(江苏选考)高考物理二轮复习第一部分专题二功和能学案
59页1、专题二 功和能学前先做高考题高考题最经典,每做一次都有新发现1(多选)(2015江苏高考)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,ACh。圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A。弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g。则圆环()A下滑过程中,加速度一直减小B下滑过程中,克服摩擦力做的功为mv2C在C处,弹簧的弹性势能为mv2mghD上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度解析:选BD圆环下落时,先加速,在B位置时速度最大,加速度减小至0。从B到C圆环减速,加速度增大,方向向上,选项A错误;圆环下滑时,设克服摩擦力做功为Wf,弹簧的最大弹性势能为Ep,由A到C的过程中,根据能量关系有mghEpWf。由C到A的过程中,有mv2EpWfmgh。联立解得Wfmv2,Epmghmv2。选项B正确,C错误;设圆环在B位置时,弹簧的弹性势能为Ep,根据能量守恒,A到B的过程有mvB2EpWfmgh,B到A的过程有mvB2EpmghWf,比较两式得vBvB,选项D正确。2(
2、2017江苏高考)一小物块沿斜面向上滑动,然后滑回到原处。物块初动能为Ek0,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,物块的动能Ek与位移x关系的图线是()解析:选C设物块与斜面间的动摩擦因数为,物块的质量为m,则物块在上滑过程中根据动能定理有(mgsin mgcos )xEkEk0,即EkEk0(mgsin mgcos )x,所以物块的动能Ek与位移x的函数关系图线为直线且斜率为负;物块沿斜面下滑的过程中根据动能定理有(mgsin mgcos )(x0x)Ek,其中x0为物块到达最高点时的位移,即Ek(mgsin mgcos )x(mgsin mgcos )x0,所以下滑时Ek随x的减小而增大且为直线。由此可以判断C项正确。3(2017江苏高考)如图所示,两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C,三者半径均为R。C的质量为m,A、B的质量都为,与地面间的动摩擦因数均为。现用水平向右的力拉A,使A缓慢移动,直至C恰好降到地面。整个过程中B保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:(1)未拉A时,C受到B作用力的大小F;(2)动摩擦因数的最小值min;(
3、3)A移动的整个过程中,拉力做的功W。解析:(1)对C受力分析,如图甲所示:根据平衡条件有2Fcos 30mg解得Fmg。(2)C恰好降到地面时,如图乙所示:B受C压力的水平分力最大FxmaxmgB受地面的摩擦力fmg根据题意,B保持静止,则有fminFxmax,解得min。(3)C下降的高度h(1)RA的位移x2(1)R摩擦力做功的大小Wffx2(1)mgR根据动能定理WWfmgh00解得W(21)(1)mgR。答案:(1)mg(2)(3)(21)(1)mgR4(2015江苏高考)一转动装置如图所示,四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球及一小环通过铰链连接,轻杆长均为l,球和环的质量均为m,O端固定在竖直的轻质转轴上。套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间,原长为L。装置静止时,弹簧长为L。转动该装置并缓慢增大转速,小环缓慢上升。弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g。求:(1)弹簧的劲度系数k;(2)AB杆中弹力为零时,装置转动的角速度0;(3)弹簧长度从L缓慢缩短为L的过程中,外界对转动装置所做的功W。解析:(1)装置静止时,设OA、AB杆中的弹力分别为F
4、1、T1,OA杆与转轴的夹角为1。小环受到弹簧的弹力F弹1k小环受力平衡,F弹1mg2T1 cos 1小球受力平衡,F1cos 1T1cos 1mgF1sin 1T1sin 1解得k。(2)设OA、AB杆中的弹力分别为F2、T2,OA杆与转轴的夹角为2,弹簧长度为x。小环受到弹簧的弹力F弹2k(xL)小环受力平衡,F弹2mg,得xL对小球,F2cos 2mgF2sin 2m02lsin 2且cos 2解得0 。(3)弹簧长度为L时,设OA、AB杆中的弹力分别为F3、T3,OA杆与弹簧的夹角为3。小环受到弹簧的弹力F弹3kL小环受力平衡,2T3cos 3mgF弹3,且cos 3对小球,F3cos 3T3cos 3mgF3sin 3T3sin 3m32lsin 3解得3 整个过程弹簧弹性势能变化为零,则弹力做的功为零,由动能定理Wmg2mg2m(3lsin 3)2解得WmgL。答案:(1)(2) (3)mgL七、两个概念、一个模型,破解功和功率问题抓牢解题本源一、两个概念功和功率1功(1)功的正负条件从动力学角度看从能量角度看正功当00,W0力是物体运动的动力物体的动能增加不做功当时,co
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