高考熱點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練(五)　能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用(建議用時(shí)：40分鐘)1.(2020·黑龍江哈爾濱六中檢測(cè))如圖所示，物體A的質(zhì)量為M，圓環(huán)B的質(zhì)量為m，通過(guò)繩子連接在一起，圓環(huán)套在光滑的豎直桿上，開始時(shí)連接圓環(huán)的繩子處于水平，長(zhǎng)度l＝4m，現(xiàn)從靜止釋放圓環(huán)。不計(jì)定滑輪和空氣的阻力，g取10m/s2，若圓環(huán)下降h＝3m時(shí)的速度v＝5m/s，則A和B的質(zhì)量關(guān)系為(　　)A．＝　　　　　　　B．＝C．＝D．＝解析：選A。圓環(huán)下降3m后的速度可以按如圖所示分解，故可得vA＝vcosθ＝，A、B和繩子看成一個(gè)整體，整體只有重力做功，機(jī)械能守恒，當(dāng)圓環(huán)下降h＝3m時(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得mgh＝MghA＋mv2＋Mv，其中hA＝－l，聯(lián)立可得＝，故A正確。2．(多選)(2020·湖南衡陽(yáng)二模)如圖所示，一根輕彈簧一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一個(gè)帶有孔的小球，小球套在固定的豎直光滑桿上，小球位于圖中的A點(diǎn)時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)，現(xiàn)將小球從A點(diǎn)由靜止釋放，小球向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)與A點(diǎn)關(guān)于B點(diǎn)對(duì)稱的C點(diǎn)后，小球能運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)D點(diǎn)，OB垂直于桿，則下列結(jié)論正確的是(　　) A．小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中，其最大加速度一定大于重力加速度gB．小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程，小球的重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和可能增大C．小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，重力對(duì)其做功的功率最大D．小球在D點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能一定最大解析：選AD。小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧處于壓縮狀態(tài)，小球豎直方向受到重力和彈簧壓力的豎直分力，所以合力大于重力，加速度大于重力加速度g，因此，其最大加速度一定大于重力加速度g，故A正確；小球位于圖中的C點(diǎn)時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)，則小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程，彈簧的彈性勢(shì)能減小，小球的重力勢(shì)能也減小，則小球的重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和一定減小，故B錯(cuò)誤；在C點(diǎn)小球所受的合力等于重力，小球要繼續(xù)向下加速，小球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧的拉力沿桿向上的分力先小于重力，后大于重力，合力先向下后向上，小球先加速后減速，所以在CD間的某點(diǎn)速度最大，重力對(duì)其做功的功率最大，故C錯(cuò)誤；小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中，只有重力和彈簧的彈力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，即小球的重力勢(shì)能、動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和保持不變，在D點(diǎn)，小球的重力勢(shì)能和動(dòng)能都最小，則彈簧的彈性勢(shì)能最大，故D正確。3．(2020·廈門市期末質(zhì)量檢測(cè))如圖所示，A物體套在光滑的豎直桿上，B物體放置在粗糙水平桌面上，用一細(xì)繩連接。初始時(shí)細(xì)繩經(jīng)過(guò)定滑輪平行于桌面，A、B物體質(zhì)量均為m。A物體從P點(diǎn)由靜止釋放，下落到Q點(diǎn)時(shí)，速度為v，PQ之間的高度差為h，此時(shí)連接A物體的細(xì)繩與水平方向夾角為θ，此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．A物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．A物體到Q點(diǎn)時(shí)，B物體的速度為vsinθC．A物體減少的重力勢(shì)能等于A、B兩物體動(dòng)能增量之和D．B物體克服摩擦做的功為mgh－mv2解析：選B?