【2011广东理综】高三物理第二轮复习资料之专题三：功能关系与能量守恒.doc

2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 1 页 共 27 页 专题三专题三 功能关系及其应用功能关系及其应用 功和能是物理学中两个很重要的物理量 从功和能的角度来分析和解决物理问题往往 显得非常简捷 学习物理必须加深对功能关系的理解 要善于从功和能这条主线来分析和 理解物理现象 考纲内容 内容要求说明 1 功和功率 重点是对做功和功率的理解 难点是能根据不同情形求功 2 动能和动能定理 重点是对动能定理的掌握 难点是能用动能定理解决动力学难以解决 或不能解决的力学问题 3 重力做功与重力势能 4 功能关系 5 机械能守恒定律及其应用 应深刻理解机械能守恒定律的条件及机械 能守恒的三种表达式 要点回顾要点回顾 1 1 功能关系 功能关系 1 功和能的区别 功不是能 功是过程量 能是状态量 功和能不能相互转化 2 功和能的联系 能量的转化必须通过做功才能实现 做功的过程是能量转化的过程 某种力做功往往 与某一具体的能量变化相联系 例如 重力做功 重力势能和动能相互转化 功是能量转化的量度 即某种力做了多少功 一定伴随多少相应能量发生了转化 2 能量既不会凭空消失 也不会凭空产生 它只能从一种形式 为其他形式 或者 从一个物体 到另一个物体 而在转化和转移的过程中 能量的总量 考点辨析 考点考点 1 几种常见的功能关系几种常见的功能关系 不同的力做功对应不同形式能的变化定量的关系 合外力的功动能变化 合外力对物体做功等于物体动能的增 量 22 2 1 2 1 初末合 mvmvW 重力的功重力势能变化 重力做正功 重力势能减少 重力做 负功 重力势能增加 末初pppG EEEW 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 2 页 共 27 页 弹簧弹力的功弹性势能变化 弹力做正功 弹性势能减少 弹力做 负功 弹性势能增加 末初弹ppp EEEW 只有重力 弹簧弹 力的功 动能和重力势能 弹性 势能 总量不变 即不 引起机械能变化 机械能守恒 0 E 0 pk EE 2211pkpk EEEE 除重力和弹力之外 的力做的功 机械能变化 除重力和弹力之外的力做多少正功 物体的机械能就增加多少 除重力和弹力之外的力做多少负功 物体的机械能就减少多少 EW 其 电场力的功电势能变化 电场力做正功 电势能减少 电场力 做负功 电势能增加 末初电ppp EEEW 分子力的功分子势能变化 分子力做正功 分子势能减少 分子 力做负功 分子势能增加 末初分子ppp EEEW 一对滑动摩擦力的 总功 内能变化 作用于系统的一对滑动摩擦力一定做 负功 系统内能增加 QLfWf 相对滑 安培力做功电能变化 电安培力 EW 考点考点 2 摩擦力做功的特点摩擦力做功的特点 比较 类别静摩擦力做功滑动摩擦力做功 能量转 化方面 在静摩擦力做功的过程中 只有机 械能从一个物体转移到另一个物体 静摩擦力做功起着传递机械能的 作用 而没有机械能转化为其他形 式的能量 相互摩擦的物体通过摩擦力做功 将部分机械能从一个物体转移到另一 个物体 部分机械能转化为内能 此部分 能量就是系统损失的机械能 不 同 点 一对摩 擦力做 功 一对静摩擦力做功的代数和为零 一对相互作用的滑动摩擦力做功的代 数和为负值 数值上等于摩擦力与相 对路程的乘积 W fs相对 使系统 机械能减小而转化为内能 相 同 点 正 负 功 不做功 两种摩擦力都可以做正功 负功 还可以不做功 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 3 页 共 27 页 考点考点 3 动能定理的应用动能定理的应用 1 对动能定理的理解对动能定理的理解 1 物体动能的变化对应着合力的功 而不是某一力的功或某几个力的功 一般情况下 我们并不去求合力 因为多数情况不能求 如含有变力 而是把这一过程各个力做的功 都表示出来 然后求代数和 2 因为动能定理中功和能均与参考系的选取有关 所以动能定理也与参考系的选取有关 中学物理中一般取地球为参考系 3 应用动能定理时 不用涉及过程中的细节 但不意味着可以不用细致分析过程 只有 分析清楚了物理情景 才能有针对性地对某一个过程应用动能定理 4 动能定理既适用于直线运动 也适用于曲线运动 既适用于恒力做功 也适用于变力 做功 只要求在作用过程中各力做功的多少和正负即可 5 若物体的运动过程包含几个不同的过程 应用动能定理可以考虑分段进行 也可以把 全程作为一个整体考虑 2 应用动能定理解题的基本思路应用动能定理解题的基本思路 1 选取研究对象 明确它的运动过程 2 分析研究对象的受力情况和各个力做功的情况 受哪些力 哪些力做功 做正功还是 负功 然后求各个外力做功的代数和 3 明确物体运动过程的起始状态的动能和终止状态的动能 4 列动能定理的方程及其它必要的解题方程 进行求解 22 2 1 2 1 初末合 mvmvW 考点考点 4 对机械能守恒定律和能量守恒定律的理解和应用对机械能守恒定律和能量守恒定律的理解和应用 1 对机械能是否守恒的判断对机械能是否守恒的判断 1 用做功来判断 当系统中只有重力或弹力做功时 虽受其它力作用 但其它力部做功 或所做功的代数和为零 