专题06 机械能守恒定律 功能关系(命题猜想)-2018年高考物理命题猜想与仿真押题(原卷版)

1、(3)初始时B离地面的高度H。【考向解读】机械能守恒定律的应用为每年高考的重点，分析近几年高考试题，命题规律有以下三点：判断某系统在某过程中机械能是否守恒结合物体的典型运动进行考查，如平抛运动、圆周运动、自由落体运动在综合问题的某一过程中遵守机械能守恒定律时进行考查功能关系的应用为每年高考的重点和热点，在每年的高考中都会涉及，分析近几年考题，命题规律有如下特点：考查做功与能量变化的对应关系涉及滑动摩擦力做功与产生内能(热量)的考查传送带是最重要的模型之一，近两年高考中虽没有出现，但解决该问题涉及的知识面较广，又能与平抛运动、圆周运动相综合，因此预计在2016年高考中出现的可能性很大，题型为选择

2、题或计算题【命题热点突破一】机械能守恒定律的应用例1.【2017天津卷】(16分)如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为mA=2kg、mB=1kg。初始时A静止于水平地面上，B悬于空中。先滑轮)然后由静止释放。一段时间后细绳绷直，A、恰好可以和地面接触。取g=10m/s2。空气阻力不计。运动时间t；【变式探究】(2016四川理综1)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1900J,他克服阻力做功100J.韩晓鹏在此过程中()动能增加了1900J动能

3、增加了2000J重力势能减小了1900JD.重力势能减小了2000J【感悟提升】(1)机械能守恒定律的三种表达式守恒观点：Ekl+El=Ek2+E2k1p1k2p2转化观点：AE=AEkpk转移观点：AEA=AEB减A增B减(2)机械能守恒定律解题的基本思路选取研究对象物体系或物体根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒.恰当地选取参考平面，确定研究对象初末态时的机械能.灵活选取机械能守恒的表达式列机械能守恒定律方程解方程，统一单位，进行运算，求出结果，进行检验.【变式探究】(多选)如图所示，物体A的质量为M,圆环B的质量为m,通过轻绳连接在一起，跨过光滑的定滑轮，

4、圆环套在光滑的竖直杆上，设杆足够长.开始时连接圆环的绳处于水平，长度为1,现从静止释放圆环.不计定滑轮和空气的阻力，以下说法正确的是()当M=2m时，1越大，则圆环m下降的最大高度h越大当M=2m时，1越大，则圆环m下降的最大高度h越小当M=m时，且1确定，则圆环m下降过程中速度先增大后减小到零当M=m时，且1确定，则圆环m下降过程中速度一直增大【命题热点突破二】功能关系的应用例2、【2017天津卷】“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变在最高点，乘客重力大

5、于座椅对他的支持力摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变【变式探究】(2016全国甲卷25)轻质弹簧原长为21，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1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51的水平轨道，B端与半径为1的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图5所示.物块P与AB间的动摩擦因数尸0.5.用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度1，然后放开，P开始沿轨道运动，重力加速度大小为g.AB图5若P的质量为m,求P到达B点时速度的大小，以及它

6、离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离；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.【感悟提升】解决功能关系问题应注意的三个方面分析清楚是什么力做功，并且清楚该力做正功，还是做负功；根据功能之间的对应关系，判定能的转化形式，确定能量之间的转化情况.也可以根据能量之间的转化情况，确定是什么力做功，尤其是可以方便计算变力做功的多少.功能关系反映了做功和能量转化之间的对应关系，功是能量转化的量度和原因，在不同问题中的具体表现不同.【变式探究】我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想：如图，将携带玉兔”的返回系统由

7、月球表面发射到h高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球.设“玉兔”质量为m,月球半径为R,月面的重力GMmh加速度为g月以月面为零势能面，“玉兔”在h高度的引力势能可表示为Er誉；，其中G为引力常量，M为月球质量若忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为()命题热点突破三】用动力学和能量观点解决传送带问题例3、如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速率v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程下列说法正确的是()电动

8、机多做的功为fmv皮带问题中的功能关系：传送带做的功Wp=Fl带，功率P=Fv带；摩擦力做功W摩=尸摩1；物体与皮带间摩擦生热Q=Ff相对如质量为m的物体无初速度放在水平传送带上，最终与传送带共速，则在整个加速过程中物体获得的动能Ek及因摩擦而产生的热量Q,有如下关系：Ek=Q=2mv传.【变式探究】如图所示，轮半径r=10cm的传送带，水平部分AB的长度L=1.5m,与一圆心在O点、半径R=1m的竖直光滑圆轨道的末端相切于A点，AB高出水平地面H=1.25m，一质量m=0.1kg的小滑块(可视为质点)，由圆轨道上的P点从静止释放，OP与竖直线的夹角0=37.已知sin37。=0.6,cos3

