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广西2022年高考物理 核心考点复习冲刺六 机械能
广西2022年高考物理 核心考点复习冲刺六 机械能
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广西2022年高考核心考点复习冲刺六机械能动量、机械能一直都是高考的“重中之重”,是高考的热点和难点,涉及这部分内容的考题不但题型全、分量重,而且还经常有高考压轴题。经常考查动量定理、动量守恒定律、变力做功、动能定理、机械能守恒、功能关系等。常与本部分知识发生联系的知识有:牛顿运动定律、圆周运动、带电粒子在电场和磁场中的运动、核反应等,一般过程复杂、难度大、能力要求高。本考点的知识还常以碰撞模型、爆炸模型、弹簧模型、子弹射击木块模型、传送带模型等为载体考查考生将物理问题经过分析、推理转化为数学问题,然后运用数学知识解决物理问题的能力。所以复习时要重视对基本概念、规律的理解掌握,加强建立物理模型、运用数学知识解决物理问题的能力。【示例1】在世界杯足球比赛中,英国队的贝克汉姆在厄瓜多尔队禁区附近主罚定位球,并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门。如图4-1所示,球门的高度为h,足球飞入球门的速度为v,足球的质量为m,则贝克汉姆球员将足球踢出时对足球做的功W为(不计空气阻力)A.等于B.大于C.小于D.因为球的轨迹形状不确定,所以做功的大小无法确定-13-\n【示例2】如图4-2甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接,并静止在光滑的水平面上。现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s,以此刻为计时起点,两物块的速度随时间变化的规律如图4-2乙所示,从图象信息可得-1123t1t/st2t3t4v/(m/s)AB乙m1m2v甲AB图4-2A.在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s,且弹簧都是处于压缩状态B.从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长C.两物体的质量之比为m1∶m2=1∶2D.在t2时刻A与B的动能之比为Ek1∶Ek2=1∶8【解析】由图像可知,在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s,但t1时刻弹簧压缩到最短,t3时刻弹簧伸长到最长,A项、B项都错误;由动量守恒定律,m1v0=(m1+m2)v,代入数据,3m1=m1+m2,m1∶m2=1∶2,C项正确;在t2时刻A的动能,B的动能,结合m1∶m2=1∶2,得Ek1∶Ek2=1∶8,D项正确。【答案】CD-13-\n【示例3】如图4-3所示,在光滑的水平面上停放着一辆平板车,在车上的左端放有一木块。车左边紧邻一个固定在竖直面内、半径为的圆弧形光滑轨道,已知轨道底端的切线水平,且高度与车表面相平。现有另一木块(木块、均可视为质点)从圆弧轨道的顶端由静止释放,然后滑行到车上与发生碰撞。两木块碰撞后立即粘在一起在平板车上滑行,并与固定在平板车上的水平轻质弹簧作用后被弹回,最后两木块刚好回到车的最左端与车保持相对静止。已知木块的质量为,木块的质量为,车的质量为,重力加速度为,设木块、碰撞的时间极短可以忽略。求:图4-3(1)木块、碰撞后的瞬间两木块共同运动速度的大小。(2)木块、在车上滑行的整个过程中,木块和车组成的系统损失的机械能。(3)弹簧在压缩过程中所具有的最大弹性势能。【解析】(1)设木块A到达圆弧底端时得速度为,对木块A沿圆弧下滑的过程,根据机械能守恒定律,有在A、B碰撞的过程中,两木块组成的系统动量守恒,设碰撞后的共同速度大小为,则解得(2)A、B在车上滑行的过程中,A、B及车组成的系统动量守恒。A、B滑到车的最左端时与车具有共同的速度,设此时速度大小为v,根据动量守恒定律,有A、B在车上滑行的整个过程中系统损失的机械能为-13-\n【示例4】如图4-4甲所示,质量mB=1kg的平板小车B在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向左匀速运动.当t=0时,质量mA=2kg的小铁块A以v2=2m/s的速度水平向右滑上小车,A与小车间的动摩擦因数为μ=0.2。若A最终没有滑出小车,取水平向右为正方向,g=10m/s2,则(1)A在小车上停止运动时,小车的速度为多大?(2)小车的长度至少为多少?(3)在图4-4乙所示的坐标纸中画出1.5s内小车B运动的速度一时间图像。