则机械能守恒 2 用能量转化来判定 若系统中只有动能和势能的互相转化而无机械能与其他形式的能 的转化 则系统机械能守恒 3 对一些绳子突然绷紧 物体间碰撞等问题 机械能一般不守恒 除非题目中有特别说 明或暗示 2 对能量守恒定律的理解对能量守恒定律的理解 1 某种形式能量的减少 一定存在另外形式能量的增加 且减少量与增加量相等 2 某个物体能量的减少 一定存在别的物体能量的增加 且减少量与增加量相等 注意 能量的转化与守恒的观点是分析解决物理问题时最基本 最普遍的观点 解题中首 先分清有多少种能量在转化 然后列出减少的能量和增加的能量的等式求解 要注意多过 程中容易忽视的瞬间机械能的损失 解题思路解题思路 处理动力学问题的常用思路和方法有哪些 处理动力学问题的常用思路和方法有哪些 解决力学问题的方法有三种 一是牛顿定律 二是动量关系 三是能量关系 基本思 路是 1 研究某一时刻 或某一位置 的动力学问题应使用牛顿第二定律 研究某一个过程的 动力学问题 若物体受恒力作用 且又直接涉及物体运动过程中的加速度问题 应采用运 动学公式和牛顿第二定律求解 2 对于不涉及物体运动过程中的加速度而涉及运动时间的问题 特别对于打击一类 问题 因时间短且冲力随时间变化 则应用动量定理求解 3 对于不涉及物体运动过程中的加速度和时间问题无论是恒力做功还是变力做功 一般都利用动能定理求解 如果物体只有重力和弹力做功而又不涉及运动过程的加速度和 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 4 页 共 27 页 时间问题 则采用机械能守恒定律求解 4 对于碰撞 反冲一类的问题 应用动量守恒定律求解 对于相互作用的两物体 若明确两物体相对滑动的距离 应考虑选用能量守恒定律建立方程 其中要注意 应用动 量定理 动能定理 动量守恒定律等规律来解题时 物体的位移和速度都要相对同一个参 考系 一般都统一以地球为参考系 课堂练习 课堂练习 1 如图所示 质量 m 1kg 的木块静止在高 h 1 2m 的平台上 木块与平台间的动摩擦因数 0 2 用水平推力 F 20N 使木块产生位移 s1 3m 时撤去 木块又滑行 s2 1m 时飞出平台 求木块落地时速度的大小 2 如图所示 斜面足够长 其倾角为 质量为 m 的滑块 距挡板 P 为 S0 以初速度 V0沿 斜面上滑 滑块与斜面间的动摩擦因数为 滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力 分力 若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失 求滑块在斜面上经过的总路程为多少 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 5 页 共 27 页 3 如图所示 AB 与 CD 为两个对称斜面 其上部都足够长 下部分分别与一个光滑的圆弧面 的两端相切 圆弧圆心角为 1200 半径 R 2 0m 一个物体在离弧底 E 高度为 h 3 0m 处 以 初速度 V0 4m s 沿斜面运动 若物体与两斜面的动摩擦因数均为 0 02 则物体在两斜面 上 不包括圆弧部分 一共能走多少路程 g 10m s2 4 如图所示 质量 m 0 5kg 的小球从距地面高 H 5m 处自由下落 到达地面恰能沿凹陷于 地面的半圆形槽壁运动 半圆槽半径 R 0 4m 小球到达槽的最低点时速率为 10m s 并继 续沿槽壁运动直至从槽左端边缘飞出 竖直上升 下落后恰好又沿槽壁运动直到从槽右端 边缘飞出 竖直上升 落下 如此反复几次 求 1 小球第一次飞离槽上升的高度 2 小球最多能飞出槽外几次 g 10m s2 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 6 页 共 27 页 5 图中 轻弹簧的一端固定 另一端与滑块 B 相连 B 静止在水平直导轨上 弹簧处在原长 状态 另一质量与 B 相同的滑块 A 从导轨上的 P 点以某一初速度向 B 滑行 当 A 滑过距 离 l1时 与 B 相碰 碰撞时间极短 碰后 A B 紧贴在一起运动 但互不粘连 已知最后 A 恰好返回到出发点 P 并停止 滑块 A 和 B 与导轨的滑动摩擦因数都为 运动过程中弹 簧最大形变量为 l2 重力加速度为 g 求 A 从 P 点出发时的初速度 v0 6 2010 年湛江一模 如图所示 光滑水平面上有一长板车 车的上表面 0A 段是一长为 L 的水平粗糙轨道 A 的右侧光滑 水平轨道左侧是一光滑斜面轨道 斜面轨道与水平轨道 在 O 点平滑连接 车右端固定一个处于锁定状态的压缩轻弹簧 其弹性势能为 Ep 一质量 为 m 的小物体 可视为质点 紧靠弹簧 小物体与粗糙水平轨道间的动摩擦因数为 整个 装置处于静止状态 现将轻弹簧解除锁定 小物体被弹出后滑上水平粗糙轨道 车的质量 为 2m 斜面轨道的长度足够长 忽略小物体运动经过 O 点处产生的机械能损失 不计空气 阻力 求 1 解除锁定结束后小物体获得的最大动能 2 当 满足什么条件小物体能滑到斜面轨道上 满足此条件时小物体能上升的最大高度 为多少 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 7 