1、第五章 机械能及其守恒定律热点强化突破(五)第五章 机械能及其守恒定律热点1 功、能量中的图象问题 以图象的形式考查做功及功能关系，是近几年高考的热点题型解决这类问题的关键是弄清图象所描述的各个物理过程，判断所遵循的规律第五章 机械能及其守恒定律1(单选)(2015苏北四市调研)如图所示，某同学斜向上抛出一石块，空气阻力不计下列关于石块在空中运动过程中的速率v、加速度a、水平方向的位移x和重力的瞬时功率P随时间t变化的图象中，正确的是()C第五章 机械能及其守恒定律解析：石块做斜上抛运动，可分解为竖直方向上的上抛运动和水平方向上的匀速直线运动，水平位移 xv0 xt 与时间成正比，C 正确；由
2、于整个过程中石块只受重力，所以 ag保持不变，B 错误；石块在竖直方向上做上抛运动，所以重力的瞬时功率 Pmg(v0ygt)，与时间不成正比，D 错误；石块在运动过程中的速率 vv2xv2yv20 xv0ygt2，石块的速率最小为 v0 x0，A 错误第五章 机械能及其守恒定律2.(单选)如图所示为一质点由静止开始在合外力 F 作用下的 Ft 图象(FF0sin 2tt4)，力的方向始终在同一条直线上下列说法中正确的是()A在 t1 时刻质点的速度最大B在 t2 时刻质点的动能最大C在 t4 时刻质点刚好返回出发点D0t1 与 t1t2 时间内质点加速度的方向相反B第五章 机械能及其守恒定律解
3、析：0t2时间内力的方向不变，所以t2时刻 质点的速率最大，动能最大，A错，B对；t2t4时间内力的方向与0t2时间内相反，根据三角函数的对称性，t4时刻质点离出发点最远，C错；0t2时间内，力的方向不变，加速度的方向不变，D错第五章 机械能及其守恒定律3.(单选)(2015保定调研)质量为2 kg的物体，放在动摩擦因数0.1的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功W随物体位置x变化的关系如图所示重力加速度g取10 m/s2，则()A在x0至x3 m的过程中，物体的加速度是2.5 m/s2 B在x0至x3 m的过程中，物体的加速度是1.5 m/s2 Cx6 m时，物体的速度
4、约为20 m/s Dx3 m至x9 m的过程中，物体做匀加速运动B第五章 机械能及其守恒定律解析：根据功的定义，图象中图线的斜率大小等于水平拉力的大小，即在 x0 至 x3 m 的过程中，水平拉力 F15 N，对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可得 F1mgma1，a11.5 m/s2，A 错误，B 正确；在 x3 m 至 x9 m 的过程中，水平拉力 F22 N对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可得 F2mgma2，a20，物体做匀速运动，D 错误；由匀变速直线运动公式可得 x13 m 时，v 2a1x13 m/s，由 a20，知 C 错误第五章 机械能及其守恒定律4(多选)(2015武汉调
5、研)如图所示，倾斜传送带沿逆时针方向匀速转动，在传送带的A端无初速度放置一物块选择B端所在的水平面为参考平面，物块从A端运动到B端的过程中，物块的机械能E与其位移x的关系图象可能正确的是()BD第五章 机械能及其守恒定律解析：由于参考平面为B端所在水平面，因而初始机械能大于零物块沿传送带下滑，若摩擦力一直沿传送带向下，摩擦力做正功，机械能增大，选项A错误，选项B正确；物块沿传送带下滑，若摩擦力先向下后向上，则摩擦力先做正功后做负功，机械能先增大再减小，选项C错误，选项D正确第五章 机械能及其守恒定律热点2 用动力学和能量观点解决多过程问题 多过程问题在高考中常以压轴题的形式出现，涉及的模型主要
6、有：木板滑块模型、传送带模型、弹簧模型等，涉及的运动主要有直线运动、圆周运动和平抛运动等第五章 机械能及其守恒定律5.(单选)如图所示，水平地面上固定一倾角为 37的足够长的光滑斜面，斜面上放一质量为 mA2.0 kg、长 l3 m 的薄板 A.质量为 mB1.0 kg 的滑块 B(可视为质点)位于薄板 A 的最下端，B 与 A 之间的动摩擦因数 0.5.开始时用外力使 A、B 均静止在斜面上，某时刻给 B 一个沿斜面向上的初速度 v05.0 m/s 的同时撤去外力，则下列说法中正确的是(重力加速度取 g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)()A在滑块向上滑行的过程中，A、
7、B 的加速度大小之比为 52B从 A、B 开始运动到 A、B 沿斜面向下的速度相同所经历的时间为 1 sC整个过程中滑块 B 克服摩擦力所做的功为259 JD整个过程中因摩擦产生的热量为 5 JC第五章 机械能及其守恒定律解析：由题中条件可知，当滑块 B 向上运动时，薄板 A 将沿斜面向下运动由受力分析和牛顿第二定律可知：aA4 m/s2，方向沿斜面向下；aB10 m/s2，方向沿斜面向下，故在滑块向上滑行的过程中，A、B 的加速度大小之比为 25，选项 A 错误；开始运动时，滑块 B 向上做匀减速直线运动，减速到零所需要的时间 t10.5 s，此时薄板 A 的速度大小为 vAaAt12 m/
