2021届高考物理一轮复习 5 第4讲 功能关系 能量守恒定律练习(含解析) 2021届高考物理一轮复习 5 第4讲 功能关系 (可编辑) 能量守恒定律练习(含解析)
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2021届高考物理一轮复习 5 第4讲 功能关系 能量守恒定律练习(含解析) 第4讲 功能关系 能量守恒定律
考点一 功能关系的理解及应用
由能量变化分析做功
【典例1】(2017·全国卷Ⅲ)如图,一质量为m,长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点,M点与绳的上
端P相距l。重力加速度大小为g。在此过程中,外力做的功为 ( )
A。mgl B.mgl
C。mgl D。mgl
【解析】选A。把Q点提到M点的过程中,PM段软绳的机械能不变,MQ段软
绳的机械能的增量为ΔE=mg(—l)—mg(—l)=mgl,由功能关系可知:
在此过程中,外力做的功为W=mgl,故A正确,B、C、D错误.
由做功分析能量变化
【典例2】(2018·全国卷Ⅰ)如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为2R;bc是半径为R的四分之一圆弧,与ab相切于b点。一质量为m的小球,始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点,机
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2021届高考物理一轮复习 5 第4讲 功能关系 能量守恒定律练习(含解析) 械能的增量为 ( )
A。2mgR C.5mgR
B。4mgR
D.6mgR
【解析】选C。设小球运动到c点的速度大小为vc,小球由a到c的过程,由
动能定理得:F·3R—mgR=m,又F=mg,解得:=4gR。小球离开c点后,
在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,竖直方向在重力作用下做匀减速直线运动,整个过程运动轨迹如图所示,由牛顿第二定律可知,小球离开c点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g,则由竖直方向的运动可知,
小球从离开c点到其轨迹最高点所需的时间t=,小球在水平方向的位移为
x=gt,解得x=2R.小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中,水平方向的位移大小为x+3R=5R,则小球机械能的增加量ΔE=F·5R=5mgR.
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功能关系的综合应用
【典例3】(多选)如图所示,质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A
点冲上倾角为30°的固定斜面,其减速运动的加速度大小为g。此物体在斜面上能够上升的最大高度为h。则在这个过程中物体 ( )
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