2019-2020年高三物理第二輪復(fù)習(xí) 機(jī)械能、內(nèi)能和電勢能的轉(zhuǎn)化和守恒 新人教版.doc

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2019-2020年高三物理第二輪復(fù)習(xí) 機(jī)械能、內(nèi)能和電勢能的轉(zhuǎn)化和守恒 新人教版 知識鏈接 一、 機(jī)械能守恒定律 1、條件： （1）對單個物體，只有重力或彈力做功． （2）對某一系統(tǒng),物體間只有動能和重力勢能及彈性勢能相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機(jī)械能的傳遞, 機(jī)械能也沒有轉(zhuǎn)變成其它形式的能(如沒有內(nèi)能產(chǎn)生)，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒． 2、 表達(dá)式 二、 能量守恒定律 深化整合 【典例訓(xùn)練1】（xx安徽理綜T14）伽利略曾設(shè)計如圖所示的一個實驗，將擺球拉至M點(diǎn)放開，擺球會達(dá)到同一水平高度上的N點(diǎn)。如果在E或F處釘上釘子，擺球?qū)⒀夭煌膱A弧達(dá)到同一高度的對應(yīng)點(diǎn)；反過來，如果讓擺球從這些點(diǎn)下落，它同樣會達(dá)到原水平高度上的M點(diǎn)。這個實驗可以說明，物體由靜止開始沿不同傾角的光滑斜面（或弧線）下滑時，其末速度的大小 A．只與斜面的傾角有關(guān) B．只與斜面的長度有關(guān) C．只與下滑的高度有關(guān) D．只與物體的質(zhì)量有關(guān) 【命題立意】本題以單擺為背景,聯(lián)系到無阻力下滑問題，主要考查機(jī)械能守恒定律這一知識點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時可按以下思路分析： 判斷是否守恒 用機(jī)械能守恒定律解題 確定對象 【規(guī)范解答】選C. 由題意知物體在運(yùn)動過程中不受阻力，滿足機(jī)械能守恒的條件，設(shè)下落的高度為H，則有，只與高度有關(guān)，C正確。 【典例訓(xùn)練2】（xx山東理綜T 22）如圖所示，傾角＝30的粗糙斜面固定在地面上，長為、質(zhì)量為、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平。用細(xì)線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動直到軟繩剛好全部離開斜面（此時物塊未到達(dá)地面），在此過程中 A．物塊的機(jī)械能逐漸增加 B．軟繩重力勢能共減少了 C．物塊重力勢能的減少等于軟繩克服摩擦力所做的功 D．軟繩重力勢能的減少小于其動能的增加與克服摩擦力所做功之和 【命題立意】本題以連接體的運(yùn)動為背景,結(jié)合斜面問題，主要考查功、動能定理、幾種功能關(guān)系等知識點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時可按以下思路分析： 做功分析 受力分析 確定對象 【規(guī)范解答】選BD. 因物塊所受的細(xì)線的拉力做負(fù)功，所以物塊的機(jī)械能逐漸減小，A錯誤；軟繩重力勢能共減少，B正確；物塊和軟繩組成的系統(tǒng)受重力和摩擦力作用，由動能定理可得：重力做功（包括物塊和軟繩）減去軟繩克服摩擦力做功等于系統(tǒng)（包括物塊和軟繩）動能的增加，設(shè)物塊的質(zhì)量為M，即，物塊重力勢能的減少等于，所以C錯誤。對軟繩有,F表示細(xì)線對軟繩受到的拉力，軟繩重力勢能的減少等于，顯然小于其動能的增加與克服摩擦力所做功之和，D正確。 【高考真題探究】 1.