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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载考点 14 功能关系 能量守恒定律两年高考真题演练12022 江苏单科,9 多项 如下列图,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为 m、套在粗糙竖直固定杆 A 处的圆环相连,弹簧水平且处于原长；圆环从 A 处由静止开头下滑,经过 B 处的速度最大,到达 C处的速度为零, ACh；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；就圆环 A下滑过程中,加速度始终减小1 2B下滑过程中,克服摩擦力做的功为 4mv1C在 C处,弹簧的弹性势能为 4mv 2mghD上滑经过 B的速度大于下滑经过
2、 B 的速度22022 广东理综,16 下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B摩擦力做功消耗机械能C垫板的动能全部转化为内能D弹簧的弹性势能全部转化为动能32022 福建理综, 21 如图, 质量为 M的小车静止在光滑水平面上,小车 AB段是半径为 R的四分之一圆弧光滑轨道,BC段是长为 L 的水平粗糙轨道,两段轨道相切于 B 点；一质量为 m的滑块在小车上从 A点由静止开头沿轨道滑下,重力加速度为 g；1 如固定小车,求滑块运动过程中对小车的最大压力；2 如不固定小车, 滑块
3、仍从 A 点由静止下滑, 然后滑入 BC轨道,最终从 C点滑出小车；名师归纳总结 已知滑块质量mM 2,在任一时刻滑块相对地面速度的水平重量是小车速度大小的2 倍,滑第 1 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 块与轨道 BC间的动摩擦因数为学习必备欢迎下载 ,求：滑块运动过程中,小车的最大速度大小 vm；滑块从 B 到 C运动过程中,小车的位移大小 s；42022 北京理综,23 如下列图,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质量不计；物块 可视为质点 的质量为 m,在水平桌面上沿 x 轴运动,与桌面间的动摩擦因数为 ；以弹簧原长时物块
4、的位置为坐标原点 O,当弹簧的伸长量为 x 时, 物块所受弹簧弹力大小为 Fkx,k 为常量；1 请画出 F 随 x 变化的示意图；并依据Fx 图象求物块沿x 轴从 O点运动到位置x的过程中弹力所做的功；2 物块由 x1向右运动到x3,然后由 x3 返回到 x2,在这个过程中,a求弹力所做的功,并据此求弹性势能的变化量；b求滑动摩擦力所做的功；擦力势能” 的概念；并与弹力做功比较, 说明为什么不存在与摩擦力对应的“ 摩名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 考点 14 学习必备欢迎下载功能关系能量守恒定律一年模拟试题精练1
5、2022 北京四中高三月考 一块长木板 P放在固定斜面上,木板上又放物体 M,P、M之间有摩擦,斜面和木板的摩擦不计,以恒力 F 沿斜面对上拉木板 P,使之由静止运动一段距离 x1,M向上运动了 x2,且 x2x1；在此过程中,以下说法中正确选项 A外力 F 做的功等于 P和 M机械能的增量BP对 M的摩擦力做的功等于 M机械能的增量C外力 F 做的功等于 P和 M机械能的增量与 P 克服摩擦力做的功之和DP对 M摩擦力做的功等于 M对 P 摩擦力做的功22022 安徽省宣城市高三八校联考 如下列图, 轻弹簧一端固定在挡板上,质量为 m的物体以初速度 v0,沿水平面对左运动,起始点 A 与轻弹
6、簧自由端 O距离为 s,物体与水平面间的动摩擦因数为 ,物体与弹簧相碰后弹簧被压缩、由于弹力作用物体被向右反弹,回到 A 点的速度刚好为零,就 2v 0A弹簧的最大压缩量为 2 g2v 0B弹簧的最大压缩量为4 g1 2C弹簧获得的最大弹性势能为 4mv2D弹簧获得的最大弹性势能为 mv32022 湖北省八校高三联考 多项 如图甲所示,质量为 1 kg 的小物块以初速度v011 m/s 从 53 固定斜面底端先后两次滑上斜面,第一次对小物块施加一沿斜面对上的恒力 F,其次次无恒力 F；图乙中的两条线段 a、b 分别表示存在恒力 F和无恒力 F 时小物块沿斜面对上运动的 v t 图线；不考虑空气