页 共 27 页 7 2010 年韶关一模 如图所示 水平光滑地面上停放着一辆小车 左侧靠在竖直墙壁上 小车的四分之一圆弧轨道 AB 是光滑的 在最低点 B 与水平轨道 BC 相切 BC 的长度是圆弧 半径的 10 倍 整个轨道处于同一竖直平面内 可视为质点的物块从 A 点正上方某处无初速 下落 恰好落入小车圆弧轨道滑动 然后沿水平轨道滑行至轨道末端 C 处恰好没有滑 出 已知物块到达圆弧轨道最低点 B 时对轨道的压力是物块重力的 9 倍 小车的质量是物 块的 3 倍 不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失 求 1 物块开始下落的位置距水平轨道 BC 的竖直高度是圆弧半径的几倍 2 物块与水平轨道 BC 间的动摩擦因数 8 如图所示 利用皮带传送装置将物体由地面运送到高出水平地面的C平台上 C平台离地 面的竖直高度为h 5 0 m 已知皮带和物体间的动摩擦因数为 0 75 皮带以v 2 0 m s 的速度匀速顺时针运动且皮带和轮子之间不打滑 取g 10 m s2 sin37 0 6 如图所示 若两个皮带轮相同 半径R 25cm 则皮带传送物体过程中 轮子转动的 角速度是多大 假设皮带在运送物体过程中始终是张紧的 为了将地面上的物体能够运送到平台上 皮 带的倾角 最大不能超过多少 皮带传送装置安装好后 皮带与水平面的夹角 30 现将质量m 1 0kg 的小物 体轻轻地放在皮带的A处 运送到C处 试求由于运送此物体 传送带比空载时多消耗的 能量 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 8 页 共 27 页 9 一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示 电场方向竖直 向下 若不计空气阻力 则此带电油滴从 a 运动到 b 的过程中 能 量变化情况为 A 动能减少 B 电势能增加 C 动能和电势能之和减少 D 重力势能和电势能之和增加 10 如图所示 竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻 R 质量不能忽略的金属棒 与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦 棒与导轨的电阻均不计 整个装置放在匀强 磁场中 磁场方向与导轨平面垂直 棒在竖直向上的恒力 F 作用下加速上升 的一段时间内 力 F 做的功与安培力做的功的代数和等于 A 棒的机械能增加量 B 棒的动能增加量 C 棒的重力势能增加量 D 电阻 R 上放出的热量 11 2010 年韶关一模 两个沿水平方向且磁感应强度大小均为 B 的有水平边界的匀强磁 场 如图所示 磁场高度均为 L 一个框面与磁场方向垂直 质量为 m 电阻为 R 边长为 L 的正方形金属框 abcd 从某一高度由静止释放 当 ab 边刚进入第一个磁场时 金属框恰 好做匀速直线运动 当 ab 边下落到 GH 和 JK 之间的某位置时 又恰好开始做匀速直线运 动 整个过程空气阻力不计 求 1 ab 边刚进入第一个磁场时的速度 2 ab 边刚刚到达第二个磁场下边界 JK 时的速度 3 金属框从 ab 边开始进入第一个磁场至刚刚到达第二个磁场下边界 JK 过程中产生的热 量 Q 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 9 页 共 27 页 参考答案 1 sm 28 2 tan cos2 1 0 2 0 s g v s 3 s 280m 4 1 4 2m 2 6 次 5 1610 21 LLg 6 1 2 1 2 3 kp EE P E hL mg 7 1 h 4R 2 0 3 8 8 0rad srad s 25 0 0 2 R v 37 倾角最大值为 37 J 6 60 2 1 2 QmvmghE 9 C 10 A 11 1 v1 22L B mgR 2 v2 4 1 v 22 4LB mgR 3 Q mgL LB Rgm 2 32 15 44 223 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 10 页 共 27 页 功能关系及其应用练习题功能关系及其应用练习题 一一 单项选择题单项选择题 1 如图所示 木块A放在木块B的左端 用恒力F将A拉至B的右端 第一次将B固定在 地面上 F做功为W1 生热为Q1 第二次让B可以在光滑地面上自 由滑动 仍将A拉到B右端 这次F做的功为W2 生热为Q2 则应 有 A W1 W2 Q1 Q2 B W1 W2 Q1 Q2 C W1 W2 Q1 Q2 D W1 W2 Q1Ek Ep C Ep Ek Ep D Ep Ek Ep 12 如图所示 水平面上的轻弹簧一端与物体相连 另一端固定在墙 上的P点 已知物体的质量为m 2 0 kg 物体与水平面间的动摩擦因 数 0 4 弹簧的劲度系数k 200 N m 现用力F拉物体 使弹簧从处于自然状态的O点 由静止开始向左移动 10 cm 这时弹簧具有弹性势能Ep 1 0 J 物体处于静止状态 若取 g 10m s2 则撤去外力F后 A 物体向右滑动的距离可以达到 12 5 cm B 物体向右滑动的距离一定小于 12 5 