高考物理復(fù)習(xí)第5章機(jī)械能第4講功能關(guān)系能量守恒定律課后限時訓(xùn)練新人教版.docx

功能關(guān)系 能量守恒定律一、選擇題(本題共8小題，14題為單選，58題為多選)1(2017河南省鄭州市第一次質(zhì)量檢測)如圖所示，一個小球套在固定的傾斜光滑桿上，一根輕質(zhì)彈簧的一端懸掛于O點(diǎn)，另一端與小球相連，彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi)?，F(xiàn)將小球沿桿拉到與O點(diǎn)等高的位置由靜止釋放，小球沿桿下滑，當(dāng)彈簧處于豎直時，小球速度恰好為零。若彈簧始終處于伸長狀態(tài)且在彈性限度以內(nèi)，在小球下滑過程中，下列說法正確的是(C)A彈簧的彈性勢能一直增加B小球的機(jī)械能保持不變C重力做功的功率先增大后減小D當(dāng)彈簧與桿垂直時，小球的動能最大解析彈簧垂直光滑桿時最短、彈性勢能最小，小球在下滑過程中，彈簧彈性勢能先減小后增大，A錯誤；小球在下滑過程中，重力和彈簧彈力做功，彈簧彈力先做正功后做負(fù)功，小球機(jī)械能先增大后減小，B錯誤；當(dāng)小球重力沿光滑桿向下的分力和彈簧彈力沿桿向上的分力大小相等時小球速度最大，則重力做功的功率先增大后減小，C正確，D錯誤。2(2016江西省師大附中月考)某同學(xué)用如圖所示的裝置測量一個凹形木塊的質(zhì)量m，彈簧的左端固定，木塊在水平面上緊靠彈簧(不連接)將其壓縮，記下木塊右端位置A點(diǎn)，釋放后，木塊右端恰能運(yùn)動到B1點(diǎn)。在木塊槽中加入一個質(zhì)量m0800g的砝碼，再將木塊左端緊靠彈簧，木塊右端位置仍然在A點(diǎn)，釋放后木塊離開彈簧，右端恰能運(yùn)動到B2點(diǎn)，測得AB1、AB2長分別為27.0cm和9.0cm，則木塊的質(zhì)量m為(D) A100gB200gC300gD400g解析砝碼質(zhì)量m0800g0.8kg；根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒有：mgAB1EP(m0m)gAB2EP聯(lián)立得：m0.4kg400g3(2016山東師范大學(xué)附屬中學(xué)二模)一小球從地面上以某一初速度豎直向上拋出，運(yùn)動過程中受到的阻力大小與速率成正比，在上升過程中，下列能正確反映小球的機(jī)械能E隨上升高度h的變化規(guī)律(選地面為零勢能參考平面)的是(C)解析小球運(yùn)動過程中阻力做負(fù)功，根據(jù)能量守恒定律可得：EE0fhE0kvh，Eh圖象的斜率表示阻力，因?yàn)樗俣仍跍p小，所以阻力在減小，故圖象的斜率減小，C正確。4(2016安徽皖江名校模擬)一質(zhì)量為M1.0kg的小物塊隨足夠長的水平傳送帶一起運(yùn)動，被一水平向左飛來的子彈擊中并從物塊中穿過(不計(jì)子彈穿過物塊的時間)，如圖甲所示。地面觀察者記錄了物塊被擊中后的速度隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示，已知傳送帶的速度保持不變，g取10m/s2。在這一個過程中下列判斷正確的是(A)A傳送帶速度大小2m/s，方向向左B物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.2C傳送帶對物塊做的功為6JD物塊與傳送帶之間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能為4J解析從vt圖象看出，物塊被擊穿后，先向左減速到v2.0m/s，以后隨傳送帶一起做勻速運(yùn)動，所以傳送帶的速度方向向左，其速度2.0m/s，故A正確；由vt圖象可得，物塊在滑動摩擦力的作用下做勻變速運(yùn)動的加速度為am/s2，由牛頓第二定律得，滑動摩擦力FfMgMa，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.067，故B錯誤；傳送帶對物塊做的功由動能定理可得：WMv2Mv，代入數(shù)據(jù)得：W6J，故C錯誤；由vt圖象可得，物塊相對傳送帶發(fā)生的位移為s3m，所以物塊與傳送帶之間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能為QfsMgs2J，故D錯誤。