高考物理复习专题功能关系的应用导学案.docx
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高考物理复习专题功能关系的应用导学案
(专题4功能关系的应用)
1.弹弓是孩子们喜爱的弹射类玩具,其构造原理如图所示,橡皮筋两端点A、B固定在把手上,橡皮筋处于ACB时恰好为原长状态,在C处(AB连线的中垂线上)放一固体弹丸,一手执把,另一手将弹丸拉至D点放手,弹丸就会在橡皮筋的作用下发射出去,打击目标。
现将弹丸竖直向上发射,已知E是CD中点,则()
A.从D到C过程中,弹丸的机械能守恒
B.从D到C过程中,弹丸的动能一直在增大
C.从D到E过程橡皮筋对弹丸做的功大于从E到C过程橡皮筋对弹丸做的功
D.从D到C过程中,橡皮筋的弹性势能先增大后减小
2.(多选))从离沙坑高度H处无初速地释放一个质量为m的小球,小球落入沙坑后,陷入深度为h。
已知当地重力加速度为g,不计空气阻力,则下列关于小球下落全过程的说法正确的是()
A.重力对小球做功为mgH
B.小球的重力势能减少了mg(H+h)C.外力对小球所做的总功为零
D.小球在沙坑中受到的平均阻力为
3.一汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶。
从某时刻开始计时,发动机的功率P
随时间t的变化关系如图所示。
假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。
下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图象中,可能正确的是()
4.(多选)如图所示,半径为R的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切,质量均为m
的小球A、B与轻杆连接,置于圆轨道上,A位于圆心O的正下方,B与O等高。
它们由静止释放,最终在水平面上运动。
下列说法正确的是()
A.下滑过程中重力对B做功的功率先增大后减小
B.当B滑到圆轨道最低点时,轨道对B的支持力大小为3mg
C.下滑过程中B的机械能增加
D.整个过程中轻杆对A做的功为
mgR
5.如图所示,质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬挂于O点,自由静
止在A位置。
现用水平力F缓慢地将小球从位置A拉到B而静止,细线与竖直方向夹角为θ=60°,此时细线的拉力为F1,然后放手让小球从静止返回,到A点时细线的拉力为F2,则()
A.F1=F2=2mg
B.从A到B,拉力F做功为F1L
C.从B到A的过程中,小球受到的合外力大小不变
D.从B到A的过程中,小球重力的瞬时功率一直增大
6.(多选)如图所示,小物块以初速度v0从O点沿斜面向上运动,同时从O点斜向上抛出一个速度大小也为v0的小球,物块和小球在斜面上的P点相遇。
已知物块和小球质量相等,空气阻力忽略不计,则()
A.斜面可能是光滑的
B.在P点时,小球的动能大于物块的动能
C.小球运动到最高点时离斜面最远
D.小球和物块到达P点过程中克服重力做功的平均功率相等
7.如图,质量为m=1kg的小滑块(视为质点)在半径为R=0.4m的1/4圆弧A端由静止开始释放,它运动到B点时速度为v=2m/s。
当滑块经过B后立即将圆弧轨道撤去。
滑块在光滑水平面上运动一段距离后,通过换向轨道由C点过渡到倾角为θ=37°、长s=1m的斜面CD上,CD之间铺了一层匀质特殊材料,其与滑块间的动摩擦因数可在0≤μ≤1.5之间调节。
斜面底部D点与光滑地面平滑相连,地面上一根轻弹簧一端固定在O点,自然状态下另一端恰好在D点。
认为滑块通过C和D前后速度大小不变,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
取g=10m/s2,sin
37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力。
(1)求滑块对B点的压力大小以及在AB上克服阻力所做的功;