7、阻力, g10 m/s 2,以下说法正确选项 cos 530.6 ,sin 53 0.8 A恒力 F 大小为 1 N B物块与斜面间动摩擦因数为 0.6 C有恒力 F 时,小物块在上升过程产生的热量较少D有恒力 F 时,小物块在上升过程机械能的削减量较小42022 河北省邯郸市高三质检 多项 B 后返回 A,C为如下列图,小球从A点以初速度v0 沿粗糙斜面对上运动,到达最高点名师归纳总结 AB的中点；以下说法中正确选项 第 3 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载A小球从 A 动身到返回A 的过程中,位移为零,外力做功为零
8、B小球从 A 到 C与从 C到 B 的过程,削减的动能相等C小球从 A 到 C与从 C到 B 的过程,速度的变化率相等D小球从 A 到 C与从 C到 B 的过程,缺失的机械能相等52022 湖南雅礼中学高三质检 如图甲所示, ABC为竖直放置的半径为 0.1 m 的半圆形轨道, 在轨道的最低点 A 和最高点 C各安装了一个压力传感器,可测定小球在轨道内侧通过这两点时对轨道的压力为 FA和 FC；质量为 0.1 kg 的小球,以不同的初速度 v 冲入 ABC轨道； g 取 10 m/s 2 最终结果可用根式表示 1 如 FA13 N ,求小球滑经 A 点时的速度 vA的大小；2 如 FC和 FA
9、的关系图线如图乙所示且FA13 N,求小球由A滑至 C的过程中缺失的机械能；62022 天津市六校高三联考 如下列图,一质量为m 2 kg 的滑块从半径为R0.2 m的光滑四分之一圆弧轨道的顶端 A处由静止滑下, A点和圆弧对应的圆心 O点等高,圆弧的底端 B 与水平传送带平滑相接；已知传送带匀速运行的速度为 v04 m/s ,B 点到传送带右端 C 点的距离为 L2 m；当滑块滑到传送带的右端 C时,其速度恰好与传送带的速度相同； g10 m/s 2 ,求：1 滑块到达底端 B 时对轨道的压力；2 滑块与传送带间的动摩擦因数 ；3 此过程中,由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量 Q；参考答
10、案考点 14 功能关系能量守恒定律两年高考真题演练1BD 由题意知, 圆环从 A到 C先加速后减速, 到达 B 处的加速度减小为零,故加速名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 度先减小后增大,故学习必备欢迎下载A 错误；依据能量守恒,从A 到 C有 mghWfEp,从 C到 A 有1 2mv 2Ep1 1mghWf,联立解得： Wf4mv 2,Epmgh4mv 2,所以 B 正确, C错误；依据能量守恒,从1 2 1 1 2 1A 到 B 有 mgh12mv B1 Ep1Wf 1,从 C 到 B 有 2mv 2 Ep22
11、mv B2W f 2mgh2,又有 2mv 2EpmghWf,联立可得 vB2vB1,所以 D正确； 2B 在弹簧压缩过程中,由于摩擦力做功消耗机械能,因此机械能不守恒,选项 A错误, B 正确；垫板的动能转化为弹性势能和内能,选项 C、D均错误； 3解析 1 滑块滑到 B点时对小车压力最大,从 A到 B 机械能守恒1 2mgR2mv B滑块在 B 点处,由牛顿其次定律知2Nmg mv R B解得 N3mg由牛顿第三定律知N 3mg2 滑块下滑到达 B 点时,小车速度最大；由机械能守恒得mgR1 2Mv m1 2m2 vm 2gR解得 vm3设滑块运动到 C点时,小车速度大小为 vC,由功能关
12、系1 2 1mgR mgL2Mv C2m2 vC 2设滑块从 B 到 C过程中,小车运动加速度大小为 a,由牛顿其次定律 mgMa由运动学规律名师归纳总结 2 2v C v m 2as1 3L第 5 页,共 8 页解得 s1 3L答案13 mg 2 gR34解析1 Fx图象如下列图- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载物块沿 x 轴从 O点运动到位置x 的过程中, 弹力做负功, 大小等于图线与x 轴所围成的图形的面积,所以有1 1W T2kxx2kx 22a. 物块由 x1向右运动到 x3的过程中,弹力做负功1 1 2 1 2W T12
