搜索
    上传资料 赚现金
    英语朗读宝

    重难点08 功能关系 机械能守恒定律 能量守恒定律-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用)

    资料中包含下列文件,点击文件名可预览资料内容
    • 原卷
      重难点08 功能关系 机械能守恒定律 能量守恒定律-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用)(原卷版).docx
    • 解析
      重难点08 功能关系 机械能守恒定律 能量守恒定律-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用)(解析版).docx
    重难点08 功能关系 机械能守恒定律 能量守恒定律-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用)(原卷版)第1页
    重难点08 功能关系 机械能守恒定律 能量守恒定律-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用)(原卷版)第2页
    重难点08 功能关系 机械能守恒定律 能量守恒定律-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用)(原卷版)第3页
    重难点08 功能关系 机械能守恒定律 能量守恒定律-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用)(解析版)第1页
    重难点08 功能关系 机械能守恒定律 能量守恒定律-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用)(解析版)第2页
    重难点08 功能关系 机械能守恒定律 能量守恒定律-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用)(解析版)第3页
    还剩6页未读, 继续阅读
    下载需要40学贝 1学贝=0.1元
    使用下载券免费下载
    加入资料篮
    立即下载

    重难点08 功能关系 机械能守恒定律 能量守恒定律-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用)

    展开

    这是一份重难点08 功能关系 机械能守恒定律 能量守恒定律-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用),文件包含重难点08功能关系机械能守恒定律能量守恒定律-2025年高考物理热点重点难点专练广东专用原卷版docx、重难点08功能关系机械能守恒定律能量守恒定律-2025年高考物理热点重点难点专练广东专用解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共25页, 欢迎下载使用。

