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1、"浙江省建德市新安江高級中學高三物理《功能關(guān)系和能量守恒》專題復習 "
熱點知識
1.如何求解恒力的功、變力的功和合力的功?方法主要有哪 些?
2.一對作用力與反作用力的功一定相等嗎?
3.摩擦力做功有哪些特點?一對靜摩擦力和一對滑動摩擦力的功有什么區(qū)別?它們都能把機械能轉(zhuǎn)化為其它形式的能嗎?
4.什么是平均功率和瞬時功率,寫出求解平均功率和瞬時功率的公式,并指明公式中各字母的含義.
5.如何理解動能定理?應(yīng)用動能定理解題的基本思路是怎樣 的?
6.下表是幾個重要的功能關(guān)系,請說明各種功所對應(yīng)的能量變化。
一、選擇題(每小題4分,共44分)
1.用水平力F拉一物體,使物體在
2、水平地面上由靜止開始做勻加速直線
運動,t1時刻撤去拉力F,物體做勻減速直線運動,到t2時刻停止,其速度—時間圖象如圖所示,且α>β,若拉力F做的功為W1,平均功率為P1;物體克服摩擦阻力Ff做的功為W2,平均功率為P2,則下列選項正確的是 ( )
A.W1>W2;F=2Ff B.W1=W2;F >2Ff C.P1>P2;F >2Ff D.P1=P2;F=2Ff
2.如圖所示,滑塊A、B的質(zhì)量均為m,A套在固定豎直桿上,A、B通
過轉(zhuǎn)軸用長度為L的剛性輕桿連接,B放在水平面上并靠著豎直桿,A、B均靜止.由于微小的擾動,B開始沿水平面向右
3、運動.不計一切摩擦,滑塊A、B視為質(zhì)點.在A下滑的過程中,下列說法中正確的是( )
A.A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒 B.在A落地之前輕桿對B一直做正功 C.A運動到最低點時的速度的大小為 D.當A的機械能最小時,B對水平面的壓力大小為2mg
3.如圖所示,足夠長的傳送帶以恒定速率沿順時針方向運轉(zhuǎn).現(xiàn)將一
個物體輕輕放在傳送帶底端,物體第一階段被加速到與傳送帶具有相同的速度,第二階段勻速運動到傳送帶頂端.則下列說法中正確的是 ( )
A.第一階段和第二階段摩擦力對物體都做正功
B.第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加量
C.第二階段摩擦力對物體做的
4、功等于第二階段物體機械能的增加量
D.兩個階段摩擦力對物體所做的功等于物體機械能的減少量
4.如圖所示,均勻帶正電的圓環(huán)水平放置,AB為過圓心O的豎直軸線.一
帶正電的微粒(可視為點電荷),從圓心O正上方某處由靜止釋放向下運動,不計空氣阻力.在運動的整個過程中,下列說法中正確的是 ( )
A.帶電微粒的加速度可能一直增大 B.帶電微粒的電勢能可能一直減小
C.帶電微粒的動能可能一直增大 D.帶電微粒的運動軌跡可能關(guān)于O點對稱
6.如圖所示,有一光滑的半徑可變的圓形軌道處于豎直平面內(nèi),圓心O點離地高度為H.現(xiàn)調(diào)節(jié)軌道半徑,讓一可視為質(zhì)點的小球a從與O點等高的軌道最高
5、點由靜止沿軌道下落,使小球離開軌道后運動的水平位移S最大,則小球脫離軌道最低點時的速度大小應(yīng)為( )
