第1部分 第7讲 机械能守恒定律、功能关系(练案)-【衡中学案】2024年新高考物理二轮总复习

１３. 游乐园的过山车其局部可简化为如图所示的示 意图ꎬ倾角 θ ＝ ３７°的两平行倾斜轨道 ＢＣ、ＤＥ 的下端与水平半圆形轨道 ＣＤ 平滑连接ꎬ倾斜 轨道 ＢＣ 的 Ｂ 端距轨道 ＣＤ 所在水平面的竖直 高度 ｈ ＝ ２４ ｍꎬ倾斜轨道 ＤＥ 与圆弧轨道 ＥＦ 相 切于 Ｅ 点ꎬ圆弧轨道 ＥＦ 的圆心 Ｏ１、水平半圆轨 道 ＣＤ 的圆心 Ｏ２ 在同一水平面上ꎬＤ 点与 Ｏ１ 点之间的距离 Ｌ ＝ ２０ ｍꎬ质量 ｍ ＝ １ ０００ ｋｇ 的过 山车(包括乘客)从 Ｂ 点由静止开始滑下ꎬ经过 水平半圆轨道 ＣＤ 后ꎬ滑上倾斜轨道 ＤＥꎬ到达 圆弧轨道顶端 Ｆ 时ꎬ乘客对座椅的压力为自身 重力的 １ ４ ꎮ 已知过山车在 ＢＣＤＥ 段运动时所受 的摩擦力与轨道对过山车的支持力成正比ꎬ比 例系数 μ ＝ １３２ꎬ圆弧轨道 ＥＦ 光滑ꎬ整个运动过 程中空气阻力不计ꎬ过山车经过各轨道之间的 连接点 时 无 机 械 能 损 失ꎮ (ｓｉｎ ３７° ＝ ０. ６ꎬ ｃｏｓ ３７° ＝ ０. ８ꎬ重力加速度 ｇ 取 １０ ｍ / ｓ２) (１)求过山车过 Ｆ 点时的速度大小ꎻ (２)求从 Ｂ 点到 Ｆ 点的整个运动过程中摩擦力 对过山车做的功ꎻ (３)过山车过 Ｄ 点时发现圆弧轨道 ＥＦ 有故障ꎬ 为保证乘客安全ꎬ立即触发制动装置ꎬ使过 山车不能到达 ＥＦ 段并保证不再下滑ꎬ设触 发制动装置后ꎬ最大静摩擦力等于滑动摩 擦力ꎬ则过山车受到的摩擦力至少为多大? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 复习练案[８]第一部分　 专题二　 第 ７ 讲　 机械能守恒定律、功能关系 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ａ 组􀅰基础练 １. (２０２３􀅰安徽蚌埠质检)如图甲所示ꎬｘ 轴的正方 向竖直向下ꎬ其原点为 Ｏꎬ一个钢球从 ｘ 轴上的 Ｐ 点沿竖直方向抛出ꎬ之后钢球落入黏性液体 中ꎬ黏性液体底部坐标为 ｘ２ꎻ钢球在运动过程中 机械能 Ｅ 随位置坐标 ｘ 的变化规律如乙图所示ꎬ 图中 ａｂ 为直线ꎬｂｃ 为曲线ꎮ 不计空气阻力ꎬ则下 列判断正确的是 (　 　 ) Ａ. 钢球从 Ｐ 点抛出时速度竖直向下 Ｂ. 钢球进入液体后先加速后匀速运动 Ｃ. 钢球在液体中下落时动能越来越小 Ｄ. 钢球在液体中下落时所受阻力越来越大 ２. (多选)(２０２３􀅰山西朔州二模)如图所示ꎬ顶端 有定滑轮的足够长的斜面固定在地面上ꎬ一绕过 定滑轮的轻绳ꎬ一端与轻质弹性绳(下端固定) 上端相连ꎬ另一端系一质量为 ｍ 的物块ꎮ 已知 重力加速度大小为 ｇꎬ弹性绳与斜面平行ꎮ 物块 从图示位置(弹性绳恰好处于原长状态)无初速 释放ꎬ物块开始向下运动ꎬ位移大小为 ｈ 时运动 到最低点(此时物块未与水平面接触)轻质弹性 绳始终在弹性限度内ꎬ在此过程中 (　 　 ) Ａ. 物块的机械能逐渐增加 Ｂ. 当物块的位移大小为 ｈ２ 时ꎬ物块的动能最大 Ｃ. 物块与弹性绳组成的系统势能的减少量最大 值为 ｍｇｈ Ｄ. 物块的动能最大时弹性绳的弹性势能为 １ ４ ｍｇｈ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —２６１— ３. (２０２３􀅰湖南益阳三模)雨滴在空中下落的过程 中ꎬ空气对它的阻力随其下落速度的增大而增 大ꎮ 若雨滴下落过程中其质量的变化及初速度 的大小均可忽略不计ꎬ以地面为重力势能的零参 考面ꎮ 从雨滴开始下落计时ꎬ关于雨滴下落过程 中其速度的大小 ｖ、重力势能 Ｅｐ随时间变化的情 况ꎬ如图所示的图像中可能正确的是 (　 　 ) ４. (２０２３􀅰山东临沂二模)如图所示ꎬ一轻弹簧左 端固定ꎬ右端连接一物块ꎬ置于粗糙的水平面上ꎮ 开始时弹簧处于原长ꎬ现用一恒力 Ｆ 将物块由 静止向右拉动直至弹簧弹性势能第一次达到最 大ꎮ 在此过程中ꎬ关于物块的速度 ｖ、物块的动 能 Ｅｋ、弹簧的弹性势能 Ｅｐ、物块和弹簧的机械能 Ｅ 随时间 ｔ 或位移 ｘ 变化的图像ꎬ其中可能正确 的是 (　 　 ) ５. (多选) (２０２３􀅰黑龙江哈尔滨二模)如图甲所 示ꎬ一轻弹簧上端固定在光滑、固定斜面的顶端ꎬ 下端与物块相连ꎮ 先用力使物块沿斜面向下运 动一段距离后ꎬ由静止释放ꎬ物块沿斜面向上运 动的速度—时间图像如图乙所