浙江省建德市新安江高级中学高三物理《功能关系和能量

1、浙江省建德市新安江高级中学高三物理功能关系和能量守恒专题复习 热点知识1. 如何求解恒力的功、变力的功和合力的功？方法主要有哪些？2. 一对作用力与反作用力的功一定相等吗？3. 摩擦力做功有哪些特点？一对静摩擦力和一对滑动摩擦力的功有什么区别？它们都能把机械能转化为其它形式的能吗？4. 什么是平均功率和瞬时功率，写出求解平均功率和瞬时功率的公式，并指明公式中各字母的含义. 5. 如何理解动能定理？应用动能定理解题的基本思路是怎样的？6. 下表是几个重要的功能关系，请说明各种功所对应的能量变化。一、 选择题 ( 每小题 4 分，共 44 分) 1. 用水平力f拉一物体，使物体在水平地面上由静止开

2、始做匀加速直线运动，t1时刻撤去拉力f，物体做匀减速直线运动，到t2时刻停止，其速度时间图象如图所示，且 ，若拉力f做的功为w1，平均功率为p1；物体克服摩擦阻力ff做的功为w2，平均功率为p2，则下列选项正确的是 ( ) aw1w2；f2ffbw1w2；f2ff cp1p2；f2ffdp1p2；f 2ff2. 如图所示，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，a、b通过转轴用长度为l的刚性轻杆连接，b放在水平面上并靠着竖直杆，a、b均静止由于微小的扰动，b开始沿水平面向右运动不计一切摩擦，滑块a、b视为质点在a下滑的过程中，下列说法中正确的是( ) aa、b组成的系统机械能守恒 b 在a

3、落地之前轻杆对b一直做正功 c a运动到最低点时的速度的大小为2gl d当a的机械能最小时，b对水平面的压力大小为2mg3. 如图所示，足够长的传送带以恒定速率沿顺时针方向运转现将一个物体轻轻放在传送带底端，物体第一阶段被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段匀速运动到传送带顶端则下列说法中正确的是 ( ) a第一阶段和第二阶段摩擦力对物体都做正功b第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量c第二阶段摩擦力对物体做的功等于第二阶段物体机械能的增加量d两个阶段摩擦力对物体所做的功等于物体机械能的减少量4. 如图所示，均匀带正电的圆环水平放置，ab为过圆心o的竖直轴线一带正电的微粒(

4、可视为点电荷 ) ，从圆心o正上方某处由静止释放向下运动，不计空气阻力在运动的整个过程中，下列说法中正确的是 ( ) a带电微粒的加速度可能一直增大 b 带电微粒的电势能可能一直减小c带电微粒的动能可能一直增大 d 带电微粒的运动轨迹可能关于o点对称6. 如图所示， 有一光滑的半径可变的14圆形轨道处于竖直平面内，圆心o点离地高度为h. 现调节轨道半径，让一可视为质点的小球a从与o点等高的轨道最高点由静止沿轨道下落，使小球离开轨道后运动的水平位移s最大，则小球脱离轨道最低点时的速度大小应为( ) a. ghb. gh3 c. 2gh3d. 4gh37. 一辆质量为m的卡车在平直的公路上，以初速

5、度v0开始加速行驶，经过一段时间t，卡车前进的距离为s时，恰好达到最大速度vm. 在这段时间内， 卡车发动机的输出功率恒为p，卡车运动中受到的阻力大小恒为f，则这段时间内发动机对卡车做的功为( ) aptbfs cfvmtd. 12mvm2fs12mv188. 如图所示，处于真空中的匀强电场与水平方向成15角，ab直线与匀强电场e垂直，在a点以大小为v0的初速度水平抛出一质量为m、电荷量为q的小球，经时间t，小球下落一段距离过c点( 图中未画出 ) 时速度大小仍为v0，在小球由a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是( )a电场力对小球做功为零 b 小球的电势能减小c小球的电势能增量大于mg2

6、t2/2 dc可能位于ab直线的左侧9. 如图所示，一形状为抛物线的光滑曲面轨道置于竖直平面内，轨道的下半部处在一个垂直纸面向外的磁场中，磁场的上边界是ya的直线 ( 图中虚线所示 ) ，一个小金属环从抛物线上yb(ba) 处以速度v沿抛物线下滑 假设抛物线足够长，且不计空气阻力，则金属环沿抛物线运动的整个过程中损失的机械能的总量 e为( ) a若磁场为匀强磁场，emg(ba) 12mv2 b若磁场为匀强磁场，emg(ba) c若磁场为非匀强磁场，e12mv2 d若磁场为非匀强磁场，emgb12mv210. 如图所示，一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成 角，两轨道上端用一电阻r相连，该装置处于

7、匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某高度h后又返回到底端若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计则下列说法正确的是( ) a金属杆ab上滑过程与下滑过程通过电阻r的电量一样多b金属杆ab上滑过程中克服重力、安培力与摩擦力所做功之和等于12mv18c金属杆ab上滑过程与下滑过程因摩擦而产生的内能不一定相等d金属杆ab在整个过程中损失的机械能等于装置产生的热量11. 如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场 在该区域中， 有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球o点

8、为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，bd沿水平方向已知小球所受电场力与重力大小相等现将小球从环的顶端a点由静止释放 下列判断正确的是( ) a小球能越过与o等高的d点并继续沿环向上运动 b 当小球运动到c点时，洛伦兹力最大c小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大d小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小、三、解答题 (14 题 11 分， 15 题 15 分， 16 题 18 分，共 44 分) 14. (11分) 如图所示，半径r0.5 m 的光滑半圆轨道竖直固定在高h0.8 m的光滑水平台上并与平台平滑连接, 平台cd长l1.2 m,平台