A. B. C. D.
7.一輛質(zhì)量為m的卡車在平直的公路上,以初速度v0開始加速行駛,經(jīng)過一段時間t,卡
車前進的距離為s時,恰好達到最大速度vm.在這段時間內(nèi),卡車發(fā)動機的輸出功率恒為P,卡車運動中受到的阻力大小恒為F,則這段時間內(nèi)發(fā)動機對卡車做的功為( )
A.Pt B.Fs C.Fvmt D. mvm2+Fs-mv02
8.如圖所示,處于真空中的勻強電場與水平方向成15°角,AB直線與
勻強電場E垂直,在A點以大小為v0的初
6、速度水平拋出一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球,經(jīng)時間t,小球下落一段距離過C點(圖中未畫出)時速度大小仍為v0,在小球由A點運動到C點的過程中,下列說法正
確的是 ( )A.電場力對小球做功為零 B.小球的電勢能減小
C.小球的電勢能增量大于mg2t2/2 D.C可能位于AB直線的左側(cè)
9.如圖所示,一形狀為拋物線的光滑曲面軌道置于豎直平面內(nèi),
軌道的下半部處在一個垂直紙面向外的磁場中,磁場的上邊界是y=a的直線(圖中虛線所示),一個小金屬環(huán)從拋物線上y=b(b>a)處以速度v沿拋物線下滑.假設(shè)拋物線足夠長,且不計空氣阻力,則金屬環(huán)沿拋物線運動的整個過程中損失的機械能的
7、總量ΔE為 ( )
A.若磁場為勻強磁場,ΔE=mg(b-a)+mv2 B.若磁場為勻強磁場,ΔE=mg(b-a)
C.若磁場為非勻強磁場,ΔE=mv2 D.若磁場為非勻強磁場,ΔE=mgb+mv2
10.如圖所示,一粗糙的平行金屬軌道平面與水平面成θ角,兩
軌道上端用一電阻R相連,該裝置處于勻強磁場中,磁場方向垂直軌道平面向上.質(zhì)量為m的金屬桿ab以初速度v0從軌道底端向上滑行,滑行到某高度h后又返回到底端.若運動過程中金屬桿始終保持與導軌垂直且接觸良好,軌道與金屬桿的電阻均忽略不計.則下列說法正確的是 ( )
A.金屬桿ab上滑過程與
8、下滑過程通過電阻R的電量一樣多
B.金屬桿ab上滑過程中克服重力、安培力與摩擦力所做功之和等于mv02
C.金屬桿ab上滑過程與下滑過程因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能不一定相等
D.金屬桿ab在整個過程中損失的機械能等于裝置產(chǎn)生的熱量
11.如圖所示,空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的水平
勻強磁場.在該區(qū)域中,有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán),環(huán)上套有一個帶正電的小球.O點為圓環(huán)的圓心,a、b、c、d為圓環(huán)上的四個點,a點為最高點,c點為最低點,bd沿水平方向.已知小球所受電場力與重力大小相等.現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放.下列判斷正確的是 ( )
A.小球能越過與O等
9、高的d點并繼續(xù)沿環(huán)向上運動 B.當小球運動到c點時,洛倫茲力最大
C.小球從a點到b點,重力勢能減小,電勢能增大
D.小球從b點運動到c點,電勢能增大,動能先增大后減小
、
三、解答題(14題11分,15題15分,16題18分,共44分)
14. (11分)如圖所示,半徑R=0.5 m的光滑半圓軌道豎直固定在
高h=0.8 m的光滑水平臺上并與平臺平滑連接,平臺CD長L=1.2 m,平臺上有一用水平輕質(zhì)細線栓接的完全相同的物塊m1和m2組成的裝置Q,Q處于靜止狀態(tài).裝置Q中兩物塊之間有一處于壓縮狀態(tài)的輕質(zhì)小彈簧(物塊與彈簧不栓接).某時刻裝置Q中細線斷開,待
彈簧恢復原長后,m
10、1、m2兩物塊同時獲得大小相等、方向相反的水平速度,m1經(jīng)半圓軌道的最高點A后,落在水平地面上的M點,m2落在水平地面上的P點.已知m1=m2=0.2 kg,不計空氣阻力,g取10 m/s2.若兩物塊之間彈簧被壓縮時所具有的彈性勢能為7.2 J,求:
(1)物塊m1通過平臺到達半圓軌道的最高點A時對軌道的壓力;
(2)物塊m1和m2相繼落到水平地面時P、M兩點之間的水平間距.
15.(15分)在半徑R=5 000 km的某星球表面,宇航員做了如下實驗,實驗裝置如圖甲所
示,豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成,將質(zhì)量m=0.2 kg的小球從軌道AB上高H處的某點靜止滑下,用
11、力傳感器測出小球經(jīng)過C點時對軌道的壓力F,改變H的大小,可測出相應(yīng)的F大小,F(xiàn)隨H的變化關(guān)系如圖乙所示.求: (1)圓軌道的半徑;
(2)該星球的第一宇宙速度.
16.如圖所示,PABCD是固定在豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道,其中PA
是豎直軌道,ABCD是半徑為R的圓弧軌道,兩軌道在A點平滑連接.B、D分別為圓軌道的最低點和最高點,B、D連線是豎直直徑,A、C連線是水平直徑,P、D在同一水平線上.質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從軌道上P點靜止釋放,運動過程中電荷量保持不變,重力加速度為g.
(1)小球運動到B點時,軌道對小球的作用力有多大?
(2)當小球運動到C點時,突然在整個空間中加上
12、一個方向豎直向上的勻強電場,電場強度E=,結(jié)果小球運動點D后水平射出,經(jīng)過一段時間碰到了軌道的Q點,求Q點與P點間的距離s.