（xx福建理綜T17）如圖(甲)所示，質(zhì)量不計的彈簧豎立固定在水平面上，t=0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖(乙)所示，則 A.t1時刻小球動能最大 B.t2時刻小球動能最大 C.t2～t3這段時間內(nèi)，小球的動能先增加后減少 D．t2～t3這段時間內(nèi)，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能 【命題立意】本題以壓力傳感器，測出彈簧彈力F隨時間t變化的圖象為背景，體現(xiàn)新的測量手段在物理實驗中的應(yīng)用，著重考查考生對圖象的理解，以及小球壓縮彈簧過程的力和運(yùn)動的問題的分析。 【思路點(diǎn)撥】從圖象中獲知t1、t3分別是小球開始接觸彈簧和離開彈簧的時刻，t2時刻是小球壓縮到最低點(diǎn)時刻，加速度為零時小球速度最大。 【規(guī)范解答】選C。小球在未碰彈簧先作自由落體運(yùn)動，碰后先作加速度減少的加速運(yùn)動直到加速度為零，即重力等于彈簧的彈力時速度最大，而后作加速度增大的減速運(yùn)動，上升過程恰好與下降過程相逆，在整個過程小球的動能、勢能及彈簧的彈性勢能總和不變，由乙圖可知t1時刻小球開始接觸彈簧，t2時刻小球運(yùn)動到最低點(diǎn)，動能最小，t3時刻小球恰好離開彈簧上升，t2—t3這段時間內(nèi)小球從最低點(diǎn)向上運(yùn)動的過程中先加速到速度最大后減速運(yùn)動，小球動能先增加后減少，彈簧減少的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能和重力勢能，故選C。 2.（xx全國Ⅱ理綜T24）(15分)如圖，MNP 為豎直面內(nèi)一固定軌道，其圓弧段MN與水平段NP相切于N，P端固定一豎直擋板。M相對于N的高度為h，NP長度為s.一物塊自M端從靜止開始沿軌道下滑，與擋板發(fā)生一次完全彈性碰撞后停止在水平軌道上某處。若在MN段的摩擦可忽略不計，物塊與NP段軌道間的滑動摩擦因數(shù)為，求物塊停止的地方與N點(diǎn)距離的可能值。 【命題立意】本題以木塊沿軌道下滑為情景，表面上看很簡單，實際上具有多解，體現(xiàn)了高考對考生發(fā)散思維、綜合分析能力的要求。 【思路點(diǎn)撥】 根據(jù)題意初位置在M點(diǎn)，末位置在NP段的某處，運(yùn)用功能原理進(jìn)行解題。注意完全彈性碰撞后木塊原速反彈以及木塊能否再次上升后滑下。 【規(guī)范解答】根據(jù)功能原理，在物塊從開始下滑到靜止的過程中，物塊重力勢能減小的數(shù)值與物塊克服摩擦力所做功的數(shù)值相等，即 ① 設(shè)物塊質(zhì)量為，在水平滑道上滑行的總路程為，則 ② ③ 設(shè)物塊在水平軌道上停住的地方與點(diǎn)的距離為。若物塊在與碰撞后，在到達(dá)圓弧形軌道前停止，則 ④ 聯(lián)立①②③④式得 ⑤ 此結(jié)果在時有效。若，則物塊在與碰撞后，可再一次滑上圓弧形軌道，滑下后在水平軌道上停止，此時有 ⑥ 聯(lián)立①②③⑥式得 ⑦ 評分參考：①式3分，②③式各2分，④⑤⑥⑦式共8分（只要得出⑤式或⑦式，即給這8分中的6分）。 【答案】物塊停止的位置距N的距離可能為或 3. （xx.上海物理卷T30）.（10分）如圖，ABC和ABD為兩個光滑固定軌道，A、B、E在同一水平面，C、D、E在同一豎直線上，D點(diǎn)距水平面的高度h，C點(diǎn)高度為2h，一滑塊從A點(diǎn)以初速度分別沿兩軌道滑行到C或D處后水平拋出。 （1）求滑塊落到水平面時，落點(diǎn)與E點(diǎn)間的距離和. （2）為實現(xiàn)＜，應(yīng)滿足什么條件？ 【命題立意】本題考查根據(jù)機(jī)械能守恒和平拋運(yùn)動規(guī)律以及用數(shù)學(xué)工具處理物理問題的能力。 