2022年高考物理二轮复习 题能演练 专题2 功和能 2.2 机械能守恒定律和功能关系(含解析)

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2022年高考物理二轮复习 题能演练 专题2 功和能 2.2 机械能守恒定律和功能关系(含解析)1(多选)(xx全国理综)如图所示,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g.则()Aa落地前,轻杆对b一直做正功Ba落地时速度大小为Ca下落过程中,其加速度大小始终不大于gDa落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg答案:BD解析:由于刚性轻杆不伸缩,滑块a、b沿轻杆方向的分速度相等,滑块a落地时,速度方向竖直向下,故此时滑块b的速度为零,可见滑块b由静止开始先做加速运动后做减速运动,对滑块b受力分析,可知轻杆对滑块b先做正功,后做负功,选项A错误;因系统机械能守恒,则轻杆对滑块a先做负功,后做正功,做负功时,滑块a的加速度小于g,做正功时,滑块a的加速度大于g,选项C错误;轻杆对滑块a的弹力刚好为零时,a的机械能最小,此时对滑块b受力分析,可知地面对b的支持力刚好等于mg,根据牛顿第三定律,b对地面的压力大小为mg,选项D正确;由机械能守恒定律,可得mghmv2,即v,选项B正确2(xx福建理综)如图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图,整个轨道在同一竖直平面内,表面粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切点A距水面的高度为H,圆弧轨道BC的半径为R,圆心O恰在水面一质量为m的游客(视为质点)可从轨道AB的任意位置滑下,不计空气阻力(1)若游客从A点由静止开始滑下,到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面D点,OD2R,求游客滑到B点时的速度vB大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功Wf;(2)若游客从AB段某处滑下,恰好停在B点,又因受到微小扰动,继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离轨道,求P点离水面的高度h.(提示:在圆周运动过程中任一点,质点所受的向心力与其速率的关系为F向m)答案:(1)(mgH2mgR)(2)R解析:(1)游客从B点做平抛运动,有2RvBtRgt2由式得vB从A到B,根据动能定理,有mg(HR)Wfmv0由式得Wf(mgH2mgR)(2)设OP与OB间夹角为,游客在P点时的速度为vP,受到的支持力为N,从B到P由机械能守恒定律,有mg(RRcos )mv0过P点时,根据向心力公式,有mgcos Nm又N0cos 由式解得hR.规律探寻力学综合题是历年高考的热点,一般涉及牛顿第二定律、动能定理、机械能守恒、圆周运动和平抛运动等,试题多是复杂的计算题,物体所处的环境新颖,过程繁琐,通过速度这个桥梁把不同的物理模型联系在一起,试题难度中等偏难 考题预测如图所示,一长为L0.4 m不可伸长的轻绳一端系一质量m0.05 kg 的小球,另一端固定于O点拉起小球至绳恰好伸直并处于水平后,在A点以竖直向下的初速度v02 m/s释放,当小球运动至O点的正下方B点时,绳恰好断裂,小球继续运动并垂直打在同一竖直平面内与水平面成30、足够大的挡板MN上的C点,取g10 m/s2.(1)求小球从A点到C点重力做的功及在C点时重力的瞬时功率;(2)若N点开始时处于B点的正下方,只将挡板以N为转轴向下转动至水平位置,求小球打在挡板上的点到N点的距离(答案可用根号表示)答案:(1)1.4 J2 W(2) m解析:(1)小球从A到B由机械能守恒定律有mgLmvmv得vB4 m/s设小球在C点的速度为vC,vC沿竖直方向的分量为vy,则vC8 m/svyvCcos 304 m/s由动能定理有WGmvmv1.4 J重力的瞬时功率PGmgvy2 W.(2)根据平抛规律,小球从B点到C点的水平距离为x1vBt1而vygt1,所以t1 s,x1 m根据几何关系,B点到N点的距离为y1gtx1tan 304 m挡板转到水平位置后,有y1gt,得t2 s因此小球打在挡板上的点到N点的距离为x2vBt2 m.
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