1.如圖所示,兩個完全相同的小球A、B,在同一高度處以相同大小的初速度v0分別水平拋出和豎直向上拋出,下列說法正確的是 ( )
A.兩小球落地時的速度相同 B.兩小球落地時,重力的瞬時功率相同
C.從開始運動至落地,重力對兩小球做功相同
D.從開始運動至落地,重力對兩小球做功的平均功率相同
2如圖所示,電梯質(zhì)量為M,它的水平地板上放置一質(zhì)量為
m的物體,電梯在鋼索的拉力作用下由靜止開始豎直向上加速運動.當上升高度為H時,電梯的速度達到v,則在
13、這段過程中,下列說法中正確的是 ( )
A.電梯地板對物體的支持力所做的功等于mv2
B.電梯地板對物體的支持力所做的功大于mv2 C.鋼索的拉力所做的功等于MgH+Mv2
D.鋼索的拉力所做的功大于MgH+Mv2
3.如圖所示,在光滑絕緣水平面上的a、b兩點上固定兩個帶同種電荷的相同金屬小球P、Q(均可視為點電荷),P球所帶的電荷量大于Q球所帶的電荷量.在ab連線上的c點釋放一帶電小滑塊M,滑塊由靜止開始向右運動.在滑塊向右運動的過程中,下列說法正確的是 ( )A.滑塊受到的電場力先減小后增大 B.滑塊的電勢能一直減小
C.滑塊的動能先增
14、大后減小 D.在ab連線上必定有一點d,使得c、d兩點間的電勢差Ucd=0
4.質(zhì)量為m的物體,在距地面為h的高處,以的恒定加速度由靜止豎直下落
到地面,下列說法中正確的是 ( )A.物體的重力勢能減少 B.物體的機械能減少 C.物體的動能增加 D.重力的平均功率為mg
5如圖所示,相距為d的兩平行金屬板的電容為C,帶電量
為Q,有一長為L的絕緣輕桿,兩端各固定電荷量分別為-q和+q的小球,不計兩球的重力和兩球間的庫侖力.現(xiàn)先將桿從平行于極板的位置Ⅰ緩慢移動到垂直于極板的位置Ⅱ,再從位置Ⅱ緩慢移動到無窮遠處.則 ( )
A.從位置Ⅰ移到位置Ⅱ的過程中
15、,兩球電勢能之和減小
B.從位置Ⅰ移到位置Ⅱ的過程中,電場力做功為零
C.從位置Ⅱ移到無窮遠處的過程中,兩球的電勢能之和不變
D.從位置Ⅱ移到無窮遠處的過程中,克服電場力做功
6如圖所示電路,兩根光滑金屬導軌,平行放置在傾角
為θ的斜面上,導軌下端接有電阻R,導軌電阻不計,斜面處在豎直向上的勻強磁場中,電阻可略去不計的金屬棒ab質(zhì)量為m,金屬棒以速度v沿導軌勻速下滑,則它在下滑高度h的過程中,以下說法中正確的是 ( )
A.作用在金屬棒上各力的合力做功為零 B.金屬棒ab的機械能守恒
C.重力與安培力做功的代數(shù)和等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱
D.金屬棒克服安培力所
16、做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱
7.去年冬天,我國的許多地區(qū)出現(xiàn)多年來少見的寒潮.某司機在冰雪覆蓋的平
直公路上測試汽車的制動性能,他在車速v=10 m/s時緊急剎車(可認為車輪不轉(zhuǎn)動),車輪在冰雪路面上劃出一道長L=50 m的剎車痕跡,g取10 m/s2.求:
(1)車輪與冰雪路面間的動摩擦因數(shù).
(2)若該車以8 m/s的速度在同樣路面上行駛,突然發(fā)現(xiàn)正前方停著一輛故障車.為避免兩車相撞,司機至少應(yīng)在距故障車多遠處采取剎車措施.已知從司機發(fā)現(xiàn)故障車至實施剎車的反應(yīng)時間Δt=0.6 s.
8)如圖所示,在絕緣水平面上,長為2L的絕緣輕質(zhì)細桿的兩端各連接一個質(zhì)量為m的帶電小球A和B,
17、組成一個系統(tǒng),球A帶電荷量為+q,球B帶電荷量為-3q(A、B球可視為質(zhì)點,不計兩者間的庫侖力);AB系統(tǒng)與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ.水平面上的MNPQ區(qū)域存在由大平行板電容器產(chǎn)生的水平向右的勻強電場E,MN和PQ兩極板間的距離為4L,兩極板各有一個小孔;AB系統(tǒng)靜止放在A端距PQ極板3L處.現(xiàn)讓AB系統(tǒng)獲得向右的初速度,當A球剛進入電場時,AB系統(tǒng)恰好做勻速運動.(已知重力加速度為g)
(1)勻強電場的場強多大?若電容器帶電量為Q,電容器的電容是多少?
(2)若要使AB系統(tǒng)的A端能進入電場而又不從MN極板右側(cè)露出,那么AB系統(tǒng)的初速度應(yīng)滿足什么條件?
(3)若要使AB系統(tǒng)的A端恰好不能從MN極板右側(cè)露出,從獲得初速度到停止運動,AB系統(tǒng)滑行的路程是多少?
答案 1.C 2.BD 3.ACD 4.B 5. AD 6.AD 7.(1)0.1 (2)36.8 m
8.(1) (2)