2021高考物理一轮复习第四章机械能核心素养提升练四含解析鲁科版

1、核心素养提升(四) 二级结论结论1:物体在斜面上滑动时,摩擦力做功绝对值等于mg与初末位置水平距离的乘积,与斜面倾角无关.示例1 物体在平行于斜面向上的拉力作用下,分别沿倾角不同斜面的底端,匀速运动到高度相同的顶端,物体与各斜面间的动摩擦因数相同,则(a)a.沿倾角较小的斜面拉,拉力做的功较多b.沿倾角较大的斜面拉,克服重力做的功较多c.无论沿哪个斜面拉,拉力做的功均相同d.无论沿哪个斜面拉,克服摩擦力做的功相同解析:根据平衡条件,有f-mgsin -mgcos =0,解得f=mgsin +mgcos ,f做的功为w=fs=(mgsin +mgcos )=mgh+,因为m,h,相等,所以越小,

2、w越大,故a正确,c错误;重力做功只与高度差有关,由于高度相等,所以克服重力做功相等,故b错误;克服摩擦力做的功wf=mgcos s=mgcos =,所以倾角越大,克服摩擦力做的功越少,故d错误.结论2:滑动摩擦产生的热量等于滑动摩擦力的大小与相对位移的乘积q=fs相对,如果物体有往复运动,则s相对是相对运动的路程.示例2 如图所示,斜面的倾角为,质量为m的滑块距挡板p的距离为s0处以初速度v0沿斜面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为,滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力.若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失,滑块经过的总路程是(a)a.+s0tan b.+s0tan c.+s0tan d.+解

3、析:滑块在斜面上滑动,相邻两次与挡板碰撞后上升的高度因摩擦消耗机械能而逐渐变小,因此滑块最终要停在斜面底部,设滑块经过的总路程为s,对滑块运动的全程应用功能关系,有m+mgs0sin =mgscos ,解得s=+s0tan ,选项a正确.结论3:物体做匀变速直线运动时,机械能变化量与动能变化量的比值恒定,且等于合外力与除重力外其他力的合力的比值.示例3 质量为m的物体以初动能100 j从倾角为的斜面底端的a点,沿斜面向上匀变速滑行到斜面上b点时,物体的动能减少80 j,机械能减少32 j,求物体回到a点时的动能.解析:设物体滑到c点时动能为零,到b点时,动能为20 j,由b到c,机械能减少量为

4、ebc,则有=,ebc=8 j,由a到c减少的机械能为(32+8)j=40 j,从c到a机械能也减少40 j,则整个过程损失的机械能为80 j,即物体回到a点时,动能为20 j.答案:20 j物理方法 用功能关系解决非质点问题(1)主要类型有质量的杆、绳、链条、水柱等物体的运动.(2)解题关键这类物体的重力势能由重心的位置决定,确定重心位置是解题的关键.(3)常用方法当整体重心不易确定时,可分段处理,找出各部分的重心位置,求各段的重力势能.示例4 (2019黑龙江鹤岗一中期中)如图所示,两个底面积都是s的圆桶,用一根带阀门的很细的管子相连接,放在水平地面上,两桶内装有密度为的同种液体,阀门关闭时两桶液面的高度分别为h1和h2,现将连接两桶的阀门打开,在两桶液面变为相同高度的过程中(b)a.重力对液体做的功为b.重力势能减少了c.重力既做正功,又做负功,其总功为零d.重力势能减少,说明重力做负功解析:两个底面积都是s的铁桶,底部放在同一水平面上,当把连接两桶的阀门打开,到两桶中液体高度相等,若此时液体的高度为h,则有h=,因此从左边移到右边的液体体积为