2023人教版带答案高中物理必修二第八章机械能守恒定律微公式版知识点总结归纳.docx
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1、2023人教版带答案高中物理必修二第八章机械能守恒定律微公式版知识点总结归纳1单选题1、如图,一个质量为m的小滑块在高度为h的斜面顶端由静止释放;滑块与斜面间动摩擦因数恒定,以水平地面为零势能面。则滑块滑至斜面底端时的动能Ek随斜面倾角变化的关系图像可能正确的是()ABCD答案:A由题知小滑块在高度为h的斜面顶端由静止释放,则对于小滑块下滑的过程应用动能定理可得mgh-mghtan=Ek(tan)故当=2时,Ek=mgh;随着减小,tan逐渐减小,物块滑到斜面底端的动能逐渐减小,当重力沿斜面方向的分力小于等于最大静摩擦力时,有mgsinmgcos解得tan此后继续减小,物块都不再下滑,则此后小
2、滑块的动能一直为零。故选A。2、在体育课上,某同学练习投篮,站在罚球线处用力将篮球从手中投出,恰好水平击中篮板,则篮球在空中运动过程中()A重力势能增加,动能增加B重力势能减小,动能减小C重力势能增加,动能减小D重力势能减小,动能增加答案:C篮球上升,恰好水平击中篮板,运动到最高点,整个过程重力做负功,重力势能增加,动能减小。故选C。3、如图所示,分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体,由静止开始沿同一光滑斜面以相同的加速度,从斜面底端拉到斜面的顶端用P1、P2、P3分别表示物体到达斜面顶端时F1、F2、F3的功率,下列关系式正确的是()AP1P2P3BP1P2P3CP1P2P3DP1P2P
3、3答案:A由于物体沿斜面的加速度相同,说明物体受到的合力相同,由物体的受力情况可知拉力F在沿着斜面方向的分力都相同;由v22ax可知,物体到达斜面顶端时的速度相同,由瞬时功率公式P=Fvcos可知,拉力的瞬时功率也相同,即P1P2P3故选A。4、质量为3kg的物体,从高45m处自由落下(g取10m/s2),那么在下落的过程中()A前2s内重力做功的功率为300WB前2s内重力做功的功率为675WC第2s末重力做功的功率为500WD第2s末重力做功的功率为900W答案:AAB前2s内重物下落的距离h=12gt2=20m重力做功W=mgh=600J前2s内重力做功的功率为P=Wt=6002W=30
4、0W选项A正确,B错误;CD第2s末重物的速度v=gt=20m/s则第2s末重力做功的功率为P=mgv=600W选项CD错误。故选A。5、如图所示,质量为m的物体置于倾角为的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为,在外力作用下,斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动,运动中物体与斜面体始终相对静止。则下列说法中正确的是()A物体所受支持力一定做正功B物体所受摩擦力一定做正功C物体所受摩擦力一定不做功D物体所受摩擦力一定做负功答案:AA由功的定义式W=Flcos可知,物体所受支持力方向垂直斜面向上,与位移方向的夹角小于90,支持力一定做正功,故A正确;BCD摩擦力的方向不确定,当摩擦力Ff沿斜面向
5、上,摩擦力做负功;当摩擦力Ff沿斜面向下,摩擦力做正功;当摩擦力不存在,不做功,故BCD错误。故选A。6、北斗卫星导航系统是由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止同步轨道卫星和3颗地球倾斜同步轨道卫星共30颗卫星组成.已知地球半径为R,表面重力加速度为g,两种地球同步卫星到地心的距离均为kR,中圆地球轨道卫星周期为同步卫星的一半,如图所示。有关倾斜地球同步轨道卫星A与中圆地球轨道卫星B,下列说法正确的是()A中圆地球轨道卫星B加速度大小为432k2gB倾斜地球同步轨道卫星A与中圆地球轨道卫星B线速度大小之比为34:4C某时刻两卫星相距最近,则再经12小时两卫星间距离为(1+134)kRD中圆地
6、球轨道卫星B的动能大于倾斜地球同步轨道卫星A的动能答案:CA设中圆地球轨道卫星B的轨道半径为rB,倾斜地球同步轨道卫星A的轨道半径rA=kR根据开普勒第三定律,有rA3rB3=T2(T2)2得rB=kR34由牛顿第二定律GMmrB2=maB由黄金代换公式GM=gR2得aB=232k2g选项A错误;B卫星做圆周运动线速度大小v=2rT则倾斜地球同步轨道卫星A与中圆地球轨道卫星B线速度大小之比vA:vB=34:2选项B错误;C某时刻两卫星相距最近,即两卫星与地心连线在一条直线上,则再过12小时中圆轨道卫星B回到原位置,但倾斜地球同步轨道卫星A位于原位置关于地心的对称点,两卫星间距离L=rA+rB=