8、s，然后 A、B 都将向下运动，且 A、B 的加速度不变，若最后速度相同则有vAaAt2aBt2，代入数据可解得 t213 s，共同速度为 v103 m/s，A、B 运动的时间为 tt1t256 s，选项 B 错误；第五章 机械能及其守恒定律滑块 B 的位移为 xBv02 t1v2t22536 m，方向沿斜面向上，所以滑块 B 克服摩擦力做的功为 WfxB259 J，选项 C 正确；A、B 的相对位移为 xv02 t112aAt21vAt212aAt22v2t2，代入数据有 x2512 m，故在整个过程中产生的热量 Qfx253 J，选项 D 错误第五章 机械能及其守恒定律6.如图所示，若将小
9、球拉到绳与水平方向成30角的位置处由静止释放，求小球到达最低点C时绳对小球的拉力是多大？解析：小球先做自由落体运动，到绳与水平方向再次成 30角时，绳被拉直，然后小球做圆周运动，如图所示绳被拉直时小球下降的高度为 L，设此时小球的速度为 v.根据自由落体运动的规律有v 2gL将 v 分解为沿绳方向的速度 v1 和垂直于绳方向的速度 v2，当绳绷直的瞬间，v1 损失v2vcos 6gL2第五章 机械能及其守恒定律绳绷直后，小球在竖直平面内做圆周运动，设小球到达最低点C 时的速度为 v，由机械能守恒定律有12mv212mv22mgL1cos(90)设在 C 点绳对小球的拉力为 F，根据牛顿第二定律
10、有Fmgmv2L 联立式解得：F72mg.(说明：轻绳在突然绷紧的过程中，沿绳方向的分速度实然变为0，垂直绳方向的分速度不变，损失机械能)答案：72mg第五章 机械能及其守恒定律7.(2015潍坊模拟)如图所示，光滑半圆轨道 AB 竖直固定，半径 R0.4 m，与水平光滑轨道相切于 A.水平轨道上平铺一半径 r0.1 m 的圆形桌布，桌布中心有一质量 m1 kg 的小铁块保持静止现以恒定的加速度将桌布从铁块下水平向右抽出后，铁块沿水平轨道经 A 点进入半圆轨道，到达半圆轨道最高点 B 时对轨道刚好无压力，已知铁块与桌布间动摩擦因数 0.5，取 g10 m/s2，求：(1)铁块离开 B 点后在地
11、面上的落点到 A 的距离；(2)铁块到 A 点时对圆轨道的压力大小；(3)抽桌布过程中桌布的加速度大小第五章 机械能及其守恒定律解析：(1)在 B 点，由牛顿第二定律，有 mgmv2BR从 B 点抛出后水平方向 xvBt竖直方向 2R12gt2代入数据得 x0.8 m.(2)AB，由机械能守恒mv2A2 2mgRmv2B2在 A 点，由牛顿第二定律 FNmgmv2AR代入数据得 FN60 N由牛顿第三定律 FNFN60 N.第五章 机械能及其守恒定律(3)铁块脱离桌布时的速度 v0vA铁块在桌布上做匀加速直线运动，设铁块加速度为 a0，由牛顿第二定律 mgma0设铁块在桌面上的加速时间为 t0
12、，由运动学公式v0a0t0由公式 r12at2012a0t20代入数据得 a5.25 m/s2.答案：(1)0.8 m(2)60 N(3)5.25 m/s2 第五章 机械能及其守恒定律8质量为 5 kg 的物块自倾角为 37的传送带上由静止下滑，物块经过水平地面 CD 后进入光滑半圆弧轨道 DE，传送带向下匀速转动，其速度 v10 m/s，传送带与水平地面之间光滑连接(光滑圆弧 BC 长度可忽略)，传送带 AB 长度为 16 m，水平地面CD 长度为 6.3 m，物块与水平地面、传送带间的动摩擦因数均为 0.5，圆弧 DE 的半径 R1.125 m(sin 370.6，cos 370.8，g1
13、0 m/s2)第五章 机械能及其守恒定律(1)求物块在传送带上运动的时间t；(2)求物块到达D点时的速度；(3)物块能否到达E点，若能，求通过E点后物块落地点距离D点的距离解析：(1)刚开始时，对物块受力分析可知mgsin 37mgcos 37ma1解得 a110 m/s2物块与传送带达到共同速度时 va1t1，解得 t11 s物块的位移 x12a1t215 m此后对物块受力分析可知 mgsin 37mgcos 37ma2解得 a22 m/s2第五章 机械能及其守恒定律物块在传送带上的第二段运动：LABxvt212a2t22解得 t21 s物块在传送带上运动的时间 tt1t22 s.(2)物块到达传送带底端的末速度 v2va2t212 m/s对物块在 CD 部分的运动，由动能定理可得mgLCD12mv2312mv22解得 v39 m/s.第五章 机械能及其守恒定律(3)若物块能到达 E 点，则由动能定理得mg2R12mv2412mv23解得 v46 m/s物块恰能过最高点的速度 v5 gR3.35 m/s显然 v5v4，故物块可以通过最高点，经过最高点后物块做平抛运动xv4t32R12gt23解得 x9 55m.答案：(1)2 s(2)9 m/s(3)见解析 第五章 机械能及其守恒定律本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放