cm C 物体回到O点时速度最大 D 物体到达最右端时动能为零 系统机械能也为零 13 2010 郑州模拟 如图 7 所示 倾角为 30 的斜面体置于水 平地面上 一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B 跨过固定于斜面体顶端的 小滑轮O A的质量为m B的质量为 4m 开始时 用手托住A 使OA段绳恰处于水平伸直 状态 绳中无拉力 OB绳平行于斜面 此时B静止不 动 将A由静止释放 在其下摆过程中 斜面体始终保 持静止 下列判断中错误的是 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 12 页 共 27 页 A 物块B受到的摩擦力先减小后增大 B 地面对斜面体的摩擦力方向一直向右 C 小球A的机械能守恒 D 小球A的机械能不守恒 A B系统的机械能守恒 14 如图 木块 B 与水平桌面间的接触是光滑的 子弹 A 沿水平方向射入木块后留在木块内 将弹簧压缩到最短 现将子弹 木块和弹簧合在一起作研究对象 则 此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的过程中 A 动量守恒 机械能守恒 B 动量不守恒 机械能不守恒 C 动量守恒 机械能不守恒 D 动量不守恒 机械能守恒 15 如图所示 处于真空中的匀强电场与水平方向成 15 角 AB直线与匀强电场E垂直 在A点以大小为v0的初速度水平抛出一质量为m 电荷量为 q的小球 经时间t 小球 下落一段距离过C点 图中未画出 时速度大小仍为v0 在小球由A点运动到C点的过程中 下列说法正确的是 A 电场力对小球做功为零 B 小球的电势能减小 C 小球的电势能增量大于mg2t2 2 D C可能位于AB直线的左侧 16 如图所示 空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场 在该区域中 有一个竖直放置的光滑绝缘圆环 环上套有一个带正电的小球 O点为圆环的圆心 a b c d为圆环上的四个点 a点为最高点 c点为最低点 bd沿水平方向 已知小球所受电场力与重力大小相等 现将小 球从环的顶端a点由静止释放 下列判断正确的是 A 小球能越过与O等高的d点并继续沿环向上运动 B 当小球运动到c点时 洛伦兹力最大 C 小球从a点到b点 重力势能减小 电势能增大 D 小球从b点运动到c点 电势能增大 动能先增大后减小 二二 双项选择题双项选择题 17 质量为 m 的物体从静止开始以 g 2 的加速度竖直向下运动了 h 下列说法中正确的是 A 物体的动能增加了 mgh 2 B 物体的势能减少了 mgh 2 C 物体的机械能减少了 mgh 2 D 重力对物体所做的功为 mgh 2 18 行驶的汽车 制动开始后滑行一段距离最后停下来 流星在夜空中坠落发出明亮的火 光 降落伞在空中匀速下降 上述不同事物所包含相同的物理规律是 A 物体克服阻力做功 B 物体的动能转化为其他形式的能 C 物体的势能转化为其他形式的能 D 物体的机械能转化为其他形式的能 19 高台跳水是我国运动员的强项 质量为 m 的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而竖直 向下做减速运动 设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 Fh B 他的重力势能减少了 mgh C 他的机械能减少了 F mg h D 他的机械能减少了 Fh 20 用水平力 F 拉一物体 使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动 t1时刻撤 去拉力 F 物体做匀减速直线运动 到 t2时刻停止 其速度 时间图象如图 1 所示 且 若拉力 F 做的功为 W1 平均功率为 P1 物体克服摩擦阻力 Ff做的功为 W2 平均功 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 13 页 共 27 页 P A 地球 Q 轨道 1 轨道 2 率为 P2 则下列选项正确的是 A W1 W2 F 2Ff B W1 W2 F 2Ff C P1 P2 F 2Ff D P1 P2 F 2Ff 21 如图 2 所示 滑块 A B 的质量均为 m A 套在固定竖直杆上 A B 通过转轴用长度 为 L 的刚性轻杆连接 B 放在水平面上并靠着竖直杆 A B 均静止 由于微小的扰动 B 开始沿水平面向右运动 不计一切摩擦 滑块 A B 视为质点 在 A 下滑的过程中 下列 说法中正确的是 A A B 组成的系统机械能守恒 B 在 A 落地之前轻杆对 B一直做正功 C A 运动到最低点时的速度的大小为 2gL D 当 A 的机械能最小时 B 对水平面的压力大小为 2mg 22 如图所示 足够长的传送带以恒定速率沿顺时针方向运转 现将 一个物体轻轻放在传送带底端 物体第一阶段被加速到与传送带具有相同的速度 第二阶 段匀速运动到传送带顶端 则下列说法中正确的是 A 第一阶段和第二阶段摩擦力对物体都做正功 B 第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量 C 第二阶段摩擦力对物体做的功等于第二阶段物体机械能的增加量 D 两个阶段摩擦力对物体所做的功等于物体机械能的减少量 23 如图所示为测定运动员体能的装置 轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮 不计滑轮的质 量与摩擦 轻绳的另一端悬重为 G 的物体 设人的重心相对地面不动 人用力向后蹬传送 带 使水平传送带以速率 v 逆时针转动 则 A 人对重物做功 功率为 Gv B 人对传送带的摩擦力大小等于 G 方向水平向左 C 在时间 t 内人对传送带做功消耗的能量为 Gvt D 若增大传送带的速度 人对传送带做功的功率不变 24 如图所示 相同质量的物块由静止从底边长相同 倾角不 同的斜面最高处下滑到底面 下面说法正确的是 A 若物块与斜面之间的动摩擦因数相同 物块损失的机械能相同 B 若物块与斜面之间的动摩擦因数相同 物块到达底面时的动能一定不相同 C 若物块到达底面时的动能相同 物块与倾角大的斜面间的动摩擦因数大 D 若物块到达底面时的动能相同 物块与倾角小的斜面间的动摩擦因数大 25 2009 年高考山东卷 2008 年 9 月 25 日至 28 日我国成功实施了 神舟 七号载入航天 飞行并实现了航天员首次出舱 飞船先沿椭圆轨道飞行 后在远地点 343 千米处点火 加速 由椭圆轨道变成高度为 343 千米的圆轨道 在此圆轨道上飞船运行周期约为 90 分钟 下列判断正确的是 A 飞船变轨前后的机械能相等 B 飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 C 飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度 D 飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆 轨道运动的加速度 26 一辆质量为 m 的卡车在平直的公路上 以初速度 v0开始加速行驶 经过一段时间 t 卡 车前进的距离为 s 时 恰好达到最大速度 vm 在这段时间内 卡车发动机的输出功率恒为 P 卡车运动中受到的阻力大小恒为 F 则这段时间内发动机对卡车做的功为 A PtB Fs C 2F vmtD mvm2 Fs mv02 1 2 1 2 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 14 页 共 27 页 27 如图所示 一形状为抛物线的光滑曲面轨道置于竖直平面内 轨道的下半部处在一个 垂直纸面向外的磁场中 磁场的上边界是 y a 的直线 图中虚线所示 一个小金属环从抛 物线上 y b b a 处以速度 v 沿抛物线下滑 假设抛物线足够长 且不计空气阻力 则金属 环沿抛物线运动的整个过程中损失的机械能的总量 E 为 A 若磁场为匀强磁场 E mg b a mv2 1 2 B 若磁场为匀强磁场 E mg b a C 若磁场为非匀强磁场 E mv2 1 2 D 若磁场为非匀强磁场 E mgb mv2 1 2 28 2000 年山东卷 图示为某探究活动小组设计的节能运动系统 斜面轨道倾角为 30 质量为 M 的木箱与轨道的动摩擦因数为 3 6 木箱在轨道顶端时 自动装货装置将质量为 m 的货物装入木箱 然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下 在轻 弹簧被压缩至最短时 自动卸货装置立刻将货物卸下 然后木箱 恰好被弹回到轨道顶端 再重复上述过程 下列选项正确的是 A m M B m 2M C 木箱不与弹簧接触时 上滑的加速度大于下滑的加速度 D 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中 减少的重力 势能全部转化为弹簧的弹性势能 29 如图 质量分别为 m 和 2m 的两个小球 A 和 B 中间用轻质杆相连 在杆的中点 O 处有一固定转动轴 把杆置于水平位置后释放 在 B 球顺 时针摆动到最低位置的过程中 A B 球的重力势能减少 动能增加 B 球和地球组成的系统机械能 守恒 B A 球的重力势能增加 动能也增加 A 球和地球组成的系统机械 能不守恒 C A 球 B 球和地球组成的系统机械能守恒 D A 球 B 球和地球组成的系统机械不守恒 30 如图所示 A B C D 四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同 现从同一高 度h处由静止释放小球 使之进入右侧不同的竖直轨道 除去底部一小段圆弧 A 图中的 轨道是一段斜面 高度大于h B 图中的轨道与 A 图中的轨道相比只是短一些 且斜面高度 小于h C 图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道 其上部为直管 下部为圆弧形 与斜面相连 管的高度大于h D 图中的轨道是个半圆形轨道 其直径等于h 如果不计任 何摩擦阻力和拐弯处的能量损失 小球进入右侧轨道后能到达h高度的是 31 2008 四川高考 一物体沿固定斜面从 静止开始向下运动 经过时间t0滑至斜面底 端 已知在物体运动过程中物体所受的摩擦 力恒定 若用F v x和E分别表示该物体 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 