【金榜教師用書】2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)精講精練-高效演練-第6講-機(jī)械能守恒定律-功能關(guān)系

溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)整合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。高效演練1.(2022·天水一模)下列說法正確的是()A.物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),機(jī)械能肯定守恒B.物體所受的合力不做功,機(jī)械能肯定守恒C.物體所受的合力不等于零,機(jī)械能可能守恒D.物體所受的合力等于零,機(jī)械能肯定守恒【解析】選C。物體若在豎直方向向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不變,重力勢能增加,機(jī)械能增大,機(jī)械能不守恒,A錯(cuò)誤;物體所受的合力不做功,由動(dòng)能定理可知,物體的動(dòng)能是不變的,若運(yùn)動(dòng)在豎直方向上,重力勢能是變化的,機(jī)械能不守恒,B錯(cuò)誤;不管物體所受的合力是不是等于零,但除重力之外沒有其他力做功,機(jī)械能就守恒,若除重力之外其他力做功不為零,機(jī)械能就不守恒,C正確,D錯(cuò)誤。2.(2022·泉州模擬)如圖甲所示,傾角為θ的足夠長的傳送帶以恒定的速率v0沿逆時(shí)針方向運(yùn)行。t=0時(shí),將質(zhì)量m=1kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶上,物體相對地面的v-t圖像如圖乙所示。設(shè)沿傳送帶向下為正方向,重力加速度g取10m/s2,則()A.傳送帶的速率v0=12m/sB.傳送帶的傾角θ=30°C.物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4D.0～2.0s摩擦力對物體做功Wf=-24J【解析】選D。物體先以a1=10m/s2的加速度勻加速下滑,速度達(dá)到10m/s即傳送帶的運(yùn)動(dòng)速率v0,然后以a2=2m/s2加速下滑,A錯(cuò);據(jù)牛頓其次定律可得a1=g(sinθ+μcosθ),a2=g(sinθ-μcosθ),解得θ=37°,μ=0.5,B、C錯(cuò);據(jù)動(dòng)能定理可得0～2.0s摩擦力對物體做功Wf=-24J,D正確。3.將三個(gè)木板1、2、3固定在墻角,木板與墻壁和地面構(gòu)成了三個(gè)不同的三角形,如圖所示,其中1與2底邊相同,2和3高度相同?，F(xiàn)將一個(gè)可以視為質(zhì)點(diǎn)的物塊分別從三個(gè)木板的頂端由靜止釋放,并沿斜面下滑到底端,物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ均相同。在這三個(gè)過程中,下列說法不正確的是()A.沿著1和2下滑到底端時(shí),物塊的速度不同;沿著2和3下滑到底端時(shí),物塊的速度相同B.沿著1下滑到底端時(shí),物塊的速度最大C.物塊沿著3下滑到底端的過程中,產(chǎn)生的熱量是最多的D.物塊沿著1和2下滑到底端的過程中,產(chǎn)生的熱量是一樣多的【解析】選A。設(shè)木板與底邊夾角為α,底邊長為d,則物塊下滑克服摩擦力做功,Wf=μFN·L=μmgcosα·QUOTE=μmgd,得C、D對;由動(dòng)能定理mgh-Wf=QUOTEmv2得A錯(cuò),B對。4.如圖所示,固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連,彈簧的另一端固定在地面上的A點(diǎn),彈簧處于原長h。讓圓環(huán)沿桿滑下,滑到桿的底端時(shí)速度為零。則在圓環(huán)下滑過程中()A.圓環(huán)機(jī)械能守恒B.彈簧的彈性勢能先增大后減小C.彈簧的彈性勢能變化了mghD.彈簧的彈性勢能最大時(shí)圓環(huán)動(dòng)能最大【解析】選C。圓環(huán)受到重力、支持力和彈簧的彈力作用,支持力不做功,故環(huán)的機(jī)械能與彈簧的彈性勢能總和保持不變,故全過程彈簧的彈性勢能變化量等于環(huán)的機(jī)械能變化量,C正確。