13、kx1kx3 x3x1 2kx 12kx 3物块由 x3向左运动到 x2的过程中,弹力做正功1 1 2 1 2W T22 kx2kx3 x3x2 2kx 32kx 2整个过程中弹力做功W T W T1WT21 2kx2 11 2kx2 2弹性势能的变化量 Ep W T1 2kx2 21 2kx2 1b整个过程中,摩擦力做功W f mg2 x3x1x2 1 2 1 2弹力做功 WT2kx 12kx 2只与初、末状态的位置有关,与移动路径无关,所以我们可以定义一个由物块之间的相互作用力 弹力 和相对位置打算的能量弹性势能；而摩擦力做功与 x1、x2、x3 有关, 即与实际路径有关,答案 见解析一年
14、模拟试题精练1B 所以不行以定义与摩擦力对应的“ 摩擦力势能” ；名师归纳总结 2C 物体受到的滑动摩擦力大小为f mg,设弹簧的最大压缩量为x,就物块从A第 6 页,共 8 页点再回到 A点的过程中, 2 mgxs 1 22mv 0,弹簧的最大压缩量x2 v 04 gs,故 A、B项错误；从A 点到弹簧最大压缩量的过程中,Epm mgsx 1 2mv 20,因此最大弹性势能为Epm- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1 4mv 20,故 D错误, C正确； 学习必备欢迎下载3AD 依据 vt 中斜率等于加速度的意义可知 aa v t10111.1 m/
15、s 2 10 m/s 2,ab v t 20111 m/s 2 11 m/s 2,不受拉力时 mab mgsin 53 mgcos 53 ,代入数据得 0.5 ,受到拉力的作用时 maaFmgsin 53 mgcos 53 ,所以 F 1 N,故 A20v 0正确, B 错误；依据运动学公式 x2a,有恒力 F 时,小物块的加速度小,小物块上升的高度比较大, 所以在上升过程产生的热量较大,故 C错误； 小物块在最高点的重力势能比较大,而上升的过程动能的减小是相等的,所以在上升过程机械能的削减量较小,故 D正确； 4BCD 小球从 A 动身到返回A,位移为 0,但整个过程中摩擦力的方向与小球运动
16、的方向始终相反,故整个过程中摩擦力对物体做负功,故A 错误；设A 到 C 的高度和C 到 B的高度为 h,AC的距离为 s,斜面的倾角为 ,就有 ssin h,依据 mgh mgscos Ek,可知小球从 A到 C过程中与从 C到 B 过程中合外力对物体做的功相同,故小球削减的动能相等,故 B 正确；小球从 A 点沿粗糙斜面对上运动,是做匀减速直线运动,C 是 AB的中点,小球从 A 到 C与从 C到 B 过程, 速度的变化率相等,故 C正确；克服除重力之外其它力做多少功物体的机械能就削减多少,依据 mgscos E 可得小球从 A 到 C 过程与从 C到 B 的过程,缺失的机械能相等,故 D
17、正确； 5解析 1 由牛顿第三定律可知,小球在 A、C两点所受轨道的弹力大小 FNAFA, FNCFC2在 A 点由牛顿其次定律得 FNAmgmv R解得 vA2 3 m/s 22 在 C点由牛顿其次定律得 FNC mgmv R C对 A 至 C的过程,由动能定理得名师归纳总结 W f mg 2R1 2 2mv C1 2 2mv A第 7 页,共 8 页对 A 至 C的过程,由功能关系得 E 损| Wf| 由以上三式解得缺失的机械能为 E 损0.2 J ；答案123 m/s 20.2 J 6解析1 滑块从 A 运动到 B 的过程中,由机械能守恒定律得mgR1 22mv B- - - - - -
18、 -精选学习资料 - - - - - - - - - 解得 vB2gR2 m/s 学习必备欢迎下载2 v B 在 B 点： FNmgm R代入解得, FN60 N 由牛顿第三定律可知,滑块对轨道的压力大小为FN FN60 N ,方向竖直向下；2 滑块从 B 运动到 C的过程中,依据牛顿其次定律得 mgma又 v2 20v B2aL,联立以上两式解得 0.3 3 设滑块从 B运动到 C的时间为 t ,加速度a g3 m/s 2；由 v0vBat ,得 t v0 vB a42 3 s 2 3 s 8 在这段时间内传送带的位移为 s 传v0t 3 m 2 传送带与滑块的相对位移为 ss传L3 m 故滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量Q mg s 4 J ；名师归纳总结 答案160 N ,方向竖直向下20.3 34 J 第 8 页,共 8 页- - - - - - -