(2)若设置μ=0,求质点从C运动到D的时间;
(3)若最终滑块停在D点,求μ的取值范围。
8.质量为2kg的物体以一定的初速度沿倾角为30°的斜面向上滑行,在向上滑行
的过程中,其动能随位移的变化关系如图所示,则物体返回到出发点时的动能为
(取g=10m/s2)()
A.34JB.56JC.92JD.196J
9.(多选)如图所示,曲面PC和斜面PD固定在水平面MN上,C、D处平滑连接,
O点位于斜面顶点P的正下方。
某物体(可视为质点)从顶端P由静止开始分别沿曲面和斜面滑下,经过C、D两点后继续运动,最后停在水平面上的A、B两处。
各处材质相同,忽略空气阻力,则()
A.此物体在曲面PC和斜面PD上克服摩擦力做功一定相等B.此物体沿PCA和沿PDB运动克服摩擦力做功一定相等
C.距离OA一定等于OB
D.距离OA一定小于OB
10.如图所示,一个半径为R的
圆周的轨道,O点为圆心,B为轨道上的一点,OB
与水平方向的夹角为37°。
轨道的左侧与一固定光滑平台相连,在平台上一轻质
弹簧左端与竖直挡板相连,弹簧原长时右端在A点。
现用一质量为m的小球(与弹簧不连接)压缩弹簧至P点后释放。
已知重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)若小球恰能击中B点,求刚释放小球时弹簧的弹性势能;
(2)试通过计算判断小球落到轨道时速度能否与圆弧垂直;
(3)改变释放点的位置,求小球落到轨道时动能的最小值。
11.如图所示,直杆AB与水平面成α角固定,在杆上套一质量为m的小滑块,杆底端B点处有一弹性挡板,杆与板面垂直,滑块与挡板碰撞后原速率返回。
现将滑块拉到A点由静止释放,与挡板第一次碰撞后恰好能上升到AB的中点,设重力加速度为g,由此可以确定()
A.滑块下滑和上滑过程加速度的大小a1、a2
B.滑块第1次与挡板碰撞前速度v1
C.滑块与杆之间动摩擦因数μ
D.滑块第k次与挡板碰撞到第k+1次与挡板碰撞时间间隔Δt
12.如图甲所示,质量M=1.0kg的长木板A静止在光滑水平面上,在木板的左端放置一个质量m=1.0kg的小铁块B,铁块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,对铁块施加水平向右的拉力F,F大小随时间变化如图乙所示,4s时撤去拉力。
可认为A、B间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取重力加速度g=10m/s2。
求:
(1)B相对A滑行的最大距离x;
(2)0~4s内,拉力做的功W;
(3)0~4s内系统摩擦产生的热量Q。
13.如图所示,质量m=1kg的物体从高为h=0.2m的光滑轨道上P点由静止开始下滑,滑到水平传送带上的A点,物体和传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,传送带A、B之间的距离为L=5m,传送带一直以v=4m/s的速度匀速运动,则()
A.物体从A运动到B的时间是1.5s
B.物体从A运动到B的过程中,摩擦力对物体做了2J功
C.物体从A运动到B的过程中,产生2J热量
D.物体从A运动到B的过程中,带动传送带转动的电动机多做了10J功
14.不计空气阻力,下列运动的物体中机械能不守恒的是()A.起重机吊起物体匀速上升
B.物体做平抛运动C.圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动D.一个轻质弹簧上端固定,下端系一个重物,重物在竖直方向上下振动(以物体和弹簧整体为研究对象)
15.如图所示,一物体在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲线运动,当物体从M点运动到N点时,其速度方向恰好改变了90°,则物体在M点到N点的运动过程中动能将()
A.不断增大B.不断减小
C.先减小后增大D.先增大后减小
16.一物体从H高处自由下落,以地面为零势能面,当物体的动能等于其重力势能
2倍时,物体下落的高度为()
A.
B.
C.
D.
