20xx版高考物理人教版一輪學(xué)案：53-機械能守恒定律及其應(yīng)用-【含答案】-資料下載頁
2025-04-05 05:52本頁面
【正文】 ，故物塊下滑過程中機械能不守恒，A正確；物塊下滑過程損失的機械能轉(zhuǎn)化為克服摩擦力做功產(chǎn)生的內(nèi)能，設(shè)斜面傾角為θ，物塊質(zhì)量為m，由功能關(guān)系得μmgcos θs＝E1－E2，由幾何知識知cos θ＝，物塊開始下滑時Ep＝E1＝mgh，由以上各式解得μ＝，m＝1 kg，B正確；由牛頓第二定律得mgsin θ－μmgcos θ＝ma，解得a＝ m/s2，C錯誤；由功能關(guān)系得， m時損失的機械能為ΔE＝μmgcos θs1＝8 J，D錯誤。2．(2020福建福州質(zhì)檢)將一小球以初速度v0水平拋出，不計空氣阻力，小球軌跡如圖(a)所示，按此軌跡制作一條光滑軌道，并將軌道固定在豎直面內(nèi)，如圖(b)所示?，F(xiàn)把質(zhì)量為m的小球套在軌道上，從軌道頂點O由靜止開始下滑，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，則沿該軌道下滑的小球 ( D )A．做平拋運動B．機械能不守恒C．下滑高度h時，重力的瞬時功率為mgD．與圖(a)中的小球相比，下滑相同高度時，耗時較長[解析] 本題考查沿平拋軌跡運動物體的運動情況、能量變化情況。沿該軌道下滑的小球除受重力外，還受軌道的支持力，則小球不做平拋運動，故A錯誤；由于支持力不做功，只有重力做功，則小球的機械能守恒，故B錯誤；下滑高度h時，由機械能守恒得mgh＝mv2，得v＝，此時小球的速度方向與豎直方向有一定的夾角，則重力的瞬時功率不為mg，故C錯誤；題圖(a)中的小球做平拋運動，豎直方向做自由落體運動，題圖(b)中沿軌道下滑的小球除受重力外，還受軌道的支持力，支持力有沿豎直向上的分力，使小球在豎直方向的加速度小于重力加速度，則下滑相同高度時，耗時較長，故D正確。3．(2020安徽淮南四中月考)(多選)如圖所示，滑塊A、B的質(zhì)量均為m，A套在固定傾斜直桿上，傾斜桿與水平面成45176。角，B套在水平固定的直桿上，兩桿分離不接觸，兩直桿間的距離忽略不計且足夠長，A、B通過鉸鏈用長度為L的剛性輕桿(初始時輕桿與水平面成30176。角)連接，A、B從靜止釋放，B開始沿水平桿向右運動，不計一切摩擦，滑塊A、B可視為質(zhì)點。在運動的過程中，下列說法中正確的是( AD )A．A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒B．當(dāng)A到達與B同一水平面時，A的速度為C．B滑塊到達最右端時，A的速度為D．B滑塊的最大速度為[解析] 本題考查機械能守恒定律在連接體運動中的應(yīng)用。因不計一切摩擦，故系統(tǒng)機械能守恒，A正確；設(shè)A的速度為vA、B的速度為vB，當(dāng)A到達與B同一水平面時，對A的速度進行分解，根據(jù)沿輕桿方向A、B速度相等有vB＝vAcos 45176。＝vA，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒有mg＝mv＋mv，解得vA＝ ，B錯誤；B滑塊到達最右端時，B的速度為零，如圖甲所示，此時輕桿與A所在直桿垂直。根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒有mgL＝mv′，解得v′A＝，C錯誤；當(dāng)A滑到最低點時，速度為零，B的速度最大，如圖乙所示，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒有mgL＝mv′，解得v′B＝，D正確。4．(2020江蘇單科，15,16分)如圖所示，鼓形輪的半徑為R，可繞固定的光滑水平軸O轉(zhuǎn)動。在輪上沿相互垂直的直徑方向固定四根直桿，桿上分別固定有質(zhì)量為m的小球，球與O的距離均為2R。在輪上繞有長繩，繩上懸掛著質(zhì)量為M的重物。重物由靜止下落，帶動鼓形輪轉(zhuǎn)動。重物落地后鼓形輪勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度為ω。繩與輪之間無相對滑動，忽略鼓形輪、直桿和長繩的質(zhì)量，不計空氣阻力，重力加速度為g。求：(1)重物落地后，小球線速度的大小v；(2)重物落地后一小球轉(zhuǎn)到水平位置A，此時該球受到桿的作用力的大小F；(3)重物下落的高度h。[答案] (1)2ωR (2) (3)(ωR)2[解析] (1)線速度v＝ωr，得v＝2ωR。(2)向心力F向＝2mω2R設(shè)F與水平方向的夾角為α，則Fcos α＝F向；Fsin α＝mg解得F＝(3)落地時，重物的速度v′＝ωR，由機械能守恒得Mv′2＋4mv2＝Mgh解得h＝(ωR)2。 12
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