15 页 共 27 页 所受的合力 物体的速度 位移和机械能 则如图 3 所示的图象中可能正确的是 32 轻质弹簧吊着小球静止在如图 1 所示的A位置 现用水平外力F 将小球缓慢拉到B位置 此时弹簧与竖直方向的夹角为 在这一过 程中 对于整个系统 下列说法正确的是 A 系统的弹性势能不变 B 系统的弹性势能增加 C 系统的机械能不变 D 系统的机械能增加 33 如图所示 轻质弹簧竖直放置在水平地面上 它的正上方有一金属块从 高处自由下落 从金属块自由下落到第一次速度为零的过程中 A 重力先做正功 后做负功 B 弹力没有做功 C 金属块的动能最大时 弹力与重力相平衡 D 金属块的动能为零时 弹簧的弹性势能最大 34 测定运动员体能的一种装置如图所示 运动员质量m1 绳拴在腰间沿水平方向跨过滑 轮 不计滑轮摩擦 质量 悬挂重物m2 人用力蹬传送带而人的重心不动 使传送带上 侧以速率v向右运动 下面关于人对传送带做功的四种说法正确的是 A 人对传送带不做功 B 在传送带速率不变的情况下 若加大悬挂物的质量 运 动员做功的功率变大 C 人对传送带做功的功率为m2gv D 人对传送带做功的功率为 m1 m2 gv 35 一带电粒子射入一固定在 O 点的点电荷电场中 粒子运动轨迹如图中虚 线 abc 所示 图中的实线是同心圆弧 表示电场的等势面 不计粒子的重力 则可以断定 A 粒子在 b 点受到的静电力最大 B 粒子受到的是引力 C 从 a 到 c 整个过程 电场力做正功 D 粒子在 b 点的速度小于在 a 点的速度 36 如图所示 一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成 角 两轨道上端用一电阻 R 相连 该装置处于匀强磁场中 磁场方向垂直轨道平面向上 质量为 m 的金属杆 ab 以初速度 v0 从轨道底端向上滑行 滑行到某高度 h 后又返回到底端 若运动过程中金属杆始终保持与 导轨垂直且接触良好 轨道与金属杆的电阻均忽略 不计 则下列说法正确的是 A 金属杆 ab 上滑过程与下滑过程通过电阻 R 的电量一样多 B 金属杆 ab 上滑过程中克服重力 安培力与摩擦力所做功之和等于 mv02 1 2 C 金属杆 ab 上滑过程与下滑过程因摩擦而产生的内能不一定相等 D 金属杆 ab 在整个过程中损失的机械能大于装置产生的热量 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 16 页 共 27 页 三 计算题 37 面积很大的水池 水深为 H 水面上浮着一正方体木块 木块的边长为 a 密度为水的 0 5 g cm3 质量为 m 开始时 木块静止 有一半没入水中 如图所示 现用力 F 将木块缓 慢地压到池底 不计摩擦 求 从木块刚好完全没入水中到停在池底的过程中 池水势能的改变量 从开始到木块刚好完全没入水的过程中 力 F 所做的功 38 如图所示 一轻绳吊着粗细均匀的棒 棒下端离地面高 H 上端套着一个细环 棒和环 的质量均为 m 相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力 kmg k 1 断开轻绳 棒和环自由 下落 假设棒足够长 与地面发生碰撞时 触地时间极短 无动能损失 棒在整个运动过程中 始终保持竖直 空气阻力不计 求 棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中 环的加速度 从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间 棒运动的路程 s 从断开轻绳到棒和环都静止 摩擦力对环及棒做的总功 W 39 如图所示 将质量均为m 厚度不计的两物块A B用轻质弹簧相连接 第一次只用手 托着B物块于H高处 A在弹簧的作用下处于静止状态 现将弹簧锁定 此时弹簧的弹性 势能为Ep 现由静止释放A B B物块着地后速度立即变为零 同时弹簧解除锁定 在随 后的过程中B物块恰能离开地面但不继续上升 第二次用手拿着A B两物块 使弹簧竖直 并处于原长状态 此时物块B离地面的距离也为H 然后由静止同时释放A B B物块着 地后速度同样立即变为零 试求 1 第二次释放A B后 A上升至弹簧恢复原长时的速度大小v1 2 第二次释放A B后 B刚要离开地面时A的速度大小v2 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 17 页 共 27 页 40 如图为车站使用的水平传送带装置的示意图 绷紧的传送带始终保持 3 0m s 的恒定速 率运行 传送带的水平部分 AB 距水平地面的高度 h 0 45m 现有一质量为 m 10kg 的行李 包 可视为质点 由 A 端被传送到 B 端 且传送到 B 端时没有被及时取下 行李包从 B 端水平抛出 已知行李包与传送带之间动摩擦因数为 0 2 且 A 与 B 之间距离为 L 6m 不计空气阻力 g 取 10m s2 1 行李包从 A 传送到 B 的过程中 摩擦力对物块做的功为多少 2 行李包从 B 端水平抛出后在空中运动的时间和飞出的水平距离 41 篮球比赛时 为了避免对方运动员的拦截 往往采取将篮球与地面发生一次碰撞后传递 给队友的方法传球 