圓環(huán)的機(jī)械能不守恒,A錯(cuò)誤。彈簧垂直桿時(shí)彈簧的壓縮量最大,此時(shí)圓環(huán)有向下的速度,故此時(shí)彈性勢能比末狀態(tài)的彈性勢能小,即最終狀態(tài)彈簧被拉長,且彈性勢能達(dá)到最大,此時(shí)圓環(huán)的動(dòng)能為零,所以彈性勢能是先增加后減小最終又增大,B、D錯(cuò)誤。【總結(jié)提升】應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題時(shí)的三點(diǎn)留意(1)留意爭辯對象的選取:爭辯對象的選取是解題的首要環(huán)節(jié),有的問題選單個(gè)物體(實(shí)為一個(gè)物體與地球組成的系統(tǒng))為爭辯對象機(jī)械能不守恒,但選此物體與其他幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)為爭辯對象,機(jī)械能卻是守恒的。(2)留意爭辯過程的選取:有些問題爭辯對象的運(yùn)動(dòng)過程分幾個(gè)階段,有的階段機(jī)械能守恒,而有的階段機(jī)械能不守恒。因此,在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題時(shí)要留意過程的選取。(3)留意機(jī)械能守恒表達(dá)式的選取:守恒觀點(diǎn)的表達(dá)式適用于單個(gè)或多個(gè)物體機(jī)械能守恒的問題,解題時(shí)必需選取參考平面。而后兩種表達(dá)式都是從“轉(zhuǎn)化”和“轉(zhuǎn)移”的角度來反映機(jī)械能守恒的,不必選取參考平面。5.節(jié)能混合動(dòng)力車是一種可以利用汽油及所儲(chǔ)存電能作為動(dòng)力來源的汽車。有一質(zhì)量m=1000kg的混合動(dòng)力轎車,在平直大路上以v1=90km/h勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為P=50kW。當(dāng)駕駛員看到前方有80km/h的限速標(biāo)志時(shí),保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變,馬上啟動(dòng)利用電磁阻尼帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)工作給電池充電,使轎車做減速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)L=72m后,速度變?yōu)関2=72km/h。此過程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率的QUOTE用于轎車的牽引,QUOTE用于供應(yīng)發(fā)電機(jī)工作,發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最終有50%轉(zhuǎn)化為電池的電能。假設(shè)轎車在上述運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力保持不變。求:(1)轎車以90km/h的速度在平直大路上勻速行駛時(shí),所受阻力F阻的大小;(2)轎車速度從90km/h減速到72km/h的過程中,獲得的電能E電;(3)轎車僅用其在上述減速過程中獲得的電能E電維持72km/h勻速運(yùn)動(dòng)的距離L′。【解題指南】解答本題應(yīng)留意以下兩點(diǎn):(1)牽引轎車的功率恒定,轎車的運(yùn)動(dòng)不是勻變速直線運(yùn)動(dòng);(2)由動(dòng)能定理求動(dòng)身動(dòng)機(jī)輸出的總能量,從而求出輸送給發(fā)電機(jī)的總能量。【解析】(1)轎車牽引力與輸出功率關(guān)系P=F牽v,將P=50kW,v1=90km/h=25m/s代入得F牽=QUOTE=2×103N當(dāng)轎車勻速行駛時(shí),牽引力與阻力大小相等,有F阻=2×103N(2)在減速過程中,留意到發(fā)動(dòng)機(jī)只有QUOTEP用于轎車的牽引。依據(jù)動(dòng)能定理得:QUOTEPt-F阻L=QUOTEmQUOTE-QUOTEmQUOTE代入數(shù)據(jù)解得:Pt=1.575×105J電源獲得的電能為E電=50%×QUOTEPt=6.3×104J(3)依據(jù)題意,轎