機(jī)械能守恒 位移 平拋運(yùn)動 【思路點(diǎn)撥】 【規(guī)范解答】 （1）根據(jù)機(jī)械能守恒， 根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律：， , 綜合得， （2）為實現(xiàn)＜，即＜，得＜ 但滑塊從A點(diǎn)以初速度分別沿兩軌道滑行到C或D處后水平拋出，要求， 所以。 4.（xx北京理綜T22）（16分）如圖，跳臺滑雪運(yùn)動員經(jīng)過一段加速滑行后從Ｏ點(diǎn)水平飛出，經(jīng)過3.0ｓ落到斜坡上的Ａ點(diǎn)。已知Ｏ點(diǎn)是斜坡的起點(diǎn)，斜坡與水平面的夾角＝37，運(yùn)動員的質(zhì)量m=50kg。不計空氣阻力。（取sin37=0.60，cos37=0.80；g取10m/s2）求 （1） A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離； （2） 運(yùn)動員離開O點(diǎn)時的速度大??； （3） 運(yùn)動員落到A點(diǎn)時的動能。 【命題立意】本題以跳臺滑雪運(yùn)動員為背景,體現(xiàn)了高考命題著眼于基本知識的特點(diǎn)，主要考查了平拋運(yùn)動與機(jī)械能守恒定律。 【思路點(diǎn)撥】 解答本題的關(guān)鍵是對平拋運(yùn)動的理解，運(yùn)動員在水平方向做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向做自由落體運(yùn)動； 由O點(diǎn)到A點(diǎn)機(jī)械能守恒。 【規(guī)范解答】（1）運(yùn)動員在豎直方向做自由落體運(yùn)動，有 A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離 （2）設(shè)運(yùn)動員離開O點(diǎn)的速度為,運(yùn)動員在水平方向做勻速直線運(yùn)動， 即 解得 （3）由機(jī)械能守恒，取A點(diǎn)為重力勢能零點(diǎn)，運(yùn)動員落到A點(diǎn)時的動能為 【答案】 （1）（2）（3） 5.（xx安徽理綜T24）(20分)如圖，ABD為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中AB段是水平的，BD段為半徑R=0.2m的半圓，兩段軌道相切于B點(diǎn)，整個軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小E=5.0103V/m。一不帶電的絕緣小球甲，以速度υ0沿水平軌道向右運(yùn)動，與靜止在B點(diǎn)帶正電的小球乙發(fā)生彈性碰撞。已知甲、乙兩球的質(zhì)量均為m=1.010-2kg，乙所帶電荷量q=2.010-5C，g取10m/s2。(水平軌道足夠長，甲、乙兩球可視為質(zhì)點(diǎn)，整個運(yùn)動過程無電荷轉(zhuǎn)移) （1） 甲乙兩球碰撞后，乙恰能通過軌道的最高點(diǎn)D，求乙在軌道上的首次落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離； （2）在滿足(1)的條件下。求的甲的速度υ0； （3）若甲仍以速度υ0向右運(yùn)動，增大甲的質(zhì)量，保持乙的質(zhì)量不變，求乙在軌道上的首次落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離范圍。 