    【情境解读】
    【高分技巧】
    1. 动能定理与机械能守恒定律的比较
    2. 功能关系的运用
    【考向一:功能关系的应用】
    几种常见的功能关系
    1. (多选)(2023广东广州模拟)如图,中国古代的一种斜面引重车前轮矮小、后轮高大,在前后轮之间装上木板构成斜面,系紧在后轮轴上的绳索,绕过斜面顶端的滑轮与斜面上的重物连接。设重物的重力为G、绳索对重物的拉力为T、斜面对重物的作用力为F。推车子前进,重物被拉动沿木板上滑过程中( )
    A.F与T的夹角一定大于90°
    B.G和T的合力一定与F等大反向
    C.T和F对重物做功之和等于重物动能的变化量
    D.T和F对重物做功之和等于重物机械能的变化量
    答案 AD
    解析 对重物进行受力分析如图所示
    根据受力分析可知,斜面对重物有支持力与摩擦力的作用,则斜面对重物的作用力F为斜面对重物的支持力FN与摩擦力f的合力,根据上述受力分析图,将支持力与摩擦力合成,可知,F与T的夹角一定大于90°,A正确;当重物匀速上滑时,G和T的合力与F等大反向,当重物不是匀速上滑时,G和T的合力与F不等大反向,B错误;以重物为研究对象,根据动能定理有WT+WG+WF=ΔEk可知,T、F和G对重物做功之和等于重物动能的变化量,C错误;根据上述有WT+WF=ΔEk-WG,由于WG=-ΔEp,则有WT+WF=ΔEk+ΔEp=ΔE机,T和F对重物做功之和等于重物机械能的变化量,D正确。
    2.(多选)(2024陕西渭南统考)一只排球在A点被竖直抛出,此时动能为20 J,上升到最大高度后,又回到A点,动能变为16 J,假设排球在整个运动过程中受到的阻力大小恒定,A点为零势能参考面,则在整个运动过程中,排球的动能变为10 J时,其重力势能的可能值为( )
    A.4 J J
    C.8 J D.9 J
    答案 BD
    解析 排球在整个过程中重力做功为零,所以只有阻力做功,阻力大小恒定不变,根据动能定理可知克服阻力做功为4 J,上升过程中克服阻力做功为2 J,上升过程中克服重力做功为18 J,当动能变为10 J时,克服重力和阻力做的总功为10 J,阻力做功与重力做功都与高度成正比,所以此时克服阻力做功为1 J,克服重力做功为9 J,此时重力势能为9 J;如果是下落阶段,在最高点时重力势能为18 J,动能变为10 J时,重力做功和阻力做功的和为10 J,即WG-Wf=10 J,重力做功和克服阻力做功的比值为9∶1,所以重力做功为11.25 J,阻力做功为-1.25 J,此时重力势能减小11.25 J,重力势能为18 J-11.25 J=6.75 J,故B、D正确,A、C错误。
    3. (多选)(2024山东济南高三期末)如图所示,三个相同的木块a、b、c通过两个相同的轻弹簧P、Q和一段轻绳连接,其中a放在光滑水平桌面上。每个木块的重力均为10 N,轻弹簧的劲度系数均为500 N/m。开始时弹簧P处于原长,轻绳刚好伸直,三个木块均处于静止状态。现用水平力F缓慢地向左拉弹簧P的左端,直到木块c刚好离开水平地面。从开始到木块c刚好离开地面的过程中,下列说法正确的是( )
    A.弹簧P的左端向左移动的距离是4 cm
    B.弹簧P的左端向左移动的距离是8 cm
    C.水平力F做的功等于弹簧P增加的弹性势能
    D.轻绳对木块b做的功等于木块b增加的重力势能
    答案 BD
    解析 没有施加拉力时,弹簧Q处于压缩状态,则有mg=kx1,解得x1=2 cm;木块c刚好离开地面时,弹簧Q处于拉伸状态,则有mg=kx2,解得x2=2 cm;此时弹簧P处于拉伸状态,则有F=kx3,对a分析有F=T,对b分析有T=mg+kx2,解得x3=4 cm,则弹簧P的左端向左移动的距离是x=x1+x2+x3=8 cm,A错误,B正确;由于弹簧Q初状态的压缩量与末状态的拉伸量相等,则始末状态弹簧Q的弹性势能不变,木块b重力势能增大,弹簧P弹性势能增大,根据功能关系可知水平力F做的功等于弹簧P增加的弹性势能与木块b增加的重力势能之和,C错误;由上述可知,轻绳对木块b做的功等于木块b增加的重力势能,D正确。
    4.(多选)在大型物流货场,广泛应用着传送带搬运货物。如图甲所示,与水平面成θ角倾斜的传送带以恒定速率运动,皮带始终是绷紧的,将m=1 kg的货物放在传送带上的A处,经过1.2 s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图像如图乙所示,已知重力加速度g=10 m/s2,由v-t图像可知( )
    A.货物从A运动到B过程中,摩擦力恒定不变
    B.货物与传送带间的动摩擦因数为0.5
    C.货物从A运动到B过程中,货物与传送带摩擦产生的热量为4.8 J
    D.A、B两点的距离为2.4 m
    答案 BC
    解析 由图像可知,传送带的速度为2 m/s,在货物到达与传送带共速之前,即0~0.2 s内,货物受沿斜面向下的摩擦力;在此之后,货物受沿斜面向上的摩擦力,故A错误;由图像可以看出货物做两段匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有mgsin θ+μmgcs θ=ma1,mgsin θ-μmgcs θ=ma2,由图像得到a1=10 m/s2,
    a2=2 m/s2,解得θ=37°,μ=0.5,故B正确;货物与传送带摩擦产生的热量为
    Q=FfΔx1+FfΔx2=μmgcs 37°(Δx1+Δx2)=
    0.5×1×10×0.8×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)×0.2×2+\f(1,2)×1.0×2))J=4.8 J,故C正确;A、B两点的距离就是货物的位移,即货物的v-t图像与坐标轴围成的面积。所以有sAB=eq \f(2×0.2,2) m+eq \f(2+4,2)×1 m=3.2 m,故D错误。
    5.如图甲所示,“滑草”是最近几年比较流行的运动项目,为保证安全,现在有的滑草场修建如图乙所示模型。斜面滑道CD与水平地面AB的夹角θ=37°,在底端右侧有一半径R=1 m的eq \f(1,4)竖直圆弧轨道BE与AB相切,B为切点。其中CD的长度L=125 m,DB之间距离l=5 m。一个质量m=60 kg的游客(可视为质点)从C点由静止开始下滑,恰好到达E点。游客与倾斜直轨道和水平轨道的动摩擦因数均为μ=0.7,且经过D、B两点时不考虑能量损失,忽略空气阻力,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,g=10 m/s2。求:
    (1)游客到达斜面底端D时重力的瞬时功率;
    (2)游客到达B点时,对圆弧轨道的压力大小;
    (3)从B到E的过程中,摩擦力对游客做的功。
    答案 (1)3 600 W (2)2 400 N (3)-300 J
    解析 (1)游客从C到D过程,根据动能定理得
    mgLsin θ-μmgcs θ·L=eq \f(1,2)mveq \\al(2,D)-0
    解得vD=10 m/s
    游客到达斜面底端D时重力的瞬时功率为
    PG=mgvDsin θ=3 600 W。
    (2)游客从D到B过程,根据动能定理得
    -μmgl=eq \f(1,2)mveq \\al(2,B)-eq \f(1,2)mveq \\al(2,D)
    解得vB=eq \r(30) m/s
    游客到达B点时,根据牛顿第二定律可得
    FN-mg=meq \f(veq \\al(2,B),R)
    解得FN=2 400 N
    根据牛顿第三定律可知,游客到达B点时,对圆弧轨道的压力大小为2 400 N。
    (3)从B到E的过程,根据动能定理得
    -mgR+Wf=0-eq \f(1,2)mveq \\al(2,B)
    解得Wf=-300 J。
    【考向二:机械能守恒定律的应用】
    1.应用机械能守恒定律的基本思路
    2.功能关系的体现
    1.连接体常见情境
    2.三点提醒
    (1)分清两物体是速度大小相等,还是沿绳方向的分速度大小相等。
    (2)用好两物体的位移大小关系或竖直方向高度变化的关系。
    (3)对于单个物体,一般绳上的力要做功,机械能不守恒;但对于绳连接的系统,机械能则可能守恒。
    3.其他的连接体常见情境
    4.三大特点
    (1)转动时两物体的角速度相等,或线速度间具有一定的关系。
    (2)杆对物体的作用力并不总是沿杆的方向,杆能对物体做功,单个物体机械能不守恒。
    (3)对于杆和球组成的系统,忽略空气阻力和各种摩擦且没有其他力对系统做功,则系统机械能守恒。
    6.(多选)(2023广东重点中学联考)如图所示,竖直平面内固定两根足够长的细杆L1、L2,两杆不接触,且两杆间的距离忽略不计,两个小球a、b(视为质点)质量均为m,a球套在竖直杆L1上,b球套在水平杆L2上,a、b通过铰链用长度为l的刚性轻杆L连接,将a球从图示位置(轻杆与L2杆夹角为45°)由静止释放,不计一切摩擦,已知重力加速度为g.在此后的运动过程中,下列说法中正确的是( )
    A. a球和b球所组成的系统机械能守恒
    B. b球的速度为零时,a球的加速度大小为零
    C. b球的最大速度为 eq \r((2+\r(2))gl)
    D. a球的最大速度为 eq \r(\r(2)gl)
    答案AC
    解析 a球和b球组成的系统没有外力做功,只有a球和b球的动能和重力势能相互转化,因此a球和b球所组成的系统机械能守恒,故A正确;设轻杆和水平杆L2的夹角为θ,由关联速度可知vbcs θ=va sin θ,即vb=va tan θ,可知当b球的速度为零时,轻杆处于水平位置且与杆L2平行,则此时a球在竖直方向只受重力mg,因此a球的加速度大小为g,故B错误;当轻杆和杆L1第一次平行时,a球运动到最下方,b球运动到L1和L2交点位置,此时b球的速度达到最大,a球的速度为0,由系统机械能守恒有mg eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(2),2)l+l))= eq \f(1,2)mv eq \\al(2,b) ,解得vb= eq \r((2+\r(2))gl),故C正确;当轻杆和杆L2第一次平行时,此时b球的速度为零,由系统机械能守恒有mg· eq \f(\r(2),2)l= eq \f(1,2)mv eq \\al(2,a) ,解得va= eq \r(\r(2)gl),此时a球具有向下的加速度g,故此时a球的速度不是最大,a球将继续向下做加速度减小的加速运动,到加速度为0时速度达到最大,故D错误.
    7.(2022河北高考)(多选)如图,轻质定滑轮固定在天花板上,物体P和Q用不可伸长的轻绳相连,悬挂定滑轮上,质量mQ>mP,t=0时刻将两物体由静止释放,物体Q的加速度大小为eq \f(g,3)。T时刻轻绳突然断开,物体P能够达到的最高点恰与物体Q释放位置处于同一高度,取t=0时刻物体P所在水平面为零势能面,此时物体Q的机械能为E。重力加速度大小为g,不计摩擦和空气阻力,两物体均可视为质点。下列说法正确的是( )
    A.物体P和Q的质量之比为1∶3
    B.2T时刻物体Q的机械能为eq \f(E,2)
    C.2T时刻物体P重力的功率为eq \f(3E,2T)
    D.2T时刻物体P的速度大小为eq \f(2gT,3)
    答案 BCD
    解析 根据牛顿第二定律有(mQ-mP)g=(mQ+mP)a,得P和Q的质量比为1∶2,故A错误;显然,在整个过程中P和Q整体机械能始终守恒,初始时刻P机械能为0且Q机械能为E,故P和Q整体机械能之和始终为E。绳子断开后P到最高点时动能为0,根据质量关系可知P的机械能为eq \f(E,2),故绳子断开后Q的机械能始终为eq \f(E,2),故B正确;
    根据题意,分析P的运动可得其v -t图像如图所示,根据机械能守恒定律,对P分析,0~T时间内,绳子上拉力为eq \f(4,3)mPg,绳子拉力对P做的功等于P机械能的增加量,即eq \f(E,2),可知eq \f(4mPg,3)·eq \f(vT,2)=eq \f(E,2),2T时刻P重力的功率为mPg2v,整理可得C正确;对于P的运动图像分析可知,T时刻P的速度为v=eq \f(gT,3),故2T时刻P的速度大小为eq \f(2gT,3),故D正确。
    8.(多选)如图所示,半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内,AB、CD是圆环相互垂直的两条直径,C、D两点与圆心O等高。一质量为m的光滑小球套在圆环上,一根轻质弹簧一端连在小球上,另一端固定在P点,P点在圆心O的正下方eq \f(R,2)处。小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向运动,已知弹簧的原长为R,弹簧始终处于弹性限度内,不计空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
    A.小球运动到B点时的速度大小为eq \r(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大小为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,小球从A到B的过程,根据系统的机械能守恒得:2mgR=eq \f(1,2)mvB2,解得vB=2eq \r(gR),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-mg-F弹=meq \f(vB2,R),联立可得FN2-FN1=4mg,由牛顿第三定律知C正确;在B点竖直方向速度为0,则重力的功率为0,D正确。
    9.如图所示,在光滑的水平面上静止放一质量为m的木板B,木板表面光滑,左端固定一轻质弹簧。质量为2m的木块A以速度v0从板的右端水平向左滑上木板B。在木块A与弹簧相互作用的过程中,下列判断正确的是( )
    A.弹簧压缩量最大时,木板B运动速率最大
    B.木板B的加速度一直增大
    C.弹簧给木块A的冲量大小为eq \f(2mv0,3)
    D.弹簧的最大弹性势能为eq \f(mv02,3)
    答案 D
    解析 木块与木板发生弹性碰撞,动量守恒;当木块与长木板速度相等时,弹簧的压缩量最大,此后弹簧要恢复原状,木板进一步加速,故A错误;木块与木板发生弹性碰撞,弹簧压缩量先增加后减小,故木板B的加速度先增加后减小,故B错误;木块与木板发生弹性碰撞,动量守恒,机械能也守恒,根据动量守恒定律,有2mv0=2mv1+mv2 ①,根据机械能守恒定律,有eq \f(1,2)×2mv02=eq \f(1,2)×2mv12+eq \f(1,2)mv22 ②,由①②两式解得v1=eq \f(1,3)v0,v2=eq \f(4,3)v0,对木块A,根据动量定理,有I=2mv1-2mv0=-eq \f(4,3)mv0(负号表示方向向右),故C错误;当木块与长木板速度相等时,弹簧的压缩量最大,根据动量守恒定律,有2mv0=(m+2m)v ③,根据机械能守恒定律,有Ep=eq \f(1,2)×2mv02-eq \f(1,2)(2m+m)v2 ④,由③④两式解得Ep=eq \f(1,3)mv02,故D正确。
