2019届高考物理二轮复习机械能守恒定律及能量守恒定律的综合应用学案浙江专用

第9讲机械能守恒定律及能量守恒定律的综合应用［考试要求和考情分析］考试内容选考要求历次选考统计命题角度2016/042016/102017/042017/112018/042018/11单体与追寻守恒量耳匕里b系统的机械能重力势能c412135守恒、功弹性势能b205能关系、机械能守恒定律d20能量与物体的能量守恒定律与能源d1222221320多过程问题热点考向突匝淮提能力考向n对重力势能、弹性势能的理解［要点总结］i.对重力做功和重力势能的提醒⑴重力做功的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他力无关；(2)重力做功，一定会引起重力势能的变化；(3)重力势能是标量，但有正负，其意义表示物体的重力势能比它在参考平面的重力势能大还是小。2,重力势能的求解方法(1)定义法：选取参考平面，确定物体相对参考平面的高度h,代入Ep=mgh求解重力势能。(2)Wg和Ep关系法：由Wg=Epi—Ep2知Ep2=Epi—Wg或Epi=WG+Ep2。［精典题组］.（2018浙江金华十校联考）如图1所示，巴西奥运会上，中国选手邓薇以262公斤（抓举115公斤，挺举147公斤）的总成绩打破奥运会纪录、世界纪录。某次抓举，在杠铃被举高的整个过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是（）图1A,杠铃的动能一直增大B,杠铃的重力势能一直增大C,杠铃的机械能守恒D.杠铃一直处于超重状态解析杠铃被举高的过程一定经历了先加速向上，后减速向上的运动，所以动能应先增大后减小，选项A错误；杠铃一直向上运动，重力势能一直增大，选项B正确；因人对杠铃的支持力做正功，杠铃的机械能增加，选项C错误；加速度先向上，后向下，杠铃先超重，后失重，选项D错误。答案B.如图2所示，物块A质量为m,置于水平地面上。一根轻质弹簧，原长为L,劲度系数为k,下端与物块A相连接。现将弹簧上端点P缓慢地竖直提起一段高度h使物块A离开地面。这时重物具有的重力势能为（以地面为零势能面）（）图2A.mg&-mg）B.mgb_L—mg）-.mgC.mg（L-h）D.mg^h-L+kJ解析物块A刚离开地面时，弹簧所受的弹力等于物块的重力，根据胡克定律得弹簧伸长的长度为x=F=mg,弹簧上端p缓慢的竖直向上提起的距离为3则物

块上升的高度为H=h—x,以地面为势能零点，这时物块A具有的重力势能为Ep=mgH=mg(h—m3),选项A正确，B、C、D错误。K答案A机械能守恒定律及其应用［要点总结］.机械能守恒的判定方法(1)做功判断法：若物体系统内只有重力或弹簧弹力做功，其他力均不做功或其他力做功的代数和为零，则系统的机械能守恒。(2)能量转化判断法：若只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变成其他形式的能(如没有内能增加)，则系统的机械能守恒。.机械能守恒定律的表达式要送零势熊参考平面不用选零势能参苕平面三种形式不用选零势能参考平面［典例分析］

【例11(2018浙江名校联盟联考)如图3所示，用两1I长度均为l的轻绳将一重物悬挂在水平的天花板下，轻绳与天花板的夹角为9,整个系统静止，这时每根轻绳中的拉力大小为To现将一根轻绳剪断，当小球摆至最低点时，轻绳中的拉，，，，一T'，，-力大小为T'。8为某一值时，牛最大，此最大值为()图39A.]B.254C.3^2-2D.-25解析剪断细线之前有2Tsin8=mg；剪断细线后，摆到最低点时^mv2=mgl（1—v2T'9sin9,由牛顿弟二止律有T—mg=m"p,联立解得〒=6sin9-4sin9,由数学知9识可知，此比值的最大值为4,选项A正确。答案A［精典题组］3.（2018浙江嘉兴一模）如图4是一种名为“牙签弩”的玩具弓弩，现竖直向上发射木质牙签，O点为皮筋自然长度位置，A为发射的起点位置。若不计一切阻力，则（）图4A到。的过程中，牙签一直处于超重状态A到。的过程中，牙签的机械能守恒C.在上升过程中，弓和皮筋的弹性势能转化为牙签的动能D.根据牙签向上飞行的高度可测算出牙签被射出时的速度解析从A到。的过程中，牙签受重力和弹力，当弹力大于重力时是加速上升,处于超重状态；当弹力小于重力时，减速上升，是失重状态，选项A错误；A到。的过程中，牙签的动能和势能均增加，故机械能增加，选项B错误；在上升过程中，系统机械能守恒，弓和皮筋的弹性势能逐渐转化为牙签的动能和重力势能，选项C错误；由于不计一切阻力，牙签向上飞行过程是竖直上抛运动，根据运动学公式v2=2gh可知，根据牙签向上飞行的高度可测算出牙签被射出时的速度，选项D正确。答案D（2018浙江瑞安选考模拟）总质量约为3.8吨“嫦娥三号”探测器在距月面3m

处关闭反推发动机，让其以自由落体方式降落在月球表面。4条着陆腿触月信号显示，“嫦娥三号”完美着陆月球虹湾地区。月球表面附近重力加速度约为1.6m/s2,4条着陆腿可视作完全相同的四个轻弹簧，在软着陆后，每个轻弹簧获得的弹性势能大约是（）图5A.28500JC.A.28500JC.18240JD.9120J解析由机械能守恒定律mgh=4Ep,解得Ep=mgh=4560J,选项B正确。答案B（2018浙江宁波适应性考试）宁波高中科技新苗项目的同学在一个连锁机关游戏中，设计了一个如图6所示的起始触发装置：AB段是长度连续可调的竖直伸缩杆，BCD段是半径为R的四分之三圆弧弯杆，DE段是长度为2R的水平杆，与AB杆稍稍错开。竖直杆外套有下端固定且劲度系数较大的轻质弹簧，在弹簧上端放置质量为m的套环。每次将弹簧的长度压缩至P点后锁定，设PB的高度差为h,解除锁定后弹簧可将套环弹出，在触发器的右侧有多米诺骨牌，多米诺骨牌的左侧最高点Q和P点等高，且与E的水平距离为x（可以调节），已知弹簧锁定时的弹性势能Ep=10mgR,套环P与水平杆DE段的动摩擦因数尸0.5,与其他部分的摩擦可以忽略不计，不计套环受到的空气阻力及解除锁定时的弹性势能损失，不考虑伸缩竖直杆粗细变化对套环的影响，重力加速度为g0求：图6⑴当h=7R时，套环到达杆的最高点C处时的速度大小；(2)在(1)问中套环运动到最高点C时对杆作用力的大小和方向；⑶若h在3R至10R连续可调，要使该套环恰能击中Q点，则x应该在哪个范围内调节？解析(1)当h=7R时，套环从P点运动到C点，根据机械能守恒定律有Ep=mg(h12+R)+/mvEp=10mgR,解得丫=^/4^=2砺。(2)在最高点C时，对套环，根据牛顿第二定律有2vmg+Fc=mR解得FC=3mg,由牛顿第三定律，套环对杆的作用力为3mg,方向向上。(3)套环恰能击中Q点，环由E到Q做平抛运动h—R=1gt2X=VEt从P到E,根据能量守恒定律有12Ep=mg(h—R)+仙mg?R+?mvE由以上各式可解得00x<214R0答案(1)2^gR(2)3mg竖直向上(3)0<x<2V14R(2018浙江诸暨选考模拟)如图7所示，两个半径为R的四分之一圆弧构成的光滑细管道ABC竖直放置，且固定在光滑水平面上，圆心连线O1O2水平。轻弹簧左端固定在竖直挡板上，右端与质量为m的小球接触(不拴接，小球的直径略小于管的内径)，长为R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Ro开始时弹簧处于锁定状态，具有的弹性势能为3mgR,其中g为重力加速度。解除锁定，小球离开弹簧后进入管道，最后从C点抛出。图7⑴求小球经C点时的动能；(2)求小球经C点时所受的弹力；⑶弹簧锁定时弹簧的弹性势能Ep满足什么条件，从C点抛出的小球才能击中薄板DE?解析(1)解除锁定后，小球运动到C点的过程，弹簧和小球组成的系统机械能守恒由机械能守恒定律得3mgR=2mgR+Ek解得Ek=mgR12⑵小球过C点时的动能Ek=]mv2设小球经过C点时轨道对小球的作用力为F由牛顿第二定律得2mvmg+F=~R-解得F=mg,方向竖直向下。(3)小球离开C点后做平抛运动12竖直万向：2R=2gt水平方向：X1=Vlt若要小球击中薄板，应满足R<X1<2R12弹簧的弹性势能Ep=2mgR+]mv2175所以Ep酒足gmgRWEp02mgR时，小球才能击中溥板。

答案(1)mgR(2)mg方向竖直向下175(3)ymgR<Ep^^mgR考向功能关系、能量守恒定律与能源［要点总结］.功能关系的应用技巧运用功能关系解题时，应弄清楚重力或弹力做什么功，合外力做什么功，除重力、弹力外的力做什么功，从而判断重力势能或弹性势能、动能、机械能的变化。.运用能量守恒定律解题的基本思路(1)确定初、末态。(2)分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加。(3)能量的减少量与能量的增加量一定相等，即正减=正增。［典例分析］【例2】(2018浙江台州高三期末)如图8所示为一自由式滑雪空中技巧比赛场地示意图，比赛场地由出发区AB、助滑坡BC、第一过渡区CD、跳台DE、第二过渡区EF、着陆坡FG和终点区GH组成，在H处安置半径为R=2.0m的圆形轨道，出口靠近但相互错开。第一过渡区和终点区的最低点在同一水平地面上，出发区距地面的高度hB=8.4m,跳台最高点E和着陆坡最高点F离地面的高度均为h0=4.0m,着陆坡坡度为37。。运动员从助滑坡顶端B由静止滑下，离开跳台在空中完成预定动作后到达F点正上方以水平速度v=4.0m/s飞出，在落到倾斜雪道FG上时，运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面方向的分速度而不弹起。假设运动员连同滑雪板的总质量m=100kg,除缓冲外运动员可视为质sin点，滑雪板与雪道GH间的动摩擦因数尸0.2,不计其余滑道和空气的阻力,sin37=0.6,cos37=0.8,取g=10m/s2,求:a图8

a图8(1)运动员到达F点正上方时离地面的高度h；(2)运动员在倾斜雪道FG上滑行的距离;(3)若运动员能够不脱离圆形轨道顺利通过最高点，雪道GH的最大长度。解析(1)运动员连同滑雪板从B点运动到F点正上方过程,12根据机械能守恒止律得mghB=mgh+2mv代入数据解得h=hB—*=7.6m2g(2)设运动员落在倾斜雪道K点，离地高度为hi根据平抛运动规律得h—hi=；gt2h0—hi位移关系为tan37三vt代入数据后解得hi=0.4m或5.8m(不合题意)hi…运动员在倾斜雪道FG上滑行的距离KG=sn•药0.67m。(3)运动员落在倾斜雪道K点保留沿斜面方向的速度vk=vcos374vysin370竖直方向有v2=2g(h—hi)代入数据后解得vk=10.4m/s当运动员恰好不脱离圆形轨道通过最高点时2当运动员恰好不脱离圆形轨道通过最高点时2vmmg=m"R从K点运动到M点过程，根据动能定理得12.12mghi—nmgl-2mgR=2mvM—?mvK代入数据后解得l=4.04m运动员不脱离圆形轨道顺利通过最高点，雪道GH的最大长度为4.04m。运动员不脱离圆形轨道顺利通过最高点，雪道GH的最大长度为4.04m。H答案(1)7.6m(2)0.67m(3)4.04m［精典题组］(2018浙江瑞安选考模拟)如图9所示，某一兴趣小组对遥控汽车的性能进行研究，遥控汽车从斜面上A点由静止出发，遥控汽车的功率包为7W,到达C点后关闭电源，在B点没有动能损失，水平面BC在C点与光滑半圆轨道CD平滑连接，遥控汽车刚好能通过最高点Do遥控汽车的质量为m=0.2kg,汽车与AB、BC面的动摩擦因数均为尸0.25,AB的长度为L=5m,AB的倾角为37°,BC的长度为s=8m,CD为半圆轨道的直径，CD的长度为d=3.2m,不计空气阻力(sin阻力(sin37=0.6,cos37=0.8,g=10m/s2)。求:图9图9(1)小车离开D点后的水平位移大小；⑵经过C点时对圆形轨道的压力是多大？⑶从A点出发运动到C点经历了多长时间？2解析(1)根据牛顿第二定律，在D点满足mg：*2R又R=2，则VDMy^Mdm/s12离开D点后做平抛运动，则竖直方向有d=]gt2水平方向位移X=VDt得x=3.2m。(2)从C点到D点的过程中机械能守恒，则有mgd=2mvD-1mvC在C在C点有Fn—mg=得Fn=12N由牛顿第三定律可知F压=FN=12N⑶从A到C的过程由功能关系可得

TOC\o"1-5"\h\z12Pt+mgLsin37一仙mgLos37一仙mgs/mvC…8解得t=7s。、8答案(1)3.2m(2)12N(3)7s(2018浙江苍南中学高二质检)如图10所示，在某电视台举办的冲关游戏中,AB是处于竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径R=1.6m,BC是长度为Li=3m的水平传送带，CD是长度为L2=3.6m水平粗糙轨道，AB、CD轨道与传送带平滑连接，参赛者抱紧滑板从A处由静止下滑，参赛者和滑板可视为质点，参赛者质量m=60kg,滑板质量可忽略。已知滑板与传送带、水平轨道的动摩擦因数分别为世=0.4别为世=0.4、⑴参赛者运动到圆弧轨道⑴参赛者运动到圆弧轨道

(2)若参赛者恰好能运动至B处对轨道的压力；D点，求传送带运转速率及方向;(3)在第(2)问中，传送带由于传送参赛者多消耗的电能。解析(1)对参赛者A到B过程，由动能定理12mgR(1—cos60)=2mvB解得vb=4m/s2在B处，由牛顿第二定律Nb-mg=m77R解得NB=2mg=1200N根据牛顿第三定律，参赛者对轨道的压力NB=Nb=1200N,方向竖直向下12(2)CUD过程，由动能定理一起mgL2=0—2mvC解得vc=6m/sB至IC过程，由牛顿第二定律p1mg=ma

2解得a=4m/sVC—VB参赛者加速至vc历时t=一a一=0.5svb+VC位移xi=2t=2.5m<Li参赛者从B到C先匀加速后匀速，传送带顺时针运转，速率v=6m/s。(3)0.5s内传送带位移X2=vt=3m参赛者与传送带的相对位移Ax=x2—xi=0.5m传送带由于传送参赛者多消耗的电能E二E二世mgAx+gmvC—gmvB=720Jo答案(1)1200N方向竖直向下(2)顺时针运转6m/s(3)720J做真题明考情真题体验做真题明考情1.(20174月浙江选考)火箭发射回收是航天技术的一大进步。如图11所示，火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上。不计火箭质量的变化，则()图11图11A.火箭在匀速下降过程中，机械能守恒B.火箭在减速下降过程中，携带的检测仪器处于失重状态C.火箭在减速下降过程中合力做功等于火箭机械能的变化D.火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力解析火箭在匀速下降阶段，火箭受到的阻力与其重力平衡，重力做正功，阻力做负功，所以机械能不守恒，选项A错误；火箭在在减速阶段，加速度向上，携带的仪器处于超重状态，选项B错误；火箭着地时，地面给火箭的力大于火箭重

力，选项D正确；根据动能定理知，合外力做功等于动能改变量，选项C错误答案D.（20184月浙江选考）如图12所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山上的A、B处，A、B两点水平距离为16m,竖直距离为2m,A、B间纯长为20m。质量为10kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处。以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为（绳处于拉直状态）（）—1.2X10—1.2X103JC.-6.0X102J图12-7.5X102JD.-2.0X102J解析重力势能最小的点为最低点，结合“同纯同力”可知，在最低点时，两侧绳子与水平方向夹角相同，记为9,设右边绳子长为a,则左边绳长为20-a16m16m由几何关系得20cos416;asin9-（20—a）sin卜2联立解得a=35m,所以最低点距离参考面的高度差为35sin47m,猴子的重心比绳子最低点大约低0.5m,所以猴子在最低点的重力势能约为—750J,选项B正确。答案B.（201811月浙江选考）奥运会比赛项目撑杆跳高如图13所示，下列说法不正确的是（）图13A.加速助跑过程中，运动员的动能增加B.