【命題立意】本題以帶電粒子在復(fù)合場中的多種運(yùn)動組合為情景，結(jié)合兩物體的碰撞、物體過最高點(diǎn)的臨界問題，突出了高考對運(yùn)用數(shù)學(xué)工具處理物理問題能力、推理能力、分析綜合能力的要求，主要考查動能定理、動量守恒定律、機(jī)械能守恒定律、平拋運(yùn)動規(guī)律、勻速圓周運(yùn)動規(guī)律等知識點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時可按以下思路分析： 此后用平拋運(yùn)動規(guī)律求解 恰好過最高點(diǎn) 臨界速度 此前用動能定理求解 碰撞過程用兩大守恒定律求解 【規(guī)范解答】 （1）在乙恰能過軌道最高點(diǎn)的情況下，設(shè)乙到達(dá)最高點(diǎn)的速度為vD，乙離開D點(diǎn)到達(dá)水平軌道的時間為t，乙的落地到B點(diǎn)的距離為x，則 ① ② ③ 聯(lián)立①②③式解得 ④ （2）設(shè)碰撞后甲、乙的速度分別為、，根據(jù)動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律得： ⑤ ⑥ 聯(lián)立⑥⑦式得 ⑦ 由動能定理得 ⑧ 聯(lián)立①⑦⑧式得 ⑨ （3）設(shè)甲的質(zhì)量為M，碰撞后甲、乙的速度分別為、，根據(jù)動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律得 ⑩ 聯(lián)立⑩式得 由和得 設(shè)乙球過D點(diǎn)的速度為，由動能定理得 聯(lián)立⑨式得 設(shè)乙在水平軌道上的落點(diǎn)距B點(diǎn)的距離為，有 聯(lián)立② 式得 評分標(biāo)準(zhǔn)：（1）問共4分，①②③④各1分； （2）問共8分，除⑤⑥各1分外，其余各式均2分； （3）問共8分，除⑩（11）各1分外，其余各式均2分。 【答案】（1）0.4m；（2）；（3） 【專題模擬演練】 一、 選擇題 1.（xx莆田模擬）“神舟三號”順利發(fā)射升空后，在離地面340km的圓軌道上運(yùn)行了108圈。運(yùn)行中需要多次進(jìn)行 “軌道維持”。所謂“軌道維持”就是通過控制飛船上發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火時間和推力的大小方向，使飛船能保持在預(yù)定軌道上穩(wěn)定運(yùn)行。如果不進(jìn)行軌道維持，由于飛船受軌道上稀薄空氣的摩擦阻力，軌道高度會逐漸降低，在這種情況下飛船的動能、重力勢能和機(jī)械能變化情況將會是：（ ） A．動能、重力勢能和機(jī)械能都逐漸減小 B．重力勢能逐漸減小，動能逐漸增大，機(jī)械能不變 C．重力勢能逐漸增大，動能逐漸減小，機(jī)械能不變 D．重力勢能逐漸減小，動能逐漸增大，機(jī)械能逐漸減小 2.（xx諸城模擬）在奧運(yùn)比賽項目中，高臺跳水是我國運(yùn)動員的強(qiáng)項。質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動，設(shè)水對他的阻力大小恒為F，那么在他減速下降高度為h的過程中，下列說法正確的是（g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋? ） A．他的動能減少了 B．他的重力勢能增加了 C．他的機(jī)械能減少了 D．他的機(jī)械能減少了 3.（xx濟(jì)南模擬）光滑的水平面上固定著一個螺旋形光滑水平軌道，俯視如圖所示。一個小球以一定速度沿軌道切線方向進(jìn)入軌道，以下關(guān)于小球運(yùn)動的說法中正確的是 （ ） A．軌道對小球做正功，小球的線速度不斷增大 B．軌道對小球做正功，小球的角速度不斷增大 C．軌道對小球不做功，小球的角速度不斷增大 D．軌道對小球不做功，小球的線速度不斷增大 4、游樂場中的一種滑梯如圖3-2-5所示,小朋友從軌道頂端由靜止開始下滑,沿水平軌道滑動了一段距離后停下來,則（ ） A.下滑過程中支持力對小朋友做功 B.下滑過程中小朋友的重力勢能增加 C.整個運(yùn)動過程中小朋友的機(jī)械能守恒 D.在水平面滑動過程中摩擦力對小朋友做負(fù)功 5、滑雪運(yùn)動員由斜坡高速向下滑行時其速度—時間圖象如圖3-2-7所示,則由圖象中AB段曲線可知,運(yùn)動員在此過程中（ ） A.機(jī)械能守恒 B.做勻加速運(yùn)動 C.做曲線運(yùn)動 D.所受力的合力不斷減小 6、物體在一個豎直向上的拉力作用下參與了下列三種運(yùn)動：勻速上升、加速上升和減速上升.關(guān)于這個物體在這三種運(yùn)動中機(jī)械能的變化情況,正確的說法是（ ） A.勻速上升過程中機(jī)械能不變，加速上升過程中機(jī)械能增加，減速上升過程中機(jī)械能減小 B.勻速上升和加速上升過程中機(jī)械能增加，減速上升過程中機(jī)械能減小 C.三種運(yùn)動過程中，機(jī)械能均增加 D.由于這個拉力和重力大小關(guān)系不明確，不能確定物體的機(jī)械能的增減情況 7.如圖1所示，勻強(qiáng)電場方向水平向右，將一個帶正電的小球以一定的初速度豎直向上拋出，從拋出到小球上升至最高點(diǎn)的過程中（不計空氣阻力），下列說法正確的是（ ） A.小球機(jī)械能在逐漸減少 B.小球機(jī)械能的增加量等于其電勢能的減少量 C.小球動能的減少量等于其重力勢能的增加量 D.小球動能的改變量等于其受到的重力和電場力所做功的代數(shù)和 二、 計算題 8.（xx濟(jì)南模擬）如圖甲所示，一質(zhì)量為m = 1kg的物塊靜止在粗糙水平面上的A點(diǎn)，從t = 0時刻開始，物體在受按如圖乙所示規(guī)律變化的水平力F作用下向右運(yùn)動，第3s末物塊運(yùn)動到B點(diǎn)時速度剛好為0，第5s末物塊剛好回到A點(diǎn)，已知物塊與粗糙水平間的動摩擦因數(shù)μ= 0.2，求：（g取10m/s2） （1）AB間的距離； （2）F做的功. 9.（xx寧波模擬）滑板運(yùn)動是一項陸地上的“沖浪運(yùn)動”，滑板運(yùn)動員可在不同的斜坡上滑行，做出各種動作給人以美的享受。如圖甲所示，abcdef為同一豎直平面上依次平滑連接的滑行軌道，其中ab段水平，，bc段和cd段均為斜直軌道，傾角θ=370，de段是一半徑的四分之一圓孤軌道，O點(diǎn)為圓心，其正上方的d點(diǎn)為圓孤的最高點(diǎn)，滑板及運(yùn)動員總質(zhì)量，運(yùn)動員滑經(jīng)d點(diǎn)時軌道對滑板支持力用表示，忽略摩擦阻力和空氣阻力（取g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8）.運(yùn)動員從bc段緊靠b處無初速度滑下，求的大?。? 10.（xx聊城模擬）如圖所示，皮帶始終保持v=6m/s的速度順時針運(yùn)轉(zhuǎn)，一個質(zhì)量為m=1.0kg、初速度為零的小物體放在傳送帶的左端，若物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.15，傳送帶左右兩端距離為s=6.75m。（g取10m/s2） （1）求物體從左端運(yùn)動到右端的時間； （2）設(shè)皮帶輪由電動機(jī)帶動，求物體在皮帶上從左端運(yùn)動到右端消耗的電能。 答案及解析 1、 答案：D 2、 答案：D 3、 解析：選C，小球的運(yùn)動方向始終與軌道對它的彈力方向垂直，所以軌道對小球不做功，根據(jù)動能定理，小球的動能不變，所以小球的線速度不變，A、D錯誤；根據(jù)，軌道半徑越來越小，所以小球的角速度不斷增大，B錯、C對. 4、【解析】選D.下滑過程中滑梯對小朋友的支持力與速度方向垂直，支持力不做功，A錯誤；重力對小朋友做正功，重力勢能減少，B錯誤；因摩擦力始終對小朋友做負(fù)功，整個過程中，小朋友的機(jī)械能減少，故C錯誤，D正確. 5、【解析】選D.