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【優(yōu)化方案】高三物理專題復(fù)習(xí)攻略 專題二第2講 功能關(guān)系 動(dòng)量守恒 能量守恒知能優(yōu)化訓(xùn)練 新人教版(安徽專用)(通用)

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1、《優(yōu)化方案》高三專題復(fù)習(xí)攻略(新課標(biāo))物理安徽專用專題二第2講 功能關(guān)系 動(dòng)量守恒 能量守恒知能優(yōu)化訓(xùn)練 1.(2020年鄭州高三質(zhì)檢)鄭州2020年元宵節(jié)焰火晚會(huì)上,3.7萬發(fā)禮花彈點(diǎn)亮夜空.如圖2-2-6所示為焰火燃放時(shí)的精彩瞬間.假如燃放時(shí)長度為1 m的炮筒豎直放置,每個(gè)禮花彈約為1 kg(燃放前后看做質(zhì)量不變),當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?0 m/s2,爆炸后的高壓氣體對(duì)禮花彈做功900 J,離開炮筒口時(shí)的動(dòng)能為800 J,禮花彈從炮筒底部豎直運(yùn)動(dòng)到炮筒口的過程中,下列判斷正確的是(  ) 圖2-2-6 A.重力勢(shì)能增加800 J B.克服阻力(炮筒阻力及空氣阻力)做功

2、90 J C.克服阻力(炮筒阻力及空氣阻力)做功無法計(jì)算 D.機(jī)械能增加810 J 解析:選BD.禮花彈在炮筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中,克服重力做功mgh=10 J,則重力勢(shì)能增加量ΔEp=10 J,根據(jù)動(dòng)能定理ΔEk=W-WFf-WG可知WFf=W-ΔEk-WG=900 J-800 J-10 J=90 J,機(jī)械能的增加量ΔE=ΔEk+ΔEp=800 J+10 J=810 J,所以選項(xiàng)BD正確. 2.(2020年江蘇高三試題調(diào)研)如圖2-2-7所示,質(zhì)量、初速度大小都相同的A、B、C三個(gè)小球,在同一水平面上,A球豎直上拋,B球以傾斜角θ斜上拋,空氣阻力不計(jì),C球沿傾角為θ的光滑斜面上滑,它們上升

3、的最大高度分別為hA、hB、hC,則(  ) 圖2-2-7 A.hA=hB=hC      B.hA=hB<hC C.hA=hC>hB D.hA>hB,hA>hC 解析:選C.A、B、C三個(gè)小球都只有重力做功,則滿足機(jī)械能守恒.A球和C球上升到最高點(diǎn)時(shí)速度均為零,而B球上升到最高點(diǎn)時(shí)仍有水平方向的速度,即仍有動(dòng)能,規(guī)定A、B、C三個(gè)小球出發(fā)的水平面為重力勢(shì)能為0的平面 對(duì)A、C球而言:mghA=mghC=mv,得hA=hC= 對(duì)B球:mghB+mv=mv,所以hB=<hA=hC. 3.(原創(chuàng)題)引力做功與引力勢(shì)能的變化同重力做功和重力勢(shì)能的變化關(guān)系類似.物體在引力場中

4、具有的能叫做引力勢(shì)能(定義為Ep=-),G為引力常量,M為地球的質(zhì)量,m為物體的質(zhì)量,r為物體到地球中心的距離,物理學(xué)中經(jīng)常把無窮遠(yuǎn)處定為引力勢(shì)能的零勢(shì)能點(diǎn).若一顆質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星以圓形軌道環(huán)繞地球飛行,由于受空氣阻力的作用,當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑從r1減小到r2,空氣阻力做的功為WFf.在下面給出WFf的四個(gè)表達(dá)式中,有一個(gè)是合理的.關(guān)于此過程中空氣阻力做的功WFf你可能不會(huì)求解,但是你可以通過一定的物理分析,對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷.根據(jù)你的判斷,WFf的合理表達(dá)式應(yīng)為(  ) A.WFf=-GMm(-) B.WFf=-(-) C.WFf=-(-) D.WFf=-(-) 解析