    10.如图所示,竖直平面内有一半径为R=0.50 m的光滑圆弧槽BCD,B点与圆心O等高,水平面DQ与圆弧槽相接于D点,一质量为m=0.10 kg的小球从B点的正上方H=0.95 m高处的A点自由下落,由B点进入圆弧槽轨道,从D点飞出后落在水平面上的Q点,DQ间的距离x=2.4 m,球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0.80 m,取g=10 m/s2,不计空气阻力,求:
    (1)小球经过C点时轨道对它的支持力大小FN;
    (2)小球经过P点时的速度大小vP;
    (3)D点与圆心O的高度差hOD。
    答案 (1)6.8 N (2)3 m/s (3)0.3 m
    解析 (1)设小球经过C点时的速度为v1,
    由机械能守恒定律有mg(H+R)=eq \f(1,2)mv12
    由牛顿第二定律有FN-mg=meq \f(v12,R)
    代入数据解得FN=6.8 N。
    (2)从P到Q小球做平抛运动
    竖直方向有h=eq \f(1,2)gt2
    水平方向有eq \f(x,2)=vPt
    代入数据解得vP=3 m/s。
    (3)小球从开始运动到P点的过程中,机械能守恒,取DQ水平面为零势能面,
    则eq \f(1,2)mvP2+mgh=mg(H+hOD)
    代入数据解得hOD=0.3 m。
    【考向三:能量守恒定律的应用】
    11.(多选)(2023湖南卷)如图,固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成,两段相切于B点,AB段与水平面夹角为θ,BC段圆心为O,最高点为C,A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。小球从A点以初速度v0冲上轨道,能沿轨道运动恰好到达C点,下列说法正确的是( )
    A.小球从B到C的过程中,对轨道的压力逐渐增大
    B.小球从A到C的过程中,重力的功率始终保持不变
    C.小球的初速度v0=eq \r(2gR)
    D.若小球初速度v0增大,小球有可能从B点脱离轨道
    答案 AD
    解析 小球恰好运动至C点,小球在C点vC=0
    小球在圆弧BC上运动到D点的受力分析如图所示
    小球从A到Ceq \(――→,\s\up11(动能),\s\d4(定理))-mg·2R=0-eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)→v0=2eq \r(gR),C错误;若小球在B点的速度满足mgcs θ<eq \f(mveq \\al(2,B),R),则小球将从B点脱离轨道,D正确。
    12.小球以某一速度竖直向上抛出,又回到出发点。由于阻力影响,机械能随高度的变化如图所示,则下列说法正确的是( )
    A.小球的加速度先减小后增大
    B.小球上升的时间比下降的时间长
    C.小球上升过程阻力做功比下降过程少
    D.小球上升过程阻力做功比下降过程快
    答案 D
    解析 由于阻力作用,同一高度的机械能减小,故上面那条曲线为上升过程机械能随高度的变化曲线,下面那条曲线为下降过程机械能随高度的变化曲线,图像中斜率为阻力。上升时,阻力减小,下降时,阻力变大。上升时mg+f=ma,做加速度减小的减速运动;下降时mg-f=ma,做加速度减小的加速运动,故加速度一直减小,速度先减小后增大,故A错误;由于阻力作用,同一高度上升时速度大于下降时速度,上升平均速度大,时间短,故B错误;上升时,阻力做功大小为E0-E1,下降时阻力做功大小为E1-E2,上升阻力做功多,故C错误;上升时阻力做功多,时间短,故做功快,故D正确。
    13.我国早在3 000年前就发明了辘轳,其简化模型如图所示,辘轳的卷筒可绕水平轻轴转动,卷筒质量为M、厚度不计。某人转动卷筒通过细绳从井里吊起装满水的薄壁柱状水桶,水桶的高为d,空桶质量为m0,桶中水的质量为m。井中水面与井口的高度差为H,重力加速度为g,不计辐条的质量和转动轴处的摩擦。
    (1)若人以恒定功率P0转动卷筒,装满水的水桶到达井口前已做匀速运动,求水桶上升过程的最大速度vm;
    (2)空桶从桶口位于井口处由静止释放并带动卷筒自由转动,求水桶落到水面时的速度大小v;
    (3)水桶从图示位置缓慢上升高度H,忽略提水过程中水面高度的变化,求此过程中人做的功W。