9、7=0.8,g=10m/s2,滑块与传送带间的动摩擦因数“=0.1,不计空气阻力.摩擦力对物体做的功为|mv2电动机增加的功率为ymgv传送带克服摩擦力做功为2mv2【感悟提升】(1)传送带模型题的分析流程：(1)求滑块对圆轨道末端的压力；若传送带一直保持静止，求滑块的落地点与B间的水平距离；若传送带以v=0.5m/s的速度沿逆时针方向运行(传送带上部分由B到A运动)，求滑块在传送带上滑行过程中产生的内能【高考真题解读】【2017新课标II卷】如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力直

10、不做功B.直做正功C.始终指向大圆环圆心D.始终背离大圆环圆心【2017江苏卷】一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处.物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦【2017新课标III卷】如图，一质量为m,长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距l。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为P+1/3M-Amgl9B.：mgl6QLC.3mglD.mgl2【2017天津卷】“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是摩天轮转动过程中，乘客的机械能

11、保持不变在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变【2017新课标II卷】如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直。一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时。对应的轨道半径为（重力加速度大小为g）v2A，16gv2B.8gD.【2017江苏卷】如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L，B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长.现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角a由

12、60变为120，A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g.则此下降过程中3A的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于2mg一一3A的动能最大时，B受到地面的支持力等于2mg弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下、斤、忑弹簧的弹性势能最大值为mgL2【2017天津卷】(16分)如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为mA=2kg、mB=1kg。初始时A静止于水平地面上，B悬于空中。先将B竖直向上再举高h=1.8m(未触及滑轮)然后由静止释放。一段时间后细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B

13、恰好可以和地面接触。取g=10m/s2。空气阻力不计。求：B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；A的最大速度v的大小；初始时B离地面的高度H。(2016全国I,25，18分)如图所示，一轻弹簧原长为2R,其一端固定在倾角为37的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态.直轨道与一半径为6人的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直平面内.质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点(未画出).随后P沿轨道被弹回，最高到达F点，AF=4R.已知P与直轨道间的动摩擦因数尸1344，重力加速度大小为g.(取sin37=5，cos37=&)(1)求

14、P第一次运动到B点时速度的大小.求P运动到E点时弹簧的弹性势能.改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放.已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，7恰好通过G点.G点在C点左下方，与C点水平相距2人、竖直相距R.求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量.(2016江苏物理，14,16分)如图所示，倾角为a的斜面A被固定在水平面上，细线的一端固定于墙面，另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块B相连，B静止在斜面上.滑轮左侧的细线水平，右侧的细线与斜面平行.A、B的质量均为m.撤去固定A的装置后，A、B均做直线运动.不计一切摩擦，重力加速度为g求:A固定不动时，A对B支持力的大小N；A滑动的位移

15、为x时，B的位移大小s；A滑动的位移为x时的速度大小vA.(2016四川理综，1,6分)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1900J,他克服阻力做功100J.韩晓鹏在此过程中()动能增加了1900J动能增加了2000JC重力势能减小了1900JD重力势能减小了2000J（2016全国II,21,6分）（多选）如图所示，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连.现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点.已知在M、N两点处，弹n簧对小球的弹力大小相等，且ZONMZOMN

16、2.在小球从M点运动到N点的过程中（）弹力对小球先做正功后做负功有两个时刻小球的加速度等于重力加速度弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差（2015四川理综，1,6分）在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小（）样大B.水平抛的最大C.斜向上抛的最大D.斜向下抛的最大（2015新课标全国II,21，6分）（多选）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

17、力加速度大小为&.则（）a落地前，轻杆对b一直做正功a落地时速度大小为冷丽a下落过程中，其加速度大小始终不大于ga落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg（2014.安徽理综，15,6分）如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN是通过椭圆中心O点的水平线.已知一小球从M点出发，初速率为v0，沿管道MPN运动，到N点的速率为V,所需时间为；若该小球仍由M点以初速率v0出发，而沿管道MQN运动，到N点的速率为v2，所需2CV1=V2,t1t2Bv1t2Dv1v2，t1t2（2014上海单科，11,3分）静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度端固定，

18、另一端与一质量为m、套在粗糙竖直撤去恒力.不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是（）固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长.圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，AC=h圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A.弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g.则圆环（）下滑过程中，加速度一直减小下滑过程中，克服摩擦力做的功为1mv2在C处，弹簧的弹性势能为fmv2mgh上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度（2014广东理综，16,4分）如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中和为楔块,和为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中（A.缓冲器的机械能守恒摩擦力做功消耗机械能垫板的动能全部转化为内能弹簧的弹性势能全部转化为动能（2014.福建理综，18,6分）如图，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动.质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端.现用外力作用在物块上，使两弹簧具有相同的压缩量；若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