；瑝KA下滑時(shí)，豎直方向受重力和細(xì)繩拉力的豎直分量，因細(xì)繩拉力的豎直分量是變化的，則滑塊A所受的合力不是恒力，則A的加速度不是恒量，即A不是勻加速下滑，A錯(cuò)誤；若滑塊A的速度為v，則由速度的分解可知，滑塊B的速度為vsinθ，B正確；由能量關(guān)系可知，A物體減少的重力勢(shì)能等于B克服摩擦力做功和A、B兩物體動(dòng)能增量之和，C錯(cuò)誤；B物體克服摩擦做的功為mgh－mv2－mv2sin2θ，D錯(cuò)誤。4．(多選)(2020·重慶市上學(xué)期一診)如圖甲所示，O點(diǎn)處固定有力傳感器，長(zhǎng)為l的輕繩一端與力傳感器相連，另一端固定著一個(gè)小球?，F(xiàn)讓小球在最低點(diǎn)以某一速度開始運(yùn)動(dòng)，設(shè)輕繩與豎直方向的角度為θ(如圖所示)，圖乙為輕繩彈力大小F隨cosθ變化的部分圖象。圖乙中a為已知量，重力加速度大小為g，則(　　)A．小球質(zhì)量為B．小球在與圓心等高處時(shí)的速度為C．小球恰能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)D．小球在最低點(diǎn)時(shí)的速度為2解析：選AD。設(shè)小球在最低點(diǎn)時(shí)速度為v0，則當(dāng)運(yùn)動(dòng)到與豎直方向成θ角位 置時(shí)，由機(jī)械能守恒定律有mv2＝mv－mgl(1－cosθ)，由牛頓第二定律有T－mgcosθ＝m，解得T＝3mgcosθ＋，對(duì)比圖象可知k＝3mg＝，m－2mg＝2a，解得m＝，v0＝2，A、D正確；小球在與圓心等高處時(shí)θ＝90°，則速度v1＝，B錯(cuò)誤；小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)θ＝180°，則速度v2＝0＜，則小球不能經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)，C錯(cuò)誤。5．(2020·房山區(qū)第一次模擬)如圖所示，質(zhì)量M＝8kg的長(zhǎng)木板停放在光滑水平面上，在長(zhǎng)木板的左端放置一質(zhì)量m＝2kg的小物塊，小物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，現(xiàn)對(duì)小物塊施加一個(gè)大小F＝8N的水平向右的恒力，小物塊將由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，2s后小物塊從長(zhǎng)木板上滑落，從小物塊開始運(yùn)動(dòng)到從長(zhǎng)木板上滑落的過(guò)程中，重力加速度g取10m/s2。(1)求小物塊和長(zhǎng)木板的加速度各為多大；(2)求長(zhǎng)木板的長(zhǎng)度；(3)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明：互為作用力與反作用力的摩擦力對(duì)長(zhǎng)木板和小物塊做功的代數(shù)和是否為零。解析：(1)長(zhǎng)木板與小物塊間摩擦力f＝μmg＝4N小物塊加速度a1＝＝2m/s2長(zhǎng)木板加速度a2＝＝0.5m/s2；(2)小物塊對(duì)地位移x1＝a1t2＝4m長(zhǎng)木板對(duì)地位移x2＝a2t2＝1m長(zhǎng)木板長(zhǎng)L＝x1－x2＝3m；(3)摩擦力對(duì)小物塊做功W1＝－f·x1＝－16J 摩擦力對(duì)長(zhǎng)木板做功W2＝f·x2＝4J故W1＋W2≠0。答案：(1)2m/s2　0.5m/s2　(2)3m　(3)不為零6．小明將如圖所示的裝置放在水平地面上，該裝置由弧形軌道、豎直圓軌道、水平直軌道AB和傾角θ＝37°的斜軌道BC平滑連接而成。質(zhì)量m＝0.1kg的小滑塊從弧形軌道離地高H＝1.0m處?kù)o止釋放。已知R＝0.2m，LAB＝LBC＝1.0m，滑塊與軌道AB和BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.25，弧形軌道和圓軌道均可視為光滑，忽略空氣阻力。(1)求滑塊運(yùn)動(dòng)到與圓心O等高的D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；(2)通過(guò)計(jì)算判斷滑塊能否沖出斜軌道的末端C點(diǎn)；(3)若滑下的滑塊與靜止在水平直軌道上距A點(diǎn)x處的質(zhì)量為2m的小滑塊相碰，碰后一起運(yùn)動(dòng)，動(dòng)摩擦因數(shù)仍為0.25，求它們?cè)谲壍繠C上到達(dá)的高度h與x之間的關(guān)系。(碰撞時(shí)間不計(jì)，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)解析：(1)由機(jī)械能守恒定律有mgH＝mgR＋mv由牛頓第二定律有FN＝＝8N根據(jù)牛頓第三定律知FN′＝FN＝8N，方向水平向左；(2)設(shè)滑塊能在斜軌道上到達(dá)的最高點(diǎn)為C′點(diǎn)，由功能關(guān)系知mgH＝μmgLAB＋μmgLBC′cosθ＋mgLBC′sinθ得LBC′＝m<1.0m，故不會(huì)沖出；(3)設(shè)滑塊運(yùn)動(dòng)到距A點(diǎn)x處的速度為v，由動(dòng)能定理mgH－μmgx＝mv2 碰撞后的速度為v′，由動(dòng)量守恒定律有mv＝3mv′設(shè)碰撞后滑塊滑到斜軌道的高度為h，由動(dòng)能定理－3μmg(LAB－x)－3μmg－3mgh＝0－(3m)v′2得h＝x－m(m

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