    答案 (1)eq \f(P0,(m+m0)g) (2)eq \r(\f(2m0g(H-d),m0+M)) (3)(m+m0)gH-eq \f(mg,2)d
    解析 (1)设水桶做匀速运动时受到细绳的拉力为F1,则有
    F1=(m+m0)g
    P0=F1vm
    解得eq \f(P0,(m+m0)g)。
    (2)水桶由静止下落的过程中,
    则有m0g(H-d)=eq \f(1,2)(m0+M)v2
    解得v=eq \r(\f(2m0g(H-d),m0+M))。
    (3)设水桶在水中受到的浮力为F浮,桶口运动到井口的过程中,由动能定理得
    W-(m+m0)gH+eq \f(F浮,2)d=0
    F浮=mg
    解得W=(m+m0)gH-eq \f(mg,2)d。
    14.(2023广东一模)如图为某游戏装置的示意图.AB、CD均为四分之一圆弧,E为圆弧DEG的最高点,各圆弧轨道与直轨道相接处均相切.GH与水平夹角为θ=37°,底端H有一弹簧,A、O1、O2、D、O3、H在同一水平直线上.一质量为0.01 kg的小钢球(其直径稍小于圆管内径,可视作质点)从距A点高为h处的O点静止释放,从A点沿切线进入轨道,B处有一装置,小钢球向右能无能量损失的通过,向左则不能通过且小钢球被吸在B点.若小钢球能够运动到H点,则被等速反弹.各圆轨道半径均为R=0.6 m,BC长L=2 m,水平直轨道BC和GH的动摩擦因数μ=0.5,其余轨道均光滑,小钢球通过各圆弧轨道与直轨道相接处均无能量损失.某次游戏时,小钢球从O点出发恰能第一次通过圆弧的最高点E.取sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,g=10 m/s2,求:
    (1) 小钢球第一次经过C点时的速度大小vC.
    (2) 小钢球第一次经过圆弧轨道最低点B时对轨道的压力大小FB(保留两位小数).
    (3) 若改变小钢球的释放高度h,求出小钢球在斜面轨道上运动的总路程s与h的函数关系.
    答案(1) 2 eq \r(6) m/s (2) 0.83 N (3) 见解析
    解析 (1) 小钢球从O点出发恰能第一次通过圆弧的最高点E,则小球到E点的速度为0,小球从C点到E点,根据动能定理得
    -mg·2R=0- eq \f(1,2)mv eq \\al(2,C)
    代入数据解得vC=2 eq \r(6) m/s
    (2) 从B点到C点,由动能定理得
    -μmgL= eq \f(1,2)mv eq \\al(2,C) - eq \f(1,2)mv eq \\al(2,B)
    小钢球经过B点,由牛顿第二定律得
    N-mg=m eq \f(v eq \\al(2,B) ,R)
    代入数据联立解得N= eq \f(5,6) N≈0.83 N
    根据牛顿第三定律得,小钢球对轨道的压力大小
    FB=N=0.83 N
    (3) 若小钢球恰能第一次通过E点,设小钢球释放点距A点为h1,从释放到E点,由动能定理得
    mg(h1-R)-μmgL=0
    代入数据解得h1=1.6 m
    若小钢球恰能第二次通过E点,设小球钢释放点距A点为h2,从释放到E点,由动能定理得
    mg(h2-R)-μmgL-2μmg cs θ· eq \f(R,tan θ)=0
    代入数据解得h2=2.24 m
    ①若小球释放高度h<1.6 m,无法到达E点,s=0
    ②若小球释放高度1.6 m≤h<2.24 m,小球能经过E点一次,因为μ<tan θ,则小钢球最终停在H点,从释放点到停在H点,根据动能定理得
    mgh-μmgL-μmg cs θ·s=0
    代入数据解得s=2.5(h-1)
    ③若小球释放高度h≥2.24 m,小球经过E点两次
    s= eq \f(2R,tan θ)=1.6 m
    15.“跳房子”是一种常见的儿童游戏,又称“跳方格”.先在地上画一个写有数字的飞机状的房子,顺序和形状如图所示.游戏规定:参与者每次从第1格开始踢动瓦片向前滑动,瓦片每次只可依次前进一格,若瓦片压线或出界均属失败,先到达“天”字格者获胜.游戏中正方形方格边长为L=0.4m,瓦片质量均为m=0.2kg.某次游戏中瓦片停在第1格的正中间,踢动瓦片,使其获得v0=2m/s的瞬时初速度,瓦片恰好滑行到第2格的正中间停下.瓦片可视为质点,取g=10m/s2.
    (1) 求瓦片与地面之间的动摩擦因数μ.
    (2) 若某次游戏中,瓦片处于第1格的正中间,给该瓦片多大的动能可使其停在第2格内?(结果可以用根号表示)
    (3) 某次游戏中,处在第1格正中间的瓦片A获得1.3J的初动能后,与停在第2格正中间的瓦片B发生正碰,碰后瓦片A的速度为1m/s,瓦片B恰好停在第3格的正中间,求瓦片A停止后离第2格底边的距离以及此次碰撞中损失的机械能ΔE.
    答案 (1) 0.5 (2) eq \f(\r(10),5) J

    相关试卷

    重难点12 电场-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用):

    这是一份重难点12 电场-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用),文件包含重难点12电场-2025年高考物理热点重点难点专练广东专用原卷版docx、重难点12电场-2025年高考物理热点重点难点专练广东专用解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共22页, 欢迎下载使用。

    重难点08 功能关系 机械能守恒定律 能量守恒定律-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用):

    这是一份重难点08 功能关系 机械能守恒定律 能量守恒定律-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用),文件包含重难点08功能关系机械能守恒定律能量守恒定律-2025年高考物理热点重点难点专练广东专用原卷版docx、重难点08功能关系机械能守恒定律能量守恒定律-2025年高考物理热点重点难点专练广东专用解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共25页, 欢迎下载使用。

    重难点05 圆周运动-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用):

    这是一份重难点05 圆周运动-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练(广东专用),文件包含重难点05圆周运动-2025年高考物理热点重点难点专练广东专用原卷版docx、重难点05圆周运动-2025年高考物理热点重点难点专练广东专用解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共27页, 欢迎下载使用。

    欢迎来到教习网
    • 900万优选资源,让备课更轻松
    • 600万优选试题,支持自由组卷
    • 高质量可编辑,日均更新2000+
    • 百万教师选择,专业更值得信赖
    微信扫码注册
    qrcode
    二维码已过期
    刷新

    微信扫码,快速注册

    手机号注册
    手机号码

    手机号格式错误

    手机验证码 获取验证码

    手机验证码已经成功发送,5分钟内有效

    设置密码

    6-20个字符,数字、字母或符号

    注册即视为同意教习网「注册协议」「隐私条款」
    QQ注册
    手机号注册
    微信注册

    注册成功

    返回
    顶部
    Baidu
    map