由v-t圖可知,滑雪運(yùn)動員下滑過程中,速度增加得越來越慢,加速度變小,所受合外力變小,故B錯誤,D正確;加速度變小的過程中,阻力增大,阻力一定做負(fù)功,機(jī)械能不守恒,A錯誤;v-t圖象只能用來表示直線運(yùn)動,AB段彎曲的原因是運(yùn)動員加速度變化了,故C錯誤. 6、【解析】選C.由于物體受到的拉力方向向上，且物體的運(yùn)動方向也向上，拉力對物體都做正功，因此三種情況下物體的機(jī)械能都增加，C正確. 7、【解析】選B、D.此過程電場力對小球做正功，機(jī)械能增加，A錯；小球機(jī)械能的增加量等于電場力所做的功，也即電勢能的減少量，B對；動能的減少量應(yīng)等于重力勢能增加量和電勢能減少量之和，也即電場力和重力做功的代數(shù)和，C錯，D對. 8、解析：（1）在3s～5s物塊在水平恒力F作用下由B點(diǎn)勻加速直線運(yùn)動到A點(diǎn)， 設(shè)加速度為a，AB間的距離為s，則 ① ② ③ （2）設(shè)整個過程中F所做功為WF，物塊回到A點(diǎn)的速度為VA， 由動能定理得： ④ ⑤ 答案：（1）4m（2）24J 9、 答案：360N 10、解析：（1）假設(shè)小球一直做勻加速運(yùn)動 物體在皮帶上運(yùn)動的加速度 設(shè)從左端到右端的運(yùn)動時間為t 由 得t=3s 4.5m/s<6m/s 所以運(yùn)動時間為3s （2）摩擦力做功 物體在最右端的速度v=at=1.53m/s=4.5m/s 物體動能的增量 消耗的電能 答案：（1）3s（2）27J 【備課資源】 1、 如圖3-2-6所示,一個小球（視為質(zhì)點(diǎn)）從H=12 m高處，由靜止開始通過光滑弧形軌道AB，進(jìn)入半徑R=4 m的豎直圓環(huán)，圓環(huán)軌道部分的動摩擦因數(shù)處處相等，當(dāng)?shù)竭_(dá)環(huán)頂C時，剛好對軌道壓力為零；沿CB滑下后，進(jìn)入光滑弧形軌道BD，且到達(dá)高度為h的D點(diǎn)時速度為零，則h之值可能為（g=10 m/s2）( ) A.10 m B.11 m C.8 m D.9 m 2、 汽車以恒定功率P、初速度v0沖上傾角一定的斜坡時，汽車受到的阻力恒定不變，則汽車上坡過程中的v-t圖象不可能是下圖中的（ ） 3、 一物體沿固定斜面從靜止開始向下運(yùn)動,經(jīng)過時間t0滑至斜面底端.已知在物體運(yùn)動過程中物體所受的摩擦力恒定.若用F、v、x和E分別表示該物體所受的合力、物體的速度、位移和機(jī)械能，則下列圖象中可能正確的是（ ） 【解析】選A、C、D.物體受的合外力F=mgsinθ-Ff,不隨時間改變，A正確；因加速度恒定,B錯誤;由x=at2可知,C正確;物體的機(jī)械能因摩擦力做負(fù)功而減少,可表示為E=E0-Ffx=E0-Ffat2,故D也正確. 4、 如圖2所示,一直角斜面固定在地面上,右邊斜面傾角60,左邊斜面傾角30,A、B兩物體分別系于一根跨過定滑輪的輕繩兩端，分別置于斜面上，兩物體可以看成質(zhì)點(diǎn)，且位于同高度處于靜止平衡狀態(tài)，一切摩擦不計，繩子均與斜面平行，若剪斷繩，讓兩物體從靜止開始沿斜面下滑，下列敘述正確的是（ ） A.落地時兩物體速率相等 B.落地時兩物體機(jī)械能相等 C.落地時兩物體重力的功率相同 D.兩物體沿斜面下滑的時間相同 5、 如圖3所示,細(xì)線上吊著小球,用水平恒力F將它從豎直位置A拉到位置B,小球在B點(diǎn)時恰 好有：Fcosθ=mgsinθ,此時線與豎直方向的夾角為θ,則有（ ） A.恒力F做的功等于小球重力勢能的增量 B.小球?qū)㈧o止在B點(diǎn) C.細(xì)線對小球做的功為零 D.若在B點(diǎn)將力F撤去，小球來回擺動的角度將大于θ 【解析】選C、D.