设运动员甲以 0 v 5m s 的水平速度将球从离地面高 h1 0 8m 处抛出 球与地面碰撞后水平方向的速度变为原来水平速度的 4 5 竖直方向离开地面的瞬间的速度 变为与地面碰前瞬间竖直方向速度的 3 4 运动员乙恰好在篮球的速度变为水平时接住篮球 篮球的质量 m 0 5kg 与地面碰撞作用的时间 t 0 02s 运动员与篮球均可看成质点 不计 AB L h 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 18 页 共 27 页 空气阻力 篮球与地面接触时可看成是匀变速运动 g 取 10m s2 求 1 甲抛球的位置与乙接球的位置之间的水平距离 S 2 球与地面间的动摩擦因数 42 2010 济南模拟 如图 9 所示 B是质量为 2m 半径为R的光滑半球形碗 放在光滑 的水平桌面上 A是质量为m的细长直杆 光滑套管D被固定 A可以自由上下运动 物 块C的质量为m 紧靠半球形碗放置 初始时 A杆被握住 使其下端正好与碗的半球面的 上边缘接触 如图 然后从静止开始释放A A B C便开始运动 求 1 长直杆的下端运动到碗的最低点时 长直杆竖直方向的速度和B C水平方向的速度 2 运动的过程中 长直杆的下端能上升到的最高点距离半球形碗底部的高度 43 如图 所示 半径 R 0 5 m 的光滑半圆轨道竖直固定在高 h 0 8 m 的光滑水平台上并与 平台平滑连接 平台 CD 长 L 1 2 m 平台上有一用水平轻质细线栓接的完全相同的物块 m1 和 m2组成的装置 Q Q 处于静止状态 装置 Q 中两物块之间有一处于压缩状态的轻质小 弹簧 物块与弹簧不栓接 某时刻装置 Q 中细线断开 待弹簧恢复原长后 m1 m2两物块 同时获得大小相等 方向相反的水平速度 m1经半圆轨道的最高点 A 后 落在水平地面上 的 M 点 m2落在水平地面上的 P 点 已知 m1 m2 0 2 kg 不计空气阻力 g 取 10 m s2 若两物块之间弹簧被压缩时所具有的弹性势能为 7 2 J 求 1 物块 m1通过平台到达半圆轨道的最高点 A 时对轨道的压力 2 物块 m1和 m2相继落到水平地面时 P M 两点之间的水平间距离 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 19 页 共 27 页 44 一传送带装置示意图如图所示 其中传送带经过 AB 区域时是水平的 经过 BC 区域时 变为圆弧形 圆弧由光滑模板形成 未画出 经过 CD 区域时是倾斜的 AB 和 CD 都与 BC 相切 现将大量的质量均为 m 的小货箱一个一个在 A 处放到传送带上 放置时初速为零 经传送带运送到 D 处 D 和 A 的高度差为 h 稳定工作时传送带速度不变 CD 段上各箱等 距排列 相邻两箱的距离为 L 每个箱子在 A 处投放后 在到达 B 之前已经相对于传送带静 止 且以后也不再滑动 忽略经 BC 段时的微小滑动 已知在一段相当长的时间 T 内 共 运送小货箱的数目为 N 此装置由电动机带动 传送带与轮子间无相对滑动 不计轮轴处的 摩擦 求电动机的平均输出功率 P 45 图示装置中 质量为 m 的小球的直径与玻璃管内径接近 封闭玻璃管内装满了液体 液体的密度是小球的 2 倍 玻璃管两端在同一水平线上 顶端弯成一小段圆弧 玻璃管的 高度为 H 球与玻璃管的动摩擦因素为 tg370 小球由左管底端由静止释放 4 3 试求 1 小球第一次到达右管多高处速度为零 2 小球经历多长路程才能处于平衡状态 H 370370 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 20 页 共 27 页 O B E A 46 在水平向右的匀强电场中 有一质量为 m 带正电的小球 用长为 l 的绝缘细线悬挂 于 O 点 当小球静止时细线与竖直方向夹角为 现给小球一个垂直悬线的初速度 使小 球恰 能在竖直平面内做圆周运动 试问 1 小球在做圆周运动的过程中 在那一个位置 的速度最小 速度最小值是多少 2 小球在 B 点的初速度是多大 47 如图 长木板 ab 的 b 端固定一挡板 木板连同挡板的质量为 4 0kg a b 间距离M s 2 0m 木板位于光滑水平面上 在木板 a 端有一小物块 其质量 m 1 0kg 小物块与 木板间的动摩擦因数 0 10 它们都处于静止状态 现令小物块以初速 4 0m s 沿木 0 v 板向前滑动 直到和挡板相碰 碰撞后 小物块恰好回到 a 端而不脱离木板 求碰撞过程 中损失的机械能 s ba 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 21 页 共 27 页 v M m 48 如图所示 一块质量为 M 长为 L 的均质板放在很长的光滑水平桌面上 板的左端有一 质量为 m 的物块 物块上连接一根很长的细绳 细绳跨过位于桌面的定滑轮 某人以恒定 的速率 v 向下拉绳 物块最多只能到达板的中央 而此时的右端尚未到桌边定滑轮 试求 1 物块与板的动摩擦因数及物体刚到达板的中点时板的位移 2 若板与桌面之间有摩擦 为使物体能达到板的右端 板与桌面间的动摩擦因数范围 3 若板与桌面之间的动摩擦因数取 2 问中的最小值 在物体从板的左端运动到板的 右端的过程中 