-0.5v/(m/s)1.51.00.501.51.00.5t/s乙-1.5-1.0甲v2v1BA图4-4-13-\n1.科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情境,他们使两个带正电的不同重离子被加速后,沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞.为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的( )A.速率 B.质量 C.动量 D.动能【答案】 C【解析】根据能量转化与守恒知,只有碰后动能越小,内能才能越大,即碰后系统的总动量越小,动能就越小.所以设法使这两个重离子在碰时瞬间具有相同大小的动量,C项正确.2.如右图所示,光滑的水平地面上放着一个光滑的凹槽,槽两端固定有两轻质弹簧,一弹性小球在两弹簧间往复运动,把槽、小球和弹簧视为一个系统,则在运动过程中( )-13-\nA.系统的动量守恒,机械能不守恒B.系统的动量守恒,机械能守恒C.系统的动量不守恒,机械能守恒D.系统的动量不守恒,机械能不守恒3.两辆质量相同的小车,置于光滑的水平面上,有一人静止在小车A上,两车静止,如下图所示.当这个人从A车跳到B车上,接着又从B车跳回A车并与A车保持相对静止,则A车的速率( )A.等于零B.小于B车的速率C.大于B车的速率D.等于B车的速率4.甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动,已知它们的动量分别是p甲=5kg·m/s,p乙=7kg·m/s,甲追乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为p乙′=10kg·m/s,则两球质量m甲与m乙的关系可能是( )A.m甲=m乙B.m乙=2m甲C.m乙=4m甲D.m乙=6m甲【答案】 C【解析】由碰撞中动量守恒可求得p甲′=2kg·m/s,-13-\n5.如图5-13所示,水平传送带保持1m/s的速度运动,一质量为1kg的物体与传送带间的动摩擦因数为0.2.现将该物体无初速地放到传送带上的A点,然后运动到了距A点1m的B点,则传送带对该物体做的功为( ).图5-13A.0.5JB.2JC.2.5JD.5J【解析】物块加速度a=μg=2m/s2,经0.5s速度达到1m/s,位移为0.25m,然后随传送带匀速运动,故传送带对物体做功W=mv2=0.5J.【答案】A6.一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用.此后,该质点的动能可能( ). A.一直增大B.先逐渐减小至零,再逐渐增大C.先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小D.先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大【解析】 若力F的方向与初速度v0的方向一致,则质点一直加速,动能一直增大,-13-\n7.如图5-14所示,质量为M的物体放在光滑水平地面上,受与水平方向成α角的恒定拉力F作用,从静止开始沿水平地面运动,在时间t内,拉力F对物体所做的功为W.若仅改变上述某一个量,物体还是从静止开始沿水平地面运动,下列可使拉力做的功为2W的是( ).图5-14A.物体质量减小为B.拉力增大为2FC.做功时间增长为2tD.α角从60°变为0°8.质量均为m的两物块A、B以一定的初速度在水平面上只受摩擦力而滑动,如图5-15所示是它们滑动的最大位移x与初速度的平方v的关系图象,已知v=2v,下列描述中正确的是( ).图5-15A.若A、B滑行的初速度相等,则到它们都停下来时滑动摩擦力对A做的功是对B做功的2倍B.若A、B滑行的初速度相等,则到它们都停下来时滑动摩擦力对A做的功是对B做功的C.若A、B滑行的最大位移相等,则滑动摩擦力对它们做的功相等D.若A、B滑行的最大位移相等,则滑动摩擦力对B做的功是对A做功的2倍【解析】 由于两物块质量均为m,若A、B-13-\n滑行的初速度相等则初动能相等,由动能定理得-Wf=0-mv,即滑动摩擦力做的功相等,A、B错;若A、B滑行的最大位移相等,由题意可知v=2v,B的初动能是A的初动能的2倍,滑动摩擦力对B做的功是对A做功的2倍,C错、D对.【答案】D10.质量为m的汽车在平直路面上启动,启动过程的速度图象如图5-17所示,从t1时刻起汽车的功率保持不变,整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff,则( ).