2019高考物理一轮复习全国课件：第五章 机械能 能力课

答案
BCD
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@《创新设 计》
【变式训练1】
(2017· 江苏泰州模拟)一个系统的机械能增大， )
究其原因，下列推测正确的是( A.可能是重力对系统做了功
B.一定是合外力对系统做了功
C.一定是系统克服合外力做了功 D.可能是摩擦力对系统做了功 解析 只有重力做功，系统的机械能守恒，选项A错误；除 重力、弹力之外的力做正功时，系统机械能增加，做负功时 则减少，故选项B、C错误；如果摩擦力对系统做正功，则 系统机械能增加，故选项D正确。
A.弹力对小球先做正功后做负功 B.有两个时刻小球的加速度等于重力加速度 C.弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零
图1
D.小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差
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@《创新设 计》
π 解析 因 M 和 N 两点处弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN< ，M 处 2 的弹簧处于压缩状态，N 处的弹簧处于伸长状态，则弹簧的弹力对小球先做负功后 做正功再做负功，选项 A 错误；当弹簧水平时，竖直方向的力只有重力，加速度为 g；当弹簧处于原长位置时，小球只受重力，加速度为 g，则有两个时刻的加速度大 小等于 g，选项 B 正确；弹簧长度最短时，即弹簧水平，弹力与速度垂直，弹力对 小球做功的功率为零，选项 C 正确；由动能定理得，WF＋WG＝ΔEk，因 M 和 N 两 点处弹簧对小球的弹力大小相等，弹性势能相等，则由弹力做功特点知 WF＝0，即 WG＝ΔEk，选项 D 正确。
(3)只涉及机械能变化，用除重力和弹簧的弹力之外的力做
功与机械能变化的关系分析。
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【例 1】 (2016· 全国卷Ⅱ，21)(多选)如图 1，小球套在光滑的竖直杆 上，轻弹簧一端固定于 O 点，另一端与小球相连。现将小球从 M 点由静止释放，它在下降的过程中经过了 N 点。已知在 M、N 两点 π 处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN< 。在小球从 2 M 点运动到 N 点的过程中( )
答案
D
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【变式训练2】
(多选)如图2所示，质量相同的两
物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的 轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平 粗糙桌面上。初始时用力压住 b 使 a 、 b 静止，撤 去此压力后， a 开始运动，在 a 下降的过程中， b A. a的动能小于b的动能 始终未离开桌面。在此过程中 ( B.两物体机械能的变化量相等 C.a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量 D.绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零
给数据得
Eh≈2.4×1012 J④
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1 2.0 2 (2)飞船在高度 h′＝600 m 处的机械能为 Eh′＝ m( vh) ＋mgh′⑤ 2 100
由功能关系得
W＝Eh′－Ek0⑥
式中，W是飞船从高度600 m处至着地瞬间的过程中克服阻力 所做的功。 由②⑤⑥式和题给数据得W≈9.7×108 J⑦ 答案 (1)4.0×108 J 2.4×1012 J (2)9.7×108 J
两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统相互作用的过程，
具有以下特点： (1) 能量变化上，如果只有重力和系统内弹簧弹力做功，系 统机械能守恒。 (2)如果系统每个物体除弹簧弹力外所受合外力为零，则当
弹簧伸长或压缩到最大程度时两物体速度相同。
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பைடு நூலகம்
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【例 2】 (2017· 豫南九校联考)如图 3 所示，固定斜面的倾角 θ＝30° ，物体 A 与斜 3 面之间的动摩擦因数 μ＝ ，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端 4 位于 C 点，用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体 A 和 B，滑轮 右侧绳子与斜面平行，A 的质量为 2m＝4 kg，B 的质量为 m＝2 kg，初始时物体 A 到 C 点的距离为 L＝1 m，现给 A、B 一初速度 v0＝3 m/s，使 A 开始沿斜面向 下运动，B 向上运动，物体 A 将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到 C 点。已知重力 加速度取 g＝10 m/s2，不计空气阻力，整个过程中轻绳始终处于伸直状态，求此 过程中：
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[常考点]能量守恒定律的应用
1.对能量守恒定律的理解 (1) 转化：某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量 增加，且减少量和增加量一定相等。 (2) 转移：某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量
增加，且减少量和增加量相等。
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2.涉及弹簧的能量问题应注意
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图2
)
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解析
轻绳两端沿绳方向的速度分量大小相等，故可知a的速
度等于b的速度沿绳方向的分量，a的动能比b的动能小，选项
A正确；因为b与地面有摩擦力，运动时有热量产生，所以该 系统机械能减少，故选项B、C错误；轻绳不可伸长，两端分 别对a、b做功大小相等，符号相反，选项D正确。 答案 AD
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【变式训练3】
(2017· 全国卷Ⅰ，24)一质量为8.00×104
kg
的太空飞船从其飞行轨道返回地面 。飞船在离地面高度 1.60×105 m 处以7.5×103 m/s的速度进入大气层，逐渐减慢 至速度为100 m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点， 在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为 9.8 m/s2(结果保留2位有效数字)。 (1) 分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时
的机械能；
(2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服
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1 2 解析 (1)飞船着地前瞬间的机械能为 Ek0＝ mv0① 2
式中，m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率。
由①式和题给数据得Ek0＝4.0×108 J② 设地面附近的重力加速度大小为 g，飞船进入大气层时的机械 1 2 能为 Eh＝ mvh＋mgh③ 2 式中，vh是飞船在高度1.6×105 m处的速度大小。由③式和题
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能力课 功能关系 能量守恒定律
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[热考点]功能关系的理解和应用 1.力学中常见的功能关系
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2.应用功能关系解决具体问题应注意以下三点 (1)若只涉及动能的变化用动能定理。 (2) 只涉及重力势能的变化，用重力做功与重力势能变化的 关系分析。