人拉绳的力所做的功 其它阻力不计 49 滑雪者从 A 点由静止沿斜面滑下 经一平台后水平飞离 B 点 地面上紧靠平台有一个 水平台阶 空间几何尺度如图所示 斜面 平台与滑雪板之间的动摩擦因数为 假设滑 雪者由斜面底端进入平台后立即沿水平方向运动 且速度大小不变 求 1 滑雪者离开 B 点时的速度大小 2 滑雪者从 B 点开始做平抛运动的水平距离 s H C B h 2 h2 L h A 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 22 页 共 27 页 B A v1 v2 l 50 如图所示 一质量为 M 长为 l 的长方形木板 B 放在光滑的水平面上 其右端放一质 量为 m 的小物体 A m M 现以地面为参照系 给 A 和 B 以大小相等 方向相反的初速 度使 A 开始向左运动 B 开始向右运动 但最后 A 刚好没有滑离 B 板 1 若已知 A 和 B 的初速度大小为 v0 求它们最后的速度大小和方向 2 若初速度的大小未知 求小木块 A 向左运动到达最远处 从地面上看 离出发点的 距离 51 如图所示 摆球质量为 m 摆线长为 l 若将小球拉至摆线与水平方向夹 300角的 P 点 处 然后自由释放 试计算摆球到达最低点时的速度和摆线中的张力大小 O P B l 300 300 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 23 页 共 27 页 52 如图所示 AB 是一段位于竖直平面内的光滑轨道 高度为 h 末端 B 处的切线方向水 平 一个质量为 m 的小物体 P 从轨道顶端 A 处由静止释放 滑到 B 端后飞出 落到地面 上的 C 点 轨迹如图中虚线 BC 所示 已知它落地时相对于 B 点的水平位移 OC l 现在 轨道下方紧贴 B 点安装一水平传送带 传送带的右端与 B 的距离为 l 2 当传送带静止时 让 P 再次从 A 点由静止释放 它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出 仍然落在 地面的 C 点 当驱动轮转动带动传送带以速度 v 匀速向右运动时 其他条件不变 P 的落 地点为 D 不计空气阻力 a 求 P 滑到 B 点时的速度大小 b 求 P 与传送带之间的摩擦因数 c 求出 O D 间的距离 s 随速度 v 变化的函数关系式 53 如图所示 A B 是静止在水平地面上完全相同的两块长木板 A 的左端和 B 的右端 相接触 两板的质量皆为 M 2 0kg 长度 1 0m C 是一质量为 m 1 0kg 的小物块 现l 给它一初速度 2 0m s 使它从 B 板的左端开始向右滑动 已知地面是光滑的 而 C 与 0 v A B 之间的动摩擦因数皆为 0 10 求最后 A B C 各以多大的速度做匀速运动 重 力加速度 g 取 10 2 sm A B v OCD l 2 l s 0 v C BA 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 24 页 共 27 页 功能关系及其应用练习题功能关系及其应用练习题 参考答案 一 单项选择题 题号 12345678 答案答案 A AB BA AC CB BB BC CA A 题号 910111213141516 答案答案 D DA AA AB BD DB BC CD D 二 双项选择题 题号 17181920212223242526 答案答案 ACACADADBDBDBCBCACACACACBCBCABCABCBCBCADAD 题号 27282930313233343536 答案答案 ADADBCBCBCBCACACADADBDBDCDCDBCBCADADABAB 三 计算题 37 水池面积很大 木块的进入对水深影响很小 可以忽略 因为木块的质量为 m kg 密度为水的 0 5 g cm3 所以跟木块同体积的水的质量为 2m kg 故池 水势能的改变量 E 2mg H a 图中画斜线部分水的质量为m 平铺于水面后 其重力势能的改变量为 E水 3mga 4 木块重力势能的改变量为 E木 mga 2 根据功能关系 力F所做的功 W E水 E木 mga 4 38 设棒第一次上升过程中 环的加速度为a环 环受合力F环 kmg mg 由牛顿第二定律F环 ma环 解得a环 k 1 g 方向竖直向上 设以地面为零势能面 向上为正方向 棒第一次落地的速度大小为v1 由机械能守恒得 解得mgHmv22 2 1 2 ghv2 1 设棒弹起后的加速度为a棒 由牛顿第二定律得a棒 k 1 g 2011 届高三第二轮复习资料 图盛高三物理组 第 25 页 共 27 页 棒第一次弹起的最大高度 解得 棒 a v H 2 2 1 1 1 1 k H H 棒运动的路程 H k k HHs 1 3 2 1 设环相对棒滑动距离为l 根据能量守恒得mgH mg H l kmgl 摩擦力对棒及环做的总功W kmgl 解得 1 2 k kmgH W 39 1 第二次释放A B后 A上升至弹簧恢复原长时的速度大小等于B刚接触地 面时A的速度大小 所以mgH mv12 v1 1 22gH 2 第一次弹簧解除锁定时与两次B刚要离开地面时的弹性势能均为Ep 设第一次弹 簧解除锁定后A上升的最大高度为h 则mv