5、:選D.根據(jù)能量守恒,空氣阻力做的功WFf的絕對(duì)值應(yīng)該等于衛(wèi)星機(jī)械能的變化,不應(yīng)只是引力勢(shì)能的變化,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;空氣阻力做的功WFf應(yīng)該是負(fù)值,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;衛(wèi)星在軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬有引力提供向心力=m,動(dòng)能為Ek=mv2=,機(jī)械能為E=Ek+Ep=-= ,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確. 4.(2020年上海高三綜合測(cè)試)南非擁有世界上最高的蹦極點(diǎn),37歲的葡萄牙男子卡爾·迪奧尼西奧自制了30米長的彈性繩,代替?zhèn)鹘y(tǒng)尼龍繩跳下蹦極臺(tái),將“生死一線牽”的感覺發(fā)揮到極致.如圖2-2-8所示,他從跳臺(tái)上跳下后,會(huì)在空中上、下往復(fù)多次,最后停在空中.如果將他視為質(zhì)點(diǎn),忽略他起跳時(shí)的初速度和水平方向的

6、運(yùn)動(dòng),以他、長繩和地球作為一個(gè)系統(tǒng),規(guī)定繩沒有伸長時(shí)的彈性勢(shì)能為零,以跳臺(tái)處重力勢(shì)能為零點(diǎn),他從跳臺(tái)上跳下后,以下說法中正確的是(  ) 圖2-2-8 A.最后他停在空中時(shí),系統(tǒng)的機(jī)械能最小 B.跳下后系統(tǒng)動(dòng)能最大時(shí)刻的彈性勢(shì)能為零 C.第一次下落到最低位置處,系統(tǒng)的動(dòng)能為零、彈性勢(shì)能最大 D.由于存在機(jī)械能損失,第一次反彈后上升的最大高度會(huì)低于跳臺(tái)的高度 解析:選ACD.跳下后,當(dāng)所受的合外力為零時(shí),速度最大,動(dòng)能最大,但此時(shí)彈性繩的形變量不為零,所以彈性勢(shì)能并不為零,B項(xiàng)錯(cuò);第一次下落到最低位置處,此時(shí)的速度為零,故系統(tǒng)的動(dòng)能為零,但彈性繩的形變量最大,故彈性勢(shì)能最大,

7、C項(xiàng)正確;因?yàn)槭茏枇Φ淖饔?,故全過程中,系統(tǒng)的機(jī)械能將減小,所以第一次反彈后上升的最大高度會(huì)低于跳臺(tái)的高度,且最后他停在空中時(shí),系統(tǒng)的機(jī)械能最小,A、D兩項(xiàng)正確. 5.(改編題)如圖2-2-9所示,半徑R=0.8 m的光滑圓弧軌道固定在水平地面上,O為該圓弧的圓心,軌道上方的A處有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量m=1 kg的小物塊,小物塊由靜止開始下落后恰好沿切線進(jìn)入圓弧軌道.此后小物塊將沿圓弧軌道下滑,已知AO連線與水平方向的夾角θ=45°,在軌道末端C點(diǎn)緊靠一質(zhì)量M=3 kg的長木板,木板上表面與圓弧軌道末端的切線相平,木板下表面與水平地面之間光滑,小物塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,g取10

8、 m/s2.求: 圖2-2-9 (1)小物塊剛到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小; (2)小物塊剛要到達(dá)圓弧軌道末端C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力; (3)要使小物塊不滑出長木板,木板長度L至少為多少? 解析:(1)小物塊從A到C,根據(jù)機(jī)械能守恒有 mg×2R=mv,解得vC=4 m/s. (2)小物塊剛要到C點(diǎn),由牛頓第二定律有 FN-mg=mv/R,解得FN=50 N. 由牛頓第三定律,小物塊對(duì)C點(diǎn)的壓力FN′=50 N,方向豎直向下. (3)設(shè)小物塊剛滑到木板右端時(shí)達(dá)到共同速度,大小為v,小物塊在長木板上滑行過程中,小物塊與長木板的加速度分別為am=μmg/m aM=μmg/M v=vC-amt v=aMt 由能量守恒定律得-μmgL=(M+m)v2-mv 聯(lián)立解得L=4 m. 答案:(1)4 m/s (2)50 N 方向豎直向下 (3)4 m

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