（三维设计）2016年高三物理二轮复习（word版教参）第一部分 专题二 第二讲 机械能守恒定律 功能关系

（三维设计）2016年高三物理二轮复习（word版教参）第一部分 专题二 第二讲 机械能守恒定律 功能关系内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 考查机械能守恒的判断如图 1 所示，将一个内、外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁。 现让一小球自左端槽口 A 点的正上方由静止开始下落，从 A 点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是()图 1A小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功B小球从 A 点向半圆形槽的最低点运动的过程中，小球处于失重状态C小球从 A 点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒D小球从下落到从右侧离开槽的过程中机械能守恒解析：选 C小球从 A 点向半圆形槽的最低点运动的过程中，半圆形槽有向左运动的趋势，但是实际上没有动，整个系统 2、只有重力做功，所以小球与槽组成的系统机械能守恒；而小球过了半圆形槽的最低点以后，半圆形槽向右运动，由于系统没有其他形式的能量产生，满足机械能守恒的条件，所以系统的机械能守恒；小球从开始下落至到达槽最低点前，小球先失重，后超重；当小球向右上方滑动时，半圆形槽也向右移动，半圆形槽对小球做负功，小球的机械能不守恒。 2考查机械能守恒定律与抛体运动(2015福建梧桐中学期中)如图 2 所示，质量、初速度大小都相同的 A、B、C 三个小球，在同一水平面上，A 球竖直上抛，B 球以倾斜角 斜向上抛，空气阻力不计，C 球沿倾角为 的光滑斜面上滑，它们上升的最大高度分别为 hA、h B、 ()对应诊断卷 世昌的 3、博客 h Ah Bh C Bh Ah Dh Ah C DA 球和 C 球上升到最高点时速度均为零，而 B 球上升到最高点时仍有水平方向的速度，即仍有动能。 对 A、C 球列方程为 h。 12 球列方程为 0，12 12所以 hAh C D 正确。 3考查机械能守恒与平抛运动(2015长春调研)如图 3 所示，水平地面上固定一个光滑轨道 轨道由两个半径均为 R 的 圆弧 、 平滑连接而成，O 1、O 2 分别为两段圆弧所对应的圆心，O 1连14 将一质量为 m 的小球 (可视为质点)由轨道上 A 点静止释放，则小球落地点到 )图 3A2R B. R D. C由题意结合机械能守恒定律，可得小球下滑至第 4、二个四分之一圆轨道顶端时的速度大小为 v ，方向水平向右。 在第二个四分之一圆轨道顶端的临界速度 于 v以小球将做平抛运动，结合平抛运动规律，可得小球落地点到 A 点的R，所以选项 C 正确。 4考查单个物体的机械能守恒与平抛、圆周、直线运动的结合(2015宿迁一模)如图 4，半径 R0.5 m 的光滑圆弧轨道 足够长的粗糙轨道 C 处平滑连接，O 为圆弧轨道 圆心，B 点为圆弧轨道的最低点，半径 C 与夹角分别为 53和 37。 将一个质量 m0.5 物体(视为质点) 从 A 点左侧高为h0.8 m 处的 P 点水平抛出，恰从 A 点沿切线方向进入圆弧轨道。 已知物体与轨道 的动摩擦因数 力加速度 5、g10 m/s 2，70.6，37：高中物理资源下载平台世昌的博客 (1)物体水平抛出时的初速度大小 2)物体经过 B 点时，对圆弧轨道压力大小 3)物体在轨道 运动的距离 x。 解析：(1)由平抛运动规律知 4 m/v0v 73 m/s。 (2)对从 P 至 B 点的过程，由机械能守恒有mg(hR 3) 2经过 B 点时，由向心力公式有 mgN34 轨道的压力大小为 4 N，方向竖直向下。 (3)因 77，物体沿轨道 上作匀减速运动，速度减为零后不会下滑从 B 到上滑至最高点的过程，由动能定理有 7)(mg 77)x 0 x mD 上运动通过的路程 x 约为 m。 答案：(1)3 m/s(2)34 6、N，竖直向下 (3)个物体的机械能守恒5. 考查物体与弹簧组成的系统机械能守恒如图 5 所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为 m 的小球 A，若将小球 A 从弹簧原长位置由高中物理资源下载平台世昌的博客。 小球 A 能够下降的最大高度为 h。 若将小球 A 换为质量为 2m 的小球 B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球 B 下降 h 时的速度为(已知重力加速度为 g，且不计空气阻力)()图 5A. D0 B质量为 m 的小球 A，下降到最大高度 h 时，速度为零，重力势能转化为弹簧弹性势能，即 Ep量为 2m 的小球下降 h 时，根据功能关系有 2 p (2m)12得 v ，选项 B 正确。 考查 7、物体与弹簧组成的系统机械能守恒(2015天津高考)如图 6 所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为 m 的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。 