2018届高考物理二轮专题复习文档：“机械能守恒定律功能关系”学前诊断Word版含解析

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1、“机械能守恒定律功能关系”学前诊断考点一单个物体的机械能守恒1•［考查平抛运动中的机械能守恒问题］［多选］在竖直杆上安装一个光滑小导向槽，使竖直上抛的小球能改变方向后做平抛运动；不计经导向槽时小球的能量损失；设小球从地面沿杆竖直上抛的速度大小为Q,重力加速度为g；那么当小球有最大水平位移时，下列说法正确的是（）A.导向槽位置应在高为备的位置B.最大水平位移为+

2、定律可得：+fugh=2mv2f解得v（）=yjv2—2gh;根据平抛运动的知识可得下落时间:•2/!,所以当2/

3、=2/1时水平位移最大，解得A正确；最大的水平位移为：x=Q话=2力=士，B错误；根据机械能守恒定律可知，在某高度处时上升的速率和下落的速率相等，C错误；设小球落地时速度与水平方向成〃角，位移与水平方向的夹角为cc,根据平抛运动的规律可知，tan^=2tana=2X^=1,则〃=45。，所以D正确。2•［考查圆周运动中的机械能守恒问题1小球P和。用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于、、“u、、、、、、'TQQQ球的质量，悬挂

4、P球的绳比悬挂0球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点（）A・P球的速度一定大于0球的速度B.P球的动能一定小于0球的动能C.P球所受绳的拉力一定大于0球所受绳的拉力D.P球的向心加速度一定小于0球的向心加速度解析：选C两球由静止释放到运动到轨迹最低点的过程中只有重力做功，机械能守恒，取轨迹的最低点为零势能点，则由机械能守恒定律得mgL=^ntv29v=y［2gLf因厶卩mQf则两球的动能无法比较，选项A、B错误；在最低点绳的拉力为F,则F_哗=加¥’则F=3nig,

5、因mp>niQy则Fp>Fq,选项C正确；向心加速度(i==2g,选项D错误。3.［考查机械能守恒定律与平抛运动、圆周运动的综合］如图所示，竖直平面内固定着由两个半径为的四分之一圆弧构成的细管道力BC,圆心连线水平且与细管的交点为〃，轻弹簧左端固定在竖直挡板上。右端靠着质量为加的小球(小球的直径略小于管道内径)，长为人的薄板DE置于水平面上，板的左端D到管道右端C的水平距离为R.开始时弹簧处于锁定状态，具有一定的弹性势能。重力加速度为g,解除锁定，小球离开弹簧后进入管道，最后从C点抛出(不计小球与水平面和细管的摩擦)，若小球经C点时对管道外侧的弹力

6、大小为fngo(1)求弹簧锁定时具有的弹性势能£P;(2)求小球经细管〃点的前、后瞬间对管道的压力；(3)试通过计算判断小球能否落在薄板DE上。解析：(1)小球经过C点时，管道对小球的弹力/=〃煖，方向竖直向下，2根据向心力公式有/ng+Fn=~才~从解除弹簧锁定到小球运动到C点过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小球的机械能,而小球的机械能守恒，则Ep=2fngR+^nv^解得Ep=3mgRo(2)小球解除锁定到经过〃点的过程中，根据机械能守恒，有3niSR=mSR+^inv^小球经B点前、后瞬间，弹力提供向心力，“,mvs则Fn=~^~解得F^=

7、4mg由牛顿第三定律可知，小球对管道的压力分别向右和向左，大小为4/Wgo(3)小球离开C点后做平抛运动，根据平抛运动规律有27?=务x=Vct解得x=2^R.因为x=2迄R>2R,所以小球不能落在薄板DE上。答案：(1)3哗(2)分别为向右和向左的大小为4哗的压力(3)见解析考点二多个物体的机械能守恒4•［考查物体与轻弹簧组成的系统机械能守恒］［多选］如图1,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，刚接触轻弹簧的瞬间速度是5m/s,接触弹簧后小球速度e和弹簧缩短的长度心之间关系如图2所示，其中/为曲线的最高点。已知该小球重力为2N,弹簧在受到撞击至压

8、缩到最短的过程中，下列说法正确的是（）55ffi1A.小球的动能先变大后变小B.小球的机械能先增大后减小C.小球速度最大时受到的弹力为2ND.小球受到的最大弹力为12.2N解析：选ACD由题图可知，小球的速度先增加后减小，故小球的动能先增大后减小,故A正确；在小球下落过程中至弹簧压缩最短时，只有重力和弹簧弹力做功，故小球与弹簧组成的系统机械能守恒，在压缩弹簧的过程中弹簧的弹性势能增加，故小球的机械能减小，故B错误；小球下落时，当重力与弹簧弹力平衡时小球的速度最大，据此有：小球受到的弹力大小与小球的重力大小平衡，故此时小球受到的弹力为2N,所以C正确

9、；小球速度最大时，小球的弹力为2N,此时弹簧的形变量为0.1m,故可得弹簧的劲度系数《=20N/in,故弹簧弹力最大时形变