图5-17A.0~t1时间内,汽车的牵引力等于mB.t1~t2时间内,汽车的功率等于v1C.汽车运动的最大速度v2=v1D.t1~t2时间内,汽车的平均速度小于【解析】 由题图可知,0~t1阶段,汽车做匀加速直线运动,a=,F1-Ff=ma-13-\n,联立得,F1=m+Ff,选项A错误;在t1时刻汽车达到额定功率P=F1v1=v1,t1~t2时间内,汽车保持额定功率不变,选项B正确;t2时刻,速度达到最大值v2,此时刻F2=Ff,P=F2v2,v2==v1,选项C正确;由v-t图线与横轴所围面积表示位移的大小可知,t1~t2时间内,汽车的平均速度大于,选项D错误.【答案】BC11.如图5-18所示,分别用恒力F1、F2先后将质量为m的物体由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至顶端,两次所用时间相同,第一次力F1沿斜面向上,第二次力F2沿水平方向.则两个过程( ).图5-18A.物体动能变化量相同B.物体机械能变化量相同C.F1做的功与F2做的功相同D.F1做功的功率比F2做功的功率大12.一质量为m的带电液滴以竖直向下的初速度v0进入某电场中,由于电场力和重力的作用,液滴沿竖直方向下落一段距离h后,速度变为零.以下判断正确的是( ).A.电场力对液滴做的功为B.液滴克服电场力做的功为mgh+mvC.液滴的机械能减少mghD.液滴受到的电场力大于它的重力【解析】由动能定理mgh-W电=0-mv,所以W电=mgh+mv-13-\n,A错,B对;液滴减少的机械能等于电场力做的功,C错;因为竖直方向做的是减速运动,电场力大于重力,D对.【答案】BD13.小球由地面竖直上抛,上升的最大高度为H,设所受阻力大小恒定,地面为零势能面.在上升至离地高度h处,小球的动能是势能的4倍,在下落至离地高度h处,小球的势能是动能的4倍,则h等于( ).A.B.C.D.14.如图5-19所示,光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点.轻弹簧左端固定于竖直墙面,现将质量为m1的滑块压缩弹簧至D点,然后由静止释放,滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面,上升到最大高度,并静止在斜面上.不计滑块在B点的机械能损失;换用相同材料质量为m2的滑块(m2>m1)压缩弹簧至同一点D后,重复上述过程,下列说法正确的是( ).图5-19A.两滑块到达B点的速度相同B.两滑块沿斜面上升的最大高度相同C.两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同D.两滑块上升到最高点过程机械能损失相同【解析】 设弹簧的弹性势能为Ep,对D→B过程由能量守恒得Ep=mv,因为m2>m1,所以选项A错.对D→最大高度过程,由能量守恒得Ep=mgh+μmgcosθ·即mh=.-13-\n所以选项B错,C、D均正确.【答案】CD15.如图5-20甲所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AB和光滑半圆轨道BC组成,斜面底端通过一小段圆弧(图中未画出,长度可不计)与轨道相切于B点.斜面的倾角为37°,半圆轨道半径为1m,B是圆轨道的最低点,C为最高点.将一小物块置于轨道AB上离地面高为H处由静止下滑,用力传感器测出其经过B点时对轨道的压力F,改变H的大小,可测出相应的F的大小,F随H的变化规律如图5-20乙所示.物块在某次运动时,由H=8.4m处释放,通过C后,又落回到斜面上D点.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求:图5-20(1)物块的质量及物块与斜面间的动摩擦因数.(2)物块落到D点时的速度大小.16.圆弧轨道AB固定于地面上,半径R=2m,所对圆心角为60°,其末端与逆时针转动的水平传送带相切于B点,如图5-21所示,传送带长l=1.5m,速度v=4m/s.一质量为m=0.1kg的滑块从最高点A由静止开始滑下并滑上水平传送带,运动到B点时速度vB=-13-\n3m/s.图5-21(1)求滑块在圆弧AB上克服摩擦力做的功;(2)若滑块不从右端滑离传送带,滑块与传送带的动摩擦因数μ应满足什么条件?(3)若传送带与滑块的动摩擦因数μ=0.6,求滑块从B点滑到离B点最远过程中产生的热量Q.-13-
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高考 - 三轮冲刺
发布时间:2022-08-25 23:30:00
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