20版物理高考专题辅导与训练系列江苏专用配套课件：正文3.2.ppt

R+Rcosθ= gt2,解得:t=6 ,水平距离为:x=v0t= R0.6R,小球从D点离开圆弧轨道后不可能直接落 在B点,故C错误;若小球恰好能从D点离开圆弧轨道,设 此时小球通过D点的速度为v0,则有:mg=m 可得v0= ,则从A点到D由功能关系可知:mg[h-(R+Rcosθ)] = m 解得:h=2.3R,故D错误。故选A。 2.(能量转化)(多选)“弹跳小人”(如图甲所示)是一 种深受儿童喜爱的玩具,其原理如图乙所示。竖直光滑 长杆固定在地面不动,套在杆上的轻质弹簧下端不固定, 上端与滑块拴接,滑块的质量为0.80 kg。现在向下压 滑块,直到弹簧上端离地面高度h=0.40 m时,然后由静 止释放滑块。滑块的动能Ek随离地高度h变化的图象如 图丙所示。其中高度从0.80 m到1.40 m范围内的图线 为直线,其余部分为曲线。若以地面为重力势能的参考 平面,空气阻力为恒力,g取10 m/s2。则结合图象可知 世纪金榜导学号(　　) A.弹簧原长为0.72 m B.空气阻力大小为1.00 N C.弹簧的最大弹性势能为9.00 J D.在弹簧落回地面的瞬间滑块的动能为5.40 J 【解析】选B、C。从h=0.80 m开始,弹簧下端与地面分 离,则知弹簧的原长为0.80 m,故A错误。从0.80 m上升 到1.40 m过程,在Ek -h图象中,根据动能定理知:图线 的斜率大小表示滑块所受的合外力,由于高度从0.80 m 上升到1.40 m范围内图象为直线,其余部分为曲线,说 明滑块从0.80 m上升到1.40 m范围内所受作用力为恒 力,根据动能定理得-(mg+f)Δh=0-Ek,由图知Δh= 0.60 m,Ek=5.40 J,解得空气阻力f=1.00 N,故B正确。 根据能的转化与守恒可知,当滑块上升至最大高度时, 整个过程中,增加的重力势能和克服空气阻力做功之和 等于弹簧的最大弹性势能,所以Epm=(mg+f)Δh′=9× (1.40-0.4) J=9.00 J,故C正确。滑块由最大高度到弹 簧落回地面的瞬间,根据动能定理得(mg-f)Δh=Ek′-0, 得Ek′=4.2 J,故D错误。 【加固训练】 　　(多选)如图所示,一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端,弹簧的劲度系数为k,另一端固定于O点。将小球拉至A处,弹簧恰好无形变,由静止释放小球,当它运动到O点正下方B点时速度为v,A、B两点间的高度差为h,不计空气阻力,则 (　　) A.由A到B过程,小球机械能守恒 B.由A到B过程,小球重力做的功等于mgh C.小球到达B点时,受到的重力可能与弹力大小相等 D.小球到达B点时,弹簧的弹性势能为 【解析】选B、D。小球从A到B的过程中,有重力做功, 弹簧弹力做功,小球机械能不守恒,故A项错误;重力做 功只与初末位置的高度差有关,则由A至B重力做功为 mgh,故B项正确;小球到达B点时,具有向上的向心加速 度,处于超重状态,弹力大于重力,故C项错误;弹簧弹力 做功量度弹性势能的变化,根据动能定理得:mgh-W弹= 所以小球到达位置B时弹簧的弹性势能为mgh- 故D项正确。 考向三　能量观点的综合应用 【通要点·核心必备】 涉及能量转化问题的解题方法: (1)当涉及摩擦力做功时,机械能不守恒,一般应用能的 转化和守恒定律,特别注意摩擦产生的内能Q=Ffx相对, x相对为相对滑动的两物体间相对滑动路径的总长度。 (2)解题时,首先确定初、末状态,然后分清有多少种形式的能在转化,再分析状态变化过程中哪种形式的能量减少,哪种形式的能量增加,求出减少的能量总和ΔE减和增加的能量总和ΔE增,最后由ΔE减=ΔE增列式求解。 【研典例·通法悟道】 【典例3】(2019·扬州模拟)如图所示是一传送装置, 其中AB段粗糙,AB段长为L=1 m,动摩擦因数μ=0.5;BC、 DEN段均可视为光滑,DEN是半径为r=0.5 m的半圆形轨 道,其直径DN沿竖直方向,C位于DN竖直线上,CD间的距 离恰能让小球自由通过。其中N点又与足够长的水平传 送带的右端平滑对接,传送带以3 m/s的速率沿顺时针 方向匀速转动,小球与传送带之间的动摩擦因数也为 0.5。左端竖直墙上固定有一轻质弹簧,现用一可视为 质点的小球压缩弹簧至A点后由静止释放(小球和弹簧 不粘连),小球刚好能沿圆弧DEN轨道滑下,而始终不脱 离轨道。已知小球质量m=0.2 kg,重力加速度g取 10 m/s2。试求: 世纪金榜导学号 (1)弹簧压缩至A点时所具有的弹性势能。 (2)小球第一次在传送带上滑动的过程中,在传送带上 留下的痕迹为多长? (3)小