当前位置: 首页 > >

2018版高考物理二轮教师用书:第1部分 专题6 机械能守恒定律 功能关系 Word版含解析

发布时间:

专题六 机械能守恒定律 功能关系 —————[知识结构互联]———————[核心要点回扣]—————— 1.机械能守恒定律的三种观点 (1)守恒观点:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,要选零势能参考面 (2)转化观点:ΔEk=-ΔEp,不用选零势能参考面 (3)转移观点:ΔEA=-ΔEB,不用选零势能参考面. 2.力学中五种常见的功能关系 考点 1 机械能守恒定律的应用 (对应学生用书第 28 页) ■品真题· 感悟高考……………………………………………………………· [考题统计] 五年 6 考: 2015 年Ⅱ卷 T21 2016 年Ⅱ卷 T16、T21、Ⅲ卷 T24 2014 年Ⅱ卷 T15、T17 [考情分析] 1.本考点高考命题选择题集中在物体系统机械能守恒及物体间的做功特点、力 与运动的关系;计算题结合*抛、圆周运动等典型运动为背景综合考查. 2.熟练掌握并灵活应用机械能的守恒条件、掌握常见典型运动形式的特点及规 律是突破该考点的关键. 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 题目中有特别说明及暗示. 1.(系统机械能守恒)(多选)(2015· Ⅱ卷 T21)如图 61 所示,滑块 a、b 的质量均为 m,a 套在固定竖直杆上,与光滑水*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,重力 加速度大小为 g.则( ) 【导学号:19624070】 图 61 A.a 落地前,轻杆对 b 一直做正功 B.a 落地时速度大小为 2gh C.a 下落过程中,其加速度大小始终不大于 g D.a 落地前,当 a 的机械能最小时,b 对地面的压力大小为 mg [题眼点拨] ①刚性轻杆不伸缩,两滑块沿杆的分速度相同;②轻杆对滑 块 a、b 都做功,系统机械能守恒. BD [由题意知,系统机械能守恒.设某时刻 a、b 的速度分别为 va、vb. 此时刚性轻杆与竖直杆的夹角为 θ,分别将 va、vb 分解,如图.因为刚性 杆不可伸长,所以沿杆的分速度 v∥与 v′∥是相等的,即 vacos θ=vbsin θ. 1 2 当 a 滑至地面时 θ=90° ,此时 vb=0,由系统机械能守恒得 mgh=2mva , 解得 va= 2gh,选项 B 正确.同时由于 b 初、末速度均为零,运动过程中 其动能先增大后减小,即杆对 b 先做正功后做负功,选项 A 错误.杆对 b 的作用先是推力后是拉力,对 a 则先是阻力后是动力,即 a 的加速度在受 到杆的向下的拉力作用时大于 g,选项 C 错误.b 的动能最大时,杆对 a、 b 的作用力为零,此时 a 的机械能最小,b 只受重力和支持力,所以 b 对 地面的压力大小为 mg,选项 D 正确.正确选项为 B、D.] (多选)在第 1 题中, 若将轻杆换成轻绳,如图 62 所示,将质量为 2m 的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为 m 的环,环套在竖直固 定的光滑直杆上,光滑定滑轮与直杆的距离为 d.杆上的 A 点与定滑轮等高, 杆上的 B 点在 A 点正下方距离为 d 处.现将环从 A 处由静止释放,不计一切 摩擦阻力,下列说法正确的是( ) 图 62 d A.环到达 B 处时,重物上升的高度 h=2 B.环到达 B 处时,环与重物的速度大小相等 C.环从 A 到 B,环减少的机械能等于重物增加的机械能 4d D.环能下降的最大高度为 3 CD [环到达 B 处时, 对环的速度进行分解, 可得 v 环 cos θ=v 物 ,由题图中几何关系可知 θ=45° ,则 v 环= 2v 物,B 错误; 因环从 A 到 B,环与重物组成的系统机械能守恒,则环减少的 机械能等于重物增加的机械能,C 正确;当环到达 B 处时,由 题图中几何关系可得重物上升的高度 h=( 2-1)d,A 错误;当环下落到 最低点时,设环下落高度为 H,由机械能守恒有 mgH=2mg( H2+d2-d), 4 解得 H=3d,故 D 正确.] 2.(单个物体的机械能守恒)(2016· Ⅲ卷 T24)如图 63 所示,在竖直*面 1 1 内有由4圆弧 AB 和2圆弧 BC 组成的光滑固定轨道, 两者在最低点 B R *滑连接.AB 弧的半径为 R,BC 弧的半径为 2 .一小球在 A 点正上方与 A 相 R 距 4 处由静止开始自由下落,经 A 点沿圆弧轨道运动. 图 63 (1)求小球在 B、A 两点的动能之比; (2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到 C 点. [题眼点拨] ①“光滑固定轨道”说明运动过程机械能守恒; ②“运动到 C 点”说明在 C 点轨道对球压力 N≥0. 【解析】 (1)设小球的质量为 m,小球在 A 点的动能为 EkA,由机械能守 恒定律得 EkA=mg R 4 ① 5R ② 4 设小球在 B 点的动能为 EkB,同理有 EkB=mg 由①②式得 EkB =5. EkA ③ (2)若小球能沿轨道运动到 C 点,则小球在 C 点所受轨道的正压力 N 应满 足 N≥0 ④ 设小球在 C 点的速度大小为 vC,由牛顿第二定律和向心加速度公式有 N+ v2 C mg=m R 2 由④⑤式得,vC 应满足 mg≤m 2v2 C ⑤ R ⑥ ⑦ R 1 由机械能守恒定律得 mg = mv2 C 4 2 由⑥⑦式可知,小球恰好可以沿轨道运动到 C 点. 【答案】 (1)5 (2)能沿轨道运动到 C 点 (2014· Ⅱ卷 T17)如图所示,一质量为 M 的光滑大圆环,用一细轻杆 固定在竖直*面内;套在大环上质量为 m 的小环(可视为质点),从大环的最 高处由静止滑下.重力加速度大小为 g.当小环滑到大环的最低点时,大环对 轻杆拉力的大小为( ) A.Mg-5mg C.Mg+5mg B.Mg+mg D.Mg+10mg C



友情链接: