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高考物理一轮复习专题6.2机械能守恒定律及其应用精讲深剖1102391

专题6.2 机械能守恒定律及其应用

(一)真题速递

1.(2017新课标Ⅱ 17)如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直,一小物快以速度从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时,对应的轨道半径为(重力加速度为g )

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A.216v g

B.28v g

C.24v g

D.2

2v g

【答案】B

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【名师点睛】此题主要是对平抛运动的考查;解题时设法找到物块的水平射程与圆轨道半径的函数关系,即可通过数学知识讨论;此题同时考查学生运用数学知识解决物理问题的能力.

2.(2017新课标Ⅱ 19)19.如图,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P 为近日点,Q 为远日点,M ,N 为轨道短轴的两个端点,运行的周期为0T ,若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P 经过M,Q 到N 的运动过程中

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A.从P 到M 所用的时间等于0/4T

B.从Q 到N 阶段,机械能逐渐变大

C. 从P 到Q 阶段,速率逐渐变小

D.从M 到N 阶段,万有引力对它先做负功后做正功

【答案】CD

【解析】从P到M到Q点的时间为1

2

T0,根据开普勒行星运动第二定律可知,P到M运动的速

率大于从M到Q运动的速率,可知P到M所用的时间小于1

4

T0,选项A错误;海王星在运动过

程中只受太阳的引力作用,故机械能守恒,选项B错误;根据开普勒行星运动第二定律可知,从P到Q阶段,速率逐渐变小,选项C正确;从M到N阶段,万有引力对它先做负功后做正功,选项D正确;故选CD.

【考点定位】开普勒行星运动定律;机械能守恒的条件

【名师点睛】此题主要考查学生对开普勒行星运动定律的理解;关键是知道离太阳越近的位置行星运动的速率越大;远离太阳运动时,引力做负功,动能减小,引力势能增加,机械能不变.

3.(2015·全国卷ⅡT21)如图所示,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上.a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动.不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g.则( )

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A.a落地前,轻杆对b一直做正功

B.a落地时速度大小为2gh

C.a下落过程中,其加速度大小始终不大于g

D.a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg

【答案】BD

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4.(2016·全国卷丙T 24)如图所示,在竖直平面内有由14圆弧AB 和12

圆弧BC 组成的光滑固定轨道,两者在最低点B 平滑连接.AB 弧的半径为R ,BC 弧的半径为R 2

.一小球在A 点正上方与A 相距R 4处由静止开始自由下落,经A 点沿圆弧轨道运动.

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(1)求小球在B 、A 两点的动能之比;

(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C 点.

【答案】(1)5 (2)能沿轨道运动到C 点

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(二)考纲解读

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本讲共1个考点,一个二级考点,本讲高考频率非常高,几乎年年考,考题设计到有大题也有小题也有实验题。

(三)考点精讲

考向一机械能守恒的判断

1.做功判断法:若物体系统内只有重力和弹簧弹力做功,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.

3.利用机械能的定义判断

若物体在水平面上匀速运动,则其动能、势能均不变,机械能守恒.若一个物体沿斜面匀速下滑,则其动能不变,重力势能减少,机械能减少.

【例1】(多选)如图4,轻弹簧竖立在地面上,正上方有一钢球,从A处自由下落,落到B 处时开始与弹簧接触,此时向下压缩弹簧.小球运动到C处时,弹簧对小球的弹力与小球的重力平衡.小球运动到D处时,到达最低点.不计空气阻力,以下描述正确的有( )

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图4

A.小球由A向B运动的过程中,处于完全失重状态,小球的机械能减少

B.小球由B向C运动的过程中,处于失重状态,小球的机械能减少

C.小球由B向C运动的过程中,处于超重状态,小球的动能增加

D.小球由C向D运动的过程中,处于超重状态,小球的机械能减少

关键词关键位置C、D处受力特点.

【答案】BD

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能继续增大,小球的机械能继续减小,D正确.故答案为B、D.