起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加C.起跳上升过程中，运动员的重力势能增加D.越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加解析加速助跑过程中运动员的速度增大，动能增大，选项A正确；起跳上升过程中，杆的形变量先变大，后变小，故弹性势能先变大后变小，选项B错误；起跳上升过程中，运动员的重心升高，重力势能增加，选项C正确；越过横杆后下落过程中，运动员的重力做正功，重力势能减少，动能增加，选项D正确。答案B4.(201811月浙江选考)如图14所示，在地面上竖直固定了刻度尺和轻质弹簧，弹簧原长时上端与刻度尺上的A点等高，质量m=0.5kg的篮球静止在弹簧正上方，底端距A点的高度h1=1.10m,篮球静止释放测得第一次撞击弹簧时，弹簧的最大形变量X1=0.15m,第一次反弹至最高点，篮球底端距A点的高度h2=0.873m,篮球多次反弹后静止在弹簧白上端，此时弹簧的形变量X2=0.01m,弹性势能为Ep=0.025Jo若篮球运动时受到的空气阻力大小恒定，忽略篮球与弹簧碰撞时的能量损失和篮球的形变，弹簧形变在弹性限度范围内。求：图14(1)弹簧的劲度系数;(2)篮球在运动过程中受到的空气阻力;(3)篮球在整个运动过程中通过的路程;(4)篮球在整个运动过程中速度最大的位置解析(1)篮球静止在弹簧上时,有mg—kx2=0,k=500N/m(2)篮球从开始运动到第一次上升到最高点，由动能定理得mg(hi—h2)—f(hi+h2+2xi)=0f=0.5N(3)设篮球在整个运动过程中总路程s,由能量守恒定律得mg(hi+x2)=fs+Eps=11.05m(4)球在首次下落过程中，合力为零处速度最大速度最大时弹簧形变量为X3mg—f—kx3=0在A点下方，离A点X3=0.009m答案(1)500N/m(2)0.5N(3)11.05m(4)第一次下落至A点下方0.009m处速度最大、选择题(在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的)1.(2018浙江温州中学高二月考)如图1所示，人用平行于粗糙斜面的力将物体拉至斜面顶端，使物体获得动能，关于人体消耗的化学能，下列说法正确的是图1A.人体消耗的化学能等于物体动能B.人体消耗的化学能等于物体增加的重力势能C.人体消耗的化学能等于物体增加的机械能D.人体消耗的化学能大于物体增加的机械能解析物体上升过程中，动能和重力势能都增加，同时由于摩擦生热，人体消耗的化学能等于物体机械能的增量与系统内能之和，故选项D正确。答案D（2018浙江衢州选考模拟）一轻质弹簧，固定于天花板上的O点处，原长为L,如图2所示，一个质量为m的物块从A点竖直向上抛出，以速度v与弹簧在B点相接触，然后向上压缩弹簧，到C点时物块速度为零，在此过程中无机械能损失，则下列说法正确的是（）图2A.由A到C的过程中，物块动能和重力势能之和保持不变B.由B到C的过程中，弹簧的弹性势能和物块的动能之和逐渐增大C.由A到C的过程中，物块的机械能守恒D.由B到C的过程中，物块与弹簧组成的系统机械能守恒解析对物块由A到C的过程中，除重力做功外还有弹簧弹力做功，物块机械能不守恒，选项A、C错误；对物块和弹簧组成的系统机械能守恒，即重力势能、弹性势能和动能之和不变，上升过程中，重力势能增加，故弹性势能和动能之和逐渐减小，选项B错误，D正确。答案D（2018浙江桐乡茅盾中学月考）以水平面为零势能面，小球从某一高度水平抛出时重力势能等于动能的2倍，那么在运动过程中，当其动能和势能相等时，水平速度和竖直速度大小之比为（空气阻力不计）（）

