2018版高考物理二轮复习专题二功和能学案.doc

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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，AC＝h。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mv2－mghD．上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度解析：选BD　圆

2、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ΔEp，由A到C的过程中，根据能量关系有mgh＝ΔEp＋Wf。由C到A的过程中，有mv2＋ΔEp＝Wf＋mgh。联立解得Wf＝mv2，ΔEp＝mgh－mv2。选项B正确，C错误；设圆环在B位置时，弹簧的弹性势能为ΔEp′，根据能量守恒，A到B的过程有mvB2＋ΔEp′＋Wf′＝mgh′，B到A的过程有mvB′2＋ΔEp′＝mgh′＋Wf′，比较两式得vB′>vB，选项D正确。2．(2017·江苏高考)一小物块沿斜面向上滑动

3、，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μ，物块的质量为m，则物块在上滑过程中根据动能定理有－(mgsinθ＋μmgcosθ)x＝Ek－Ek0，即Ek＝Ek0－(mgsinθ＋μmgcosθ)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(mgsinθ－μmgcosθ)(x0－x)＝Ek，其中x0为物块到达最高点时的位移，即Ek＝－(mgsinθ－μmgcosθ)x＋(mgsinθ－μmgcosθ)x0，所以下滑时

4、Ek随x58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μ。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μmin；(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2Fcos30°＝mg解得F＝mg。(2)C恰好降到地面时，如图乙

5、所示：B受C压力的水平分力最大Fxmax＝mgB受地面的摩擦力f＝μmg根据题意，B保持静止，则有fmin＝Fxmax，解得μmin＝。(3)C下降的高度h＝(－1)RA的位移x＝2(－1)R摩擦力做功的大小Wf＝fx＝2(－1)μmgR根据动能定理W－Wf＋mgh＝0－0解得W＝(2μ－1)(－1)mgR。答案：(1)mg　(2)　(3)(2μ－1)(－1)mgR4．(2015·江苏高考)一转动装置如图所示，四根轻杆OA、OC、AB和58CB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

6、。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ω0；(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F1、T1，OA杆与转轴的夹角为θ1。小环受到弹簧的弹力F弹1＝k·小环受力平衡，F弹1＝mg＋2T1cosθ1小球受力平衡，F1cosθ1＋T1cosθ1＝mgF1sinθ1＝T1sinθ1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

7、为θ2，弹簧长度为x。小环受到弹簧的弹力F弹2＝k(x－L)小环受力平衡，F弹2＝mg，得x＝L对小球，F2cosθ2＝mgF2sinθ2＝mω02lsinθ2且cosθ2＝解得ω0＝。(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θ3。小环受到弹簧的弹力F弹3＝kL小环受力平衡，2T3cosθ3＝mg＋F弹3，且cosθ3＝对小球，F3cosθ3＝T3cosθ3＋mg58F3sinθ3＋T3sinθ3＝mω32lsinθ3解得ω3