(新课标地区专用)2020高考物理二轮复习专题三功和能第1课时功功率和功能关系教案

图10

A.小球运动到B点时的速度大小为2gR B.弹簧长度等于R时,小球的机械能最大 C.小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg D.小球运动到B点时重力的功率为0 答案 BCD

解析 由题分析可知,小球在A、B两点时弹簧的形变量大小相等,弹簧的弹性势能相等,小12

球从A到B的过程,根据系统的机械能守恒得:2mgR=mvB,解得小球运动到B点时的速度

2为:vB=2gR,故A错误;根据小球与弹簧组成的系统的机械能守恒知,弹簧长度等于R时,弹簧的弹性势能为零,则此时小球的机械能最大,故B正确;设小球在A、B两点时弹簧的弹力大小为F弹,在A点,圆环对小球的支持力FN1=mg+F弹;在B点,由牛顿第二定律得:FN2

vB2

-mg-F弹=m,解得圆环对小球的支持力为:FN2=5mg+F弹;则FN2-FN1=4mg,由牛顿第三

R定律知,小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg,故C正确;小球运动到B点时重力与速度方向垂直,则重力的功率为0,故D正确.

12.(多选)(2019·湖北“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”期末)如图11所示,固定的光滑竖直杆上套一个滑块A,与滑块A连接的细绳绕过光滑的轻质定滑轮连接滑块B,细绳不可伸长,滑块B放在粗糙的固定斜面上,连接滑块B的细绳和斜面平行,滑块A从细绳水平位置由静止释放(不计滑轮的摩擦及空气阻力),到滑块A下降到速度最大(A未落地,B未上升至滑轮处)的过程中( )

图11

A.滑块A和滑块B的加速度大小一直相等 B.滑块A减小的机械能等于滑块B增加的机械能 C.滑块A的速度最大时,滑块A的速度大于B的速度 D.细绳上张力对滑块A做的功等于滑块A机械能的变化量 答案 CD

解析 两滑块与绳构成绳连接体,沿绳方向的加速度相等,则A的分加速度等于B的加速度,故A错误;绳连接体上的一对拉力做功不损失机械能,但B受到的斜面摩擦力对B做负功,由能量守恒可知滑块A减小的机械能等于滑块B增加的机械能和摩擦生热之和,B错误;绳连接体沿绳的速度相等,则A沿绳的分速度等于B的运动速度,如图所示,即滑块A的速度大于B的速度,故C正确;对A受力分析可知,除重力外,只有细绳的张力对滑块做功,由功能关系可知,细绳上张力对滑块A做的功等于滑块A机械能的变化量,故D正确.

13.(多选)(2019·河南省普通高中高考模拟)如图12所示,质量分别为2m、m的小滑块A、B,其中A套在固定的竖直杆上,B静置于水平地面上,A、B间通过铰链用长为L的刚性轻杆连接.一轻弹簧左端与B相连,右端固定在竖直杆上,弹簧水平.当α=30°时,弹簧处于原长状态,此时将A由静止释放,下降到最低点时α变为45°,整个运动过程中,A、B始终在同一竖直平面内,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,不计空气阻力,重力加速度为g.则

A下降过程中( )

图12

A.A、B组成的系统机械能守恒

B.弹簧弹性势能的最大值为(3-2)mgL C.竖直杆对A的弹力一定大于弹簧弹力

D.A的速度达到最大值前,地面对B的支持力小于3mg 答案 BD

解析 A、B和弹簧组成的系统机械能守恒,A、B组成的系统机械能不守恒,故A错误;根据系统机械能守恒可得:Ep=2mgL(cos30°-cos45°),即弹性势能的最大值为Ep=(3-2)mgL,故B正确;对B:水平方向的合力Fx=F杆sinα-F弹=ma,滑块B先做加速运动后做减速运动,又竖直杆对A的弹力等于F杆sinα,所以竖直杆对A的弹力并非始终大于弹簧的弹力,故C错误;A下降过程中动能达到最大前,A加速下降,对A、B整体,在竖直方向上根据牛顿第二定律有3mg-FN=2ma,则有FN<3mg,故D正确.

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