A.小A.小：1B.1：1D.2：1解析在最高点处时mgh=2Ek=mv2,解得V0=标，设动能和势能相等时，高12123h度为h,由机械能守恒止律可知mgh+]mv=mgh+2mv。，联立解得h=彳，则竖直分速度大小Vy=^2gx4=、胖，故水平速度和竖直速度大小之比为vo：Vy=^2：1,选项D正确。答案D（2018浙江江山选考模拟）如图3所示是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施。管道除D点右侧水平部分粗糙外，其余部分均光滑。若挑战者自斜管上足够A、B内部（圆A内高的位置滑下，将无能量损失的连续滑入第一个、第二个圆管轨道管A、B内部（圆A内部最高位置时，对管壁恰好无压力。则这名挑战者（）第一个时A,经过管道A最高点时的机械能大于经过管道B最低点时的机械能B.经过管道A最低点时的动能大于经过管道B最低点时的动能C.经过管道B最高点时对管外侧壁有压力D.不能经过管道B的最高点2VA解析A管最局点恰好无压力，可得出mg=m^。根据机械能守恒定律，A、B选项中机械能和动能都是相等的，选项C中由于管B低，到达B最高点的速度22vb>va。由FN+mg=m^Am'Mmg,即Fn>0,经过管道B最高点时对管外侧壁有压力，故选项C正确。答案C（2018浙江乐涛选考模拟）如图4是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置的一部分，M是半径为R=1.0m、固定于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量为m=0.01kg的小钢珠。假设某次发射的钢珠沿轨道内侧恰好能经过M的上端点水平飞出，取g=10m/s2,弹簧枪的长度不计，则发射该钢珠前，弹簧的弹性势能为（）图4A.0.10JB.0.15JC.0.20JD.0.25J解析小钢珠恰好经过M的上端点有mg=mR,所以丫=出口=50m/s。根据机械能守恒定律得Ep=mgR+2mv2=0.15J。答案B（2018浙江东阳中学高三月考）滑块以速率V1冲上斜面，当它回到斜面底端时速率为V2,且V2<V1,若滑块向上运动的位移中点为A,取斜面底端重力势能为零，则（）A.上滑时机械能减小量大于下滑时机械能的减少量B.上滑时机械能减小量小于下滑时机械能的减少量C.上滑过程中动能和重力势能相等的位置在A点上方D,下滑过程中动能和重力势能相等的位置在A点解析由V2<V1可知，斜面与滑块间有摩擦，滑块无论上升还是下降时，都有机械能损失，且大小均为fL,选项A、B错误；上升过程，在最低点，机械能为E1TOC\o"1-5"\h\z12121=]mv1;在取局点，机械能为E2=mgh;在中点A处，机械能为EA=2mvA+2、……一，-……A/V2+0亚121工，mgh,滑块在余面中点A的速度va='J-1?vi,动能为5mvA=2E1,重力1势能为2匕，由于ei>E2,故动能大，所以上升过程中动能和重力势能相等的位

置在A点上方，选项C正确；下滑到中点A时的动能为EkAo从最高点到A点滑块克服摩擦力做功为W,根据能量守恒定律得mgh=mg2+EkA、W；则得m*EkA'+W,A点的重力势能为EpA=mgh,可知EpA>EkA'，滑块下滑过程，重力势能减小，动能增加，所以下降过程中动能和势能相等的位置在A点下方，选项D答案C（20164月浙江选考）图5中的路灯为太阳能路灯，每只路灯的光伏电池板有效采光面积约为0.3m2。晴天时电池板上每平方米每小时接收到太阳辐射能约为3X106Jo如果每天等效日照时间约为6h,光电池一天产生的电能可供30W的路灯工作8h路灯工作8h04.8%C.4.8%C.16%9.6%D.44%解析30X8X36000.3X3X106X6解析30X8X36000.3X3X106X6x100%=16%答案C（2018浙江嘉兴模拟）如图6所示为某研究小组利用对接斜面研究“做功与能量变化关系”的装置：固定在水平地面上的倾角均为8的两斜面，以光滑小圆弧相连接。有一可视为质点的滑块从左侧顶端由静止释放，经最低点滑上右侧斜面并减速到0,滑块在上述过程中重力做功Wg、克服摩擦力做功W动能Ek及机械能E随滑行路程s的变化图线正确的是（设斜面连接处为参考平面，滑块与两斜面间的动摩擦因数相同）（）图6解析重力先做正功，后做负功，所以选项A错误；克服摩擦力做功大小等于产生的热量，即Wf=Q=fs=[tmgsos0,从斜率上看可知斜率不变，即选项B错误；根据动能定理F合s=AEk,因此从斜率上可知，斜率代表滑块运动时的合外力，滑块下滑时的加速度要小于上滑时加速度，即选项C正确；减少的机械能转化为热能，因此滑块的机械能并不是先增加的（初始机械能不为零），所以选项D错误。