7、(1+134)kR选项C正确;D中圆地球轨道卫星B的速度大于倾斜地球同步轨道卫星A的速度,由于两卫星质量不确定,不能比较其动能大小,选项D错误。故选C。7、如图所示,竖直环A半径为R,固定在木板B上,在环内有一光滑小球C,木板B放在水平地面上,B的左右两侧各有一个挡板固定在地面上使B不能左右运动。A、B、C质量均为m,给小球一个向右的瞬时速度使小球在环内做圆周运动。当小球运动到最高点的时候,地面对木板B的压力刚好为0,则小球再次运动到最低点时,B对地面的压力大小为()A7mgB8mgC9mgD10mg答案:D设小球运动到最高点时,对轨道的压力为FN1,因为地面对木板B的压力刚好为0,则对环和木
8、板构成的整体可得FN1=2mg由牛顿第三定律可得,小球运动到最高点时,轨道对小球的支持力为FN1=FN1所以对小球在最高点分析可得FN1+mg=mv12R解得此时小球的速度为v1=3gR对小球从最高点运动到最低点过程,由机械能守恒定律有mg2R=12mv22-12mv12当小球经过最低点时,由牛顿第二定律FN2-mg=mv22R解得FN2=8mg由牛顿第三定律知,小球再次运动到最低点时对A是向下的压力,大小为8mg;则B对地面的压力大小为FN3=10mg故选D。8、如图所示,用锤头击打弹簧片,小球A做平抛运动,小球B做自由落体运动。若A、B两球质量相等,且A球做平抛运动的初动能是B球落地瞬间动
9、能的3倍,不计空气阻力。则A球落地瞬间的速度方向与竖直方向的角度为()A30B45C60D120答案:C设B落地的速度为v,则有EkB=12mv2设A做平抛运动的初速度为v0,则有EkA=12mv02=3EkB=312mv2解得v0=3v因A在竖直方向的运动是自由落体运动,故A落地时竖直方向的速度也为v,设A球落地瞬间的速度方向与竖直方向的角度为,则有tan=v0v=3解得=60故选C。9、如图所示,跳水运动员从跳板上以一定的速度斜向上跳起,最后以一定的速度进入水中,若不计阻力,则该运动员在下降的过程中()A重力势能减小,动能增加,机械能不变B重力势能减小,动能增加,机械能减小C重力势能增加,
10、动能增加,机械能增加D重力势能减小,动能增加,机械能增加答案:A不计空气阻力,运动员下降过程中机械能守恒,重力势能减小,动能增加,机械能不变。故选A。10、如图所示,A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A放在固定的光滑斜面上,B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上,现用手控制住A,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行,已知A的质量为4m,B、C的质量均为m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态,释放A后,A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。下列说法正确的是()AA获得的最大速度为gm5
11、kBA获得的最大速度为2gm5kCC刚离开地面时,B的加速度最大D从释放A到C刚离开地面的过程中,A、B两小球组成的系统机械能守恒答案:BCC球刚离开地面时,弹簧被拉长,对C有kxC=mg此时A获得最大速度,而A、B的速度大小始终相等,故此时A、B加速度均为零(最小值),对B有T-mg-kxC=0对A有4mgsin-T=0联立解得sin=0.5则=30C错误;AB开始时弹簧被压缩,对B有kxB=mg又kxC=mg故当C刚离开地面时,B上升的距离以及A沿斜面下滑的距离均为h=xC+xB由于开始时和C刚离开地面时弹簧的弹性势能相等,故以A、B及弹簧组成的系统为研究对象,由机械能守恒定律得4mghs
12、in-mgh=12(4m+m)vm2联立解得vm=2gm5kA错误、B正确;D从释放A到C刚离开地面的过程中,A、B两小球以及弹簧构成的系统机械能守恒,但A、B两小球组成的系统机械能不守恒,D错误。故选B。11、“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”是唐代诗人李白描写庐山瀑布的佳句。瀑布中的水从高处落下的过程中()A重力势能增加B重力势能不变C重力对水做的功等于水重力势能的改变量D重力对水做的功小于水重力势能的改变量答案:C水从高处落下,重力做正功,重力势能减少。根据重力势能与重力做功的关系可知,重力对水做的功等于水重力势能的改变量。故选C。小提示:理解重力做功的计算方法,重力势能的变化量只跟重力
13、做功有关。12、如图,一位质量为m的滑雪运动员从高h的斜坡加速下滑。如果运动员在下滑过程中受到的阻力Ff,斜坡倾角,则下列说法正确的是()A阻力做功为Wf=FfhsinB重力做功为WG=mghC阻力做功为Wf=FfhD人所受外力的总功为零答案:BAC阻力做功为Wf=-Ffhsin故AC错误;B重力做功为WG=mgh故B正确;D人加速下滑,动能增加,则根据动能定理可知,人所受外力的总功不为零,故D错误。故选B。13、如图甲所示,质量0.5kg的小物块从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带,其位移与时间的变化关系如图乙所示。图线的03s段为抛物线,34.5s段为直线,(t1=3s时x1=3m)(t
14、2=4.5s时x2=0)下列说法正确的是()A传送带沿逆时针方向转动B传送带速度大小为1m/sC物块刚滑上传送带时的速度大小为2m/sD04.5s内摩擦力对物块所做的功为-3J答案:DAB根据位移时间图象的斜率表示速度,可知:前2s物体向左匀减速运动,第3s内向右匀加速运动。3-4.5s内x-t图象为一次函数,说明小物块已与传送带保持相对静止,即与传送带一起向右匀速运动,因此传送带沿顺时针方向转动,且速度为v=xt=34.5-3m/s=2m/s故AB错误;C由图象可知,在第3s内小物块向右做初速度为零的匀加速运动,则x=12at2其中x=1mt=1s解得a=2m/s2根据牛顿第二定律mg=ma
15、解得=0.2在0-2s内,对物块有vt2-v02=-2ax解得物块的初速度为v0=4m/s故C错误;D对物块在04.5s内,根据动能定理Wf=12mv2-12mv02解得摩擦力对物块所做的功为Wf=-3J故D正确。故选D。14、如图所示,工厂利用足够长的皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面的C平台上,C平台离地面的高度一定。运输机的皮带以一定的速度v顺时针转动且不打滑。将货物轻轻地放在A处,货物随皮带到达平台。货物在皮带上相对滑动时,会留下一定长度的痕迹。已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为。满足tan,可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则()A传送带对货物做的功等于物体动能的增加量B传送
16、带对货物做的功等于货物对传送带做的功C因传送物体,电动机需多做的功等于货物机械能的增加量D货物质量m越大,皮带上摩擦产生的热越多答案:DA物体放在皮带上先做匀加速运动,当速度达到皮带的速度时做匀速运动,传送带对货物做的功等于物体动能的增加量与重力势能的增加量的和。A错误;B物体放在皮带上先做匀加速运动,当速度达到皮带的速度时做匀速运动,而传送带一直做匀速运动,所以物体位移的绝对值x1小于传送带的位移x2,传送带对物体做功大小为W1=fx1物体对传送带做功大小为W2=fx2即W2W1,B错误;C在传送物体的过程中,电动机做的功转化为物体的动能、重力势能与系统产生的内能,所以电动机需多做的功大于货
17、物机械能的增加量,C错误;D皮带上摩擦产生的热为Q=fx=mgcosv22a当倾角和速度v一定时,物体做匀加速运动时,根据牛顿第二定律可得mgcos-mgsin=ma解得物体的加速度为a=gcos-gsin加速度不变,货物质量m越大,皮带上摩擦产生的热越多,D正确。故选D。15、如图所示,用细绳系住小球,让小球从M点无初速度释放若忽略空气阻力,则小球从M到N的过程中()A线速度不变B角速度增大C向心加速度减小D机械能增大答案:BABC小球运动过程中,重力做正功,则动能增大,故线速度增大,根据=vr,a=v2r可知,角速度和向心加速度也变大,AC错误,B正确;D忽略空气阻力,只有重力做功,则小球
18、的机械能守恒,D错误。故选B。多选题16、多国科学家联合宣布人类第一次直接探测到来自“双中子星”合并的引力波信号。假设双中子星在合并前,两中子星A、B的质量分别为m1、m2,两者之间的距离为L,如图所示。在双中子星互相绕行过程中两者质量不变,距离逐渐减小,则()AA、B运动的轨道半径之比为m1m2BA、B运动的速率之比为m2m1C双中子星运动周期逐渐增大D双中子星系统的引力势能逐渐减小答案:BDA双星的周期、角速度、向心力大小相同,根据Gm1m2L2=m12r1=m22r2可得r1r2=m2m1故A错误;B双星的角速度相同,根据v=r可得v1v2=r1r2=m2m1故B正确;C由Gm1m2L2
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