现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为 L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为 2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中( )图 6A圆环的机械能守恒B弹簧弹性势能变化了 环下滑到最大距离时，所受合力为零D圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变解析：选 B圆环沿杆下滑的过程中，圆环与弹簧组成的系统动能、弹性势能、重力势能之和守恒，选项 A、D 错误；弹簧长度为 2L 时，圆环下落的高度 h L，根 8、据机械能守3恒定律，弹簧的弹性势能增加了 Ep项 B 正确；圆环释放后，圆环向下3先做加速运动，后做减速运动，当速度最大时，合力为零，下滑到最大距离时，具有向上的加速度，合力不为零，选项 C 错误。 高中物理资源下载平台世昌的博客 考查用杆连接的两物体机械能守恒问题(多选)(2015广东第二次大联考)如图 7 所示，有一光滑轨道 B 部分为半径为 R 的圆弧，分水平，质量均为 m 的小球 a、b 固定在竖直轻杆的两端，轻杆长为 R，不14计小球大小。 开始时 a 球处在圆弧上端 A 点，由静止释放小球和轻杆，使其沿光滑轨道下滑，下列说法正确的是( )图 7Aa 球下滑过程中机械能保持不变Ba、b 9、两球和轻杆组成的系统在下滑过程中机械能保持不变Ca、b 滑到水平轨道上时速度为 2释放到 a、b 滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对 a 球做的功为 机械能守恒的条件得，a 机械能不守恒，a、b 系统机械能守恒，所以 正确。 对 统由机械能守恒定律得： 得12v ，C 错误。 对 a 由动能定理得： 得 W ，D 正确。 3考查用绳连接的两物体机械能守恒问题(多选)如图 8 所示，圆心在 O 点、半径为 R 的光滑圆弧轨道 直固定在水平桌面上， 夹角为 60，轨道最低点 A 与桌面相切。 一足够长的轻绳两端分别系着质量为 两个小球(均可视为质点) ，挂在圆弧轨道光滑边缘 C 的两边，开始时 于C 点，然 10、后从静止释放，则()图 8A在 C 点下滑到 A 点的过程中两球速度大小始终相等B在 C 点下滑到 A 点的过程中重力对 功的功率先增大后减小C若 好能沿圆弧下滑到 A 点，则 m 2高中物理资源下载平台世昌的博客 若 好能沿圆弧下滑到 A 点，则 m 2解析：选 BCm 1由 C 点从静止下滑到 A 点的过程中，m 1、m 2和地球组成的系统机械能守恒，m 1速度沿轻绳方向的分速度和 项错误；在 点下滑到 A 点的过程中，在 C 点，重力的功率为零；在 A 点，重力与速度方向垂直，其功率仍为零，因此重力做功的功率先增大后减小，B 项正确；若 点，根据机械能守恒定律得，m 160)m 2得，m 11、 12m 2，C 项正确，D 项错误。 考点三 功能关系的应用9.考查动能、弹性势能与内能的相互转化(2015东北三省三校一模)如图 9 所示，劲度系数为 k 的轻弹簧一端固定在墙上，一个小物块(可视为质点)从 A 点以初速度 左运动，接触弹簧后运动到 C 点时速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内。 点间距离为 L，物块与水平面间动摩擦因数为 ，重力加速度为 g，则物块由 A 点运动到 C 点的过程中，下列说法正确的是()图 9A弹簧和物块组成的系统机械能守恒B物块克服摩擦力做的功为 簧的弹性势能增加量为 块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生的热量之和解析：选 D物块与水平面间动摩擦因数为 12、，由于摩擦力做功机械能减小，故 A 错误；此过程动能转换为弹性势能和内能，根据能量守恒知物块克服摩擦力做的功为W f p 弹 ，故 B 错误，D 正确；根据 B 分析知 C 错误。 12 1210考查动能、弹性势能的转化问题(2015淮安模拟)“弹弓”一直是孩子们最喜爱的弹射类玩具之一，其构造如图 10 所示，橡皮筋两端点 A、B 固定在把手上，橡皮筋 好处于原长状态，在 C 处(线的中垂线上)放一固体弹丸，一手执把，另一手将弹丸拉至 D 点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下迅速发射出去，打击目标，现将弹丸竖直向上发射，已知 E 是 点，则()高中物理资源下载平台世昌的博客 从 D 到 C，弹丸的机械能守恒B从 D 到 C，弹丸的动能一直在增大C从 D 到 C，弹丸的机械能先增大后减小D从 D 到 E 弹丸增加的机械能大于从 E 到 C 弹丸增加的机械能解析：选 D从 D 到 C，橡皮筋对弹丸做正功，弹丸机械能一直在增加，A、C 错；从 橡皮筋作用在弹丸上的合力大于从 E 到 C 橡皮筋作用在弹丸上的合力，两段高度相等，所以 橡皮筋。