答案C（2018浙江嘉兴秀州中学高三月考）如图7所示为竖直平面内的直角坐标系。一个质量为m的质点，在包力F和重力的作用下，从坐标原点O由静止开始沿直线OA斜向下运动，直线OA与y轴负方向成8角（依90°）。不计空气阻力，重力加速度为g,则以下说法正确的是（）11/丸图7A.当F=mgtan8时，质点的机械能守恒B.当F=mgsin8时，质点的机械能守恒C.当F=mgtan8时，质点的机械能可能减小也可能增大D.当F=mgsin8时，质点的机械能可能减小也可能增大解析质点只受重力G和拉力F,质点做直线运动，合力方向与OA共线，如图所示。当拉力与OA垂直时，拉力最小，根据几何关系，有F=Gsin8=mgsin0,F的方向与OA垂直，拉力F做功为零，所以质点的机械能守恒，故B正确，D错误；若F=mgtan0,由于mgtanOmgsin0,故F的方向与OA不再垂直，有两种可能的方向，F与物体的运动方向的夹角可能大于90°,也可能小于90°,即拉力F可能做负功，也可能做正功，重力做功不影响机械能的变化，故根据功能原理，物体机械能变化量等于力F做的功，即机械能可能增加，也可能减小，故A错误，C正确。答案BC二、非选择题10.（2018浙江诸暨高二期中）如图8为特种兵过山谷的简化示意图。将一根不可伸长的细绳两端固定在相距d为20m的A、B两等高点，/APB=a=53°。绳上挂一小滑轮P,战士们相互配合，沿着绳子滑到对面。如图所示，战士甲（图中未画出）水平拉住滑轮，质量为50kg的战士乙吊在滑轮上，脚离地，处于静止状态，此时AP竖直。然后战士甲将滑轮释放。若不计滑轮摩擦及空气阻力，也不计纯与滑轮的质量（重力加速度g取10m/s2,sin53=0.8,cos53=0.6）。求：⑴战士甲释放滑轮前对滑轮的水平拉力F;⑵假如B靠近A,纯长不变，F将如何变化？简述理由(3)不改变d情况下将滑轮释放，战士乙运动过程中的最大速度大小解析(1)战士乙静止时，对滑轮受力分析如图所示。T：根据共点力平衡条件得Tisin53=FTicos534T2=G又Tl=T2联立解得F=250N(2)战士乙从A到B运动过程，力的变化情况如图所示AB间距缩短，绳，长不变，/APB=a变小，由⑴得F=Tisina=~~,因sincosa+1a变小，cosa变大，得F变小。(3)根据机械能守恒定律可知，运动到最低处时重力势能最小，动能最大，即有最大速度，AP=15m,BP=25m,所以AP'=BP'=20m,MBP是正三角形,P在AB水平线下方10V3m,以P'点所在的水平面为零势能面，则hP=(10\/3—15)m12根据机械能守恒止律有mghP+0=0+^mv解得v=<2诉=d2X10X(10^-15)m/s所以最大速度大小为v=6.81m/s。答案(1)250N(2)F变小见解析(3)6.81m/s11.(2018浙江金华十校高三期末)如图9所示，质量m=0.2kg小物块，放在半径Ri=2m的水平圆盘边缘A处，小物块与圆盘间的动摩擦因数同=0.8。圆心角为仁37°,半径R2=2.5m的光滑圆弧轨道BC与水平轨道光滑连接于C点，小物块与水平轨道间的动摩擦因数为盘=0.5。开始圆盘静止，在电动机的带动下绕过圆心Oi的竖直轴缓慢加速转动，某时刻小物块沿纸面水平方向飞出(此时Oi与A连线垂直纸面)，恰好沿切线进入圆弧轨道B处，经过圆弧BC进入水平轨道CD,在D处进入圆心为O3,半径为R3=0.5m的光滑竖直圆轨道，绕过圆轨道后沿水平轨道DF向右运动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s2,求：图9(1)圆盘对小物块m做的功；⑵小物块刚离开圆盘时A、B两点间的水平距离；(3)假设竖直圆轨道可以左右移动，要使小物块能够通过竖直圆轨道，求竖直圆轨道底端D与圆弧轨道底端C之间的距离范围和小物块的最终位置。2解析(1)小物块