn斜面上滑行的总路程解析：(1)根据平衡条件，满足：m1gsin 53m2gsin 37可得m24 kg.(2)p到d过程由动能定理得m1ghm1v由几何关系hl1sin 53r(1cos 53)运动到d点时，根据牛顿第二定律：fdm1gm1解得fd78 n由牛顿第三定律得，物块p对轨道的压力大小为78 n.(3)分析可知最终物块在cdm之间往复运动，c点和m点速度为零对全过程由动能定理得：m1gl1sin 53m1gcos 53x总0解得x总1 m答案：(1)4 kg(2)78 n(3)1 m10(2015龙岩5月联考)如图甲所示，一个质量为m的木板静止在光滑的水平桌面上，用劲度系数为k的轻弹簧将木板连在竖直墙上，开始时弹簧处于原长一质量为m的物块(可视为质点)从木板左端以初速度v0滑上长木板，最终恰好停在长木板的右端通过传感器、数据采集器、计算机绘制了物块和木板的vt图象，如图乙所示，其中a为物块的vt图线，b为木板的vt图线且为正弦函数图线根据图中所给信息，求：乙(1)物块与木板间的动摩擦因数；(2)从开始到t系统产生的热量q；(3)若物块从木板左端以更大的初速度v1滑上长木板，则初速度v1取何值时，才能让木板与弹簧组成的系统最终获得最大的机械能解析：(1)由图象可知物块做匀减速运动，tt时停止所以a根据牛顿第二定律，有mgma代入数据，得.(2)当t时木板速度达