9、上有一用水平轻质细线栓接的完全相同的物块m1和m2组成的装置q，q处于静止状态装置q中两物块之间有一处于压缩状态的轻质小弹簧( 物块与弹簧不栓接) 某时刻装置q中细线断开，待弹簧恢复原长后，m1、m2两物块同时获得大小相等、方向相反的水平速度，m1经半圆轨道的最高点a后，落在水平地面上的m点，m2落在水平地面上的p点已知m1m20.2 kg，不计空气阻力，g取 10 m/s2.若两物块之间弹簧被压缩时所具有的弹性势能为7.2 j ，求：(1) 物块m1通过平台到达半圆轨道的最高点a时对轨道的压力；(2) 物块m1和m2相继落到水平地面时p、m两点之间的水平间距15.(15分) 在半径r5 00

10、0 km 的某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由轨道ab和圆弧轨道bc组成，将质量m0.2 kg 的小球从轨道ab上高h处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过c点时对轨道的压力f，改变h的大小，可测出相应的f大小，f随h的变化关系如图乙所示求：(1) 圆轨道的半径；(2) 该星球的第一宇宙速度16. 如图所示，pabcd是固定在竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中pa 是竖直轨道，abcd是半径为r的圆弧轨道，两轨道在a点平滑连接b、d分别为圆轨道的最低点和最高点，b、d连线是竖直直径，a、c连线是水平直径，p、d在同一水平线上 质量为m、电荷量为q的小球从轨

11、道上p点静止释放，运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为g. (1) 小球运动到b点时，轨道对小球的作用力有多大？(2) 当小球运动到c点时， 突然在整个空间中加上一个方向竖直向上的匀强电场，电场强度emg2q，结果小球运动点d后水平射出，经过一段时间碰到了轨道的q点，求q点与p点间的距离s. 1. 如图所示， 两个完全相同的小球a、b，在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出，下列说法正确的是( ) a两小球落地时的速度相同 b 两小球落地时，重力的瞬时功率相同c从开始运动至落地，重力对两小球做功相同d从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同2 如图所示，电梯质量

12、为m，它的水平地板上放置一质量为m的物体，电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动当上升高度为h时，电梯的速度达到v，则在这段过程中，下列说法中正确的是( ) a电梯地板对物体的支持力所做的功等于12mv2 b电梯地板对物体的支持力所做的功大于12mv2 c钢索的拉力所做的功等于mgh12mv2d钢索的拉力所做的功大于mgh12mv23. 如图所示，在光滑绝缘水平面上的a、b两点上固定两个带同种电荷的相同金属小球p、q( 均可视为点电荷) ，p球所带的电荷量大于q球所带的电荷量在ab连线上的c点释放一带电小滑块m，滑块由静止开始向右运动在滑块向右运动的过程中，下列说法正确的是( )a滑

13、块受到的电场力先减小后增大 b滑块的电势能一直减小c滑块的动能先增大后减小 d 在ab连线上必定有一点d，使得c、d两点间的电势差ucd0 4. 质量为m的物体，在距地面为h的高处，以g3的恒定加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是 ( )a物体的重力势能减少mgh3 b物体的机械能减少2mgh3c物体的动能增加2mgh3d重力的平均功率为mggh35 如图所示，相距为d的两平行金属板的电容为c，带电量为q，有一长为l的绝缘轻杆，两端各固定电荷量分别为q和q的小球，不计两球的重力和两球间的库仑力现先将杆从平行于极板的位置缓慢移动到垂直于极板的位置，再从位置缓慢移动到无穷远处则 ( )

14、a从位置移到位置的过程中，两球电势能之和减小qqldcb从位置移到位置的过程中，电场力做功为零c从位置移到无穷远处的过程中，两球的电势能之和不变d从位置移到无穷远处的过程中，克服电场力做功qqldc6 如图所示电路，两根光滑金属导轨，平行放置在倾角为 的斜面上，导轨下端接有电阻r，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，金属棒以速度v沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法中正确的是 ( ) a作用在金属棒上各力的合力做功为零 b金属棒ab的机械能守恒c重力与安培力做功的代数和等于电阻r上发出的焦耳热d金属棒克服安培力所做的功等于电阻r上产生的

15、焦耳热7. 去年冬天，我国的许多地区出现多年来少见的寒潮某司机在冰雪覆盖的平直公路上测试汽车的制动性能，他在车速v10 m/s 时紧急刹车 ( 可认为车轮不转动) ，车轮在冰雪路面上划出一道长l50 m 的刹车痕迹，g取 10 m/s2. 求：(1) 车轮与冰雪路面间的动摩擦因数(2) 若该车以 8 m/s 的速度在同样路面上行驶，突然发现正前方停着一辆故障车为避免两车相撞，司机至少应在距故障车多远处采取刹车措施已知从司机发现故障车至实施刹车的反应时间t0.6 s. 8) 如图所示， 在绝缘水平面上， 长为 2l的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量为m的带电小球a和b，组成一个系统，球a带电荷量为q，球b带电荷量为 3q(a、b球可视为质点，不计两者间的库仑力) ；ab系统与水平面间的动摩擦因数均为. 水平面上的mnpq区域存在由大平行板电容器产生的水平向右的匀强电场e，mn和pq两极板间的距离为 4l，两极板各有一个小孔；ab系统静止放在a端距pq极板 3l处现让ab系统获得向右的初速度，当a球刚进入电场时，ab系统恰好做匀速运动( 已知重力加速度为g) (1) 匀强电场的场强多大？若电容器带电量为q，电容器的电容是多