小球到B點(diǎn)時因有Fcosθ=mgsinθ,小球切向加速度為零,說明由A到B小球做加速運(yùn)動,到B點(diǎn)速度最大,此過程中,WF-mgh=mvB2,故A、B均錯誤;細(xì)線的拉力與小球速度始終垂直,故細(xì)線對小球做功為零,C正確;因小球在B點(diǎn)有向上的速度,此時撤去F后,小球會繼續(xù)向右擺動,小球擺動的角度一定大于θ,D正確. 6、 如圖4所示,光滑絕緣細(xì)桿AB水平置于帶電小球的正上方,小球的電荷量為+Q.a、b是水平細(xì)桿上的兩點(diǎn),且在以小球為圓心的同一豎直圓周上,c為a、b的中點(diǎn).一個質(zhì)量為m、電荷量為-q的小圓環(huán)套在細(xì)桿上，從a點(diǎn)由靜止釋放，在小圓環(huán)由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中，下列說法中正確的是（ ） A.小圓環(huán)所受庫侖力先增大后減小 B.小圓環(huán)的動能先減小后增大 C.小圓環(huán)與帶電小球組成的系統(tǒng)的電勢能在c點(diǎn)最大 D.小圓環(huán)與帶電小球組成的系統(tǒng)的電勢能在a、b兩點(diǎn)最大 【解析】 選A、D.由庫侖定律可知，小圓環(huán)由a→c→b，庫侖力先增大后減小，A正確，電場力先做正功再做負(fù)功，動能先增大后減小，電勢能先減小后增大，故a、b兩點(diǎn)處小圓環(huán)電勢能最大，c處小圓環(huán)電勢能最小，故D正確，B、C錯誤. 7、 跳傘運(yùn)動員從跳傘塔上跳下,當(dāng)降落傘全部打開時,傘和運(yùn)動員所受的空氣阻力大小跟下落速度的平方成正比,即Ff=kv2,已知比例系數(shù)k=20 Ns2/m2.運(yùn)動員和傘的總質(zhì)量m=72 kg,設(shè)跳傘塔足夠高且運(yùn)動員跳離塔后即打開傘,取g=10 m/s2,求: (1)跳傘員的下落速度達(dá)到3 m/s時,其加速度多大? (2)跳傘員最后下落速度多大? (3)若跳傘塔高200 m,則跳傘員從開始跳下到即將觸地的過程中,損失了多少機(jī)械能? 【解析】(1)由牛頓第二定律可知: 答案：(1)7.5 m/s2 (2)6 m/s (3)1.43105 J 8、 圖5為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī).在起重機(jī)將質(zhì)量為m=5103 kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動，加速度a=0.2 m/s2，當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時，保持該功率直到重物做vm=1.02 m/s的勻速運(yùn)動.取g=10 m/s2，不計額外功.求： （1）起重機(jī)允許輸出的最大功率. （2）重物做勻加速運(yùn)動所經(jīng)歷的時間和起重機(jī)在第2秒末的輸出功率. 【解析】(1)設(shè)起重機(jī)允許輸出的最大功率為P0,重物達(dá)到最大速度時,拉力F0等于重力. P0=F0vm ①(2分) F0=mg ②(2分) 代入數(shù)據(jù),有:P0=5.1104 W ③(1分) (2)勻加速運(yùn)動結(jié)束時,起重機(jī)達(dá)到允許輸出的最大功率,設(shè)此時重物受到的拉力為F,速度為v1,勻加速運(yùn)動經(jīng)歷時間為t1,有:P0=Fv1 ④(1分) F-mg=ma ⑤(2分) v1=at1 ⑥(2分) 由③④⑤⑥,代入數(shù)據(jù)，得：t1=5 s ⑦(1分) t=2 s時，重物處于勻加速運(yùn)動階段，設(shè)此時速度為v2,輸出功率為P，則v2=at ⑧(2分) P=Fv2 ⑨(2分) 由⑤⑧⑨,代入數(shù)據(jù)，得：P=2.04104 W （2分）