17.如图所示,中间有孔的物块A套在光滑的竖直杆上,通过滑轮用不可伸长的轻
绳拉着物体匀速向上运动,则下列说法正确的是()
A.拉力F变小B.杆对A的弹力FN不变
C.拉力F的功率P不变D.绳子自由端的速率v增大
18.质量为m的球从高处由静止开始下落,已知球所受的空气阻力与速度大小成正比。
下列图象分别描述了球下落过程中加速度a、速度v随时间t的变化关系和动能Ek、机械能E随下落位移h的变化关系,其中可能正确的是()
19.如图所示,三个相同的小球A、B、C,其中小球A沿高为h、倾角为θ的光滑斜面以初速度v0从顶端滑到底端,小球B以同样大小的初速度从同等高度处竖直上抛,小球C在同等高度水平抛出。
则()
A.小球A到达地面的速度最大
B.从开始至落地,重力对它们做功相同
C.三个小球到达地面时,小球B重力的瞬时功率最大
D.从开始运动至落地过程中,重力对它们做功的平均功率一定相同
20.太阳能汽车是靠太阳能来驱动的汽车。
当太阳光照射到汽车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动汽车前进。
设汽车在平直的公路上由静止开始匀加速行驶,经过时间t,速度为v时功率达到额定功率,并保持不变。
之后汽车又继续前进了距离s,达到最大速度vmax。
设汽车质量为m,运动过程中所受阻力恒为f,则下列说法正确的是()
A.汽车的额定功率为fvmax
B.汽车匀加速运动过程中,克服阻力做功为fvt
C.汽车从静止开始到速度达到最大值的过程中,牵引力所做的功
为
mv2ax-
mv2
D.汽车从静止开始到速度达到最大值的过程中,合力所做的功为
mvax2
21如图所示,轻质弹簧一端固定在水平面上O点的转轴上,另一端与一质量为m、
套在粗糙固定直杆A处的小球(可视为质点)相连,直杆的倾角为30°,OA=OC,B为AC的中点,OB等于弹簧原长。
小球从A处由静止开始下滑,初始加速度大小为aA,第一次经过B处的速度为v,运动到C处速度为0,后又以大小为aC的初始加速度由静止开始向上滑行。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
下列说法正确的是()
A.小球可以返回到出发点A处
B.弹簧具有的最大弹性势能为
mv2
C.撤去弹簧,小球可以在直杆上处于静止
D.aA-aC=g
22.如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆轨道,外圆光滑,内圆粗糙。
一质量为m的小球从轨道的最低点以初速度v0向右运动,球的直径略小于两圆间距,球运动的轨道半径为R,不计空气阻力。
设小球过最低点时重力势能为零,下列说法正确的是()
A.若小球运动到最高点时速度为0,则小球机械能一定不守恒
为m
B.若经过足够长时间,小球最终的机械能可能3gR
2
C.若使小球始终做完整的圆周运动,则v0一定不小于5gR
D.若小球第一次运动到最高点时速度大小为0,则v0一定大于4gR
23.如图所示,水平地面上一木板质量M=1kg,长度L=3.5m,木板右侧有一竖
直固定的四分之一光滑圆弧轨道,轨道半径R=1m,最低点P的切线与木板上表面相平。
质量m=2kg的小滑块位于木板的左端,与木板一起向右滑动,并以
v0=
39m/s的速度与圆弧轨道相碰,木板碰到轨道后立即停止,滑块沿木板冲
上圆弧轨道,后又以原速率返回到木板上,最终滑离木板。
已知滑块与木板上表
面间的动摩擦因数μ1=0.2,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1,取g=10m/s2。
求
(1)滑块对P点压力的大小;
(2)滑块返回木板上时,木板的加速度;
(3)滑块从返回木板到滑离木板所用的时间。
24.如图所示,在游乐节目中,选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到对面的高台上。
一质量m=60kg的选手脚穿轮滑鞋以v0=7m/s的水平速度抓住竖直的绳开始摆动,选手可看作质点,绳子的悬挂点到选手的距离l=6m。
当绳摆到与竖直方向夹角θ=37°时,选手放开绳子,不考虑空气阻力和绳的质量。
取重力加速度g
=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
求:
(1)选手放开绳子时的速度大小;
(2)选手放开绳子后继续运动,到最高点时,刚好可以站到水平传送带A点,传送带始终以v=3m/s的速度匀速向左运动,传送带的另一端B点就是终点,且sAB
=3.75m。
若选手在传送带上自由滑行,受到的摩擦阻力为自重的0.2倍。
①通过计算说明该选手是否能顺利冲过终点B;
②求出选手在传送带上滑行过程中因摩擦而产生的热量Q。