5(2016山西大學(xué)附屬中學(xué)月考)如圖所示，建筑工地上載人升降機(jī)用不計(jì)質(zhì)量的細(xì)鋼繩跨過定滑輪與一電動機(jī)相連，通電后電動機(jī)帶動升降機(jī)沿豎直方向先勻加速上升后勻速上升。摩擦及空氣阻力均不計(jì)。則(BC)A升降機(jī)勻加速上升過程中，升降機(jī)底板對人做的功等于人增加的動能B升降機(jī)勻加速上升過程中，升降機(jī)底板對人做的功等于人增加的機(jī)械能C升降機(jī)勻速上升過程中，升降機(jī)底板對人做的功等于人增加的機(jī)械能D升降機(jī)上升的全過程中，升降機(jī)拉力做的功大于升降機(jī)和人增加的機(jī)械能解析根據(jù)動能定理可知，合外力對物體做的功等于物體動能的變化量，所以升降機(jī)勻加速上升過程中，升降機(jī)底板對人做的功和人的重力做功之和等于人增加的動能，故A錯誤，B正確；升降機(jī)勻速上升過程中，升降機(jī)底板對人做的功等于克服重力做的功(此過程中動能不變)，即增加的機(jī)械能，C正確；升降機(jī)上升的全過程中，升降機(jī)拉力做的功等于升降機(jī)和人增加的機(jī)械能，D錯誤。6如圖所示，一木塊靜止放在光滑水平面上，一顆子彈沿水平方向射入木塊，若子彈進(jìn)入木塊的深度為s1，與此同時木塊沿水平面移動了s2，設(shè)子彈在木塊中受到的阻力大小不變，則在子彈進(jìn)入木塊的過程中(ABC)A子彈損失的動能與木塊獲得的動能之比為(s1s2)s2B子彈損失的動能與系統(tǒng)獲得的內(nèi)能之比為(s1s2)s1C木塊獲得的動能與系統(tǒng)獲得的內(nèi)能之比為s2s1D木塊獲得的動能與系統(tǒng)獲得的內(nèi)能之比為s1s2解析設(shè)子彈的質(zhì)量為m，射入木塊時的速度為v0，木塊的質(zhì)量為M，子彈進(jìn)入木塊的過程中受到的摩擦力為F，子彈和木塊相對靜止時的共同速度為v子彈進(jìn)入木塊的過程中，對子彈由動能定理有：F(s1s2)mv2mv即子彈損失的動能等于它克服摩擦力所做的功由動能定理可知，木塊獲得的動能等于子彈作用在木塊上的摩擦力對木塊所做的功，即Fs2Mv2對子彈和木塊組成的系統(tǒng)來說，由得：Fs1(Mm)v2mv式表明，摩擦力對系統(tǒng)所做的總功為負(fù)功，數(shù)值上等于摩擦力與子彈和木塊相對位移的乘積，即WFs相對。這一值量度了系統(tǒng)動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的多少，即QFs相對。由以上分析可以看出本題的正確選項(xiàng)為A、B、C。7(2016山東臨沂一模)如圖所示，在升降機(jī)內(nèi)有一固定的光滑斜面體，一輕彈簧的一端連在位于斜面體下方的固定木板A上，另一端與質(zhì)量為m的物塊B相連，彈簧與斜面平行。升降機(jī)由靜止開始加速上升高度h的過程中(CD)A物塊B的重力勢能增加量一定等于mghB物塊B的動能增加量等于斜面的支持力和彈簧的彈力對其做功的代數(shù)和C物塊B的機(jī)械能增加量等于斜面的支持力和彈簧的彈力對其做功的代數(shù)和D物塊B和彈簧組成系統(tǒng)的機(jī)械能的增加量等于斜面對物塊B的支持力和A對彈簧的彈力做功的代數(shù)和解析物塊B開始受重力、支持力、彈簧的彈力，處于平衡狀態(tài)，當(dāng)具有向上的加速度時，合力向上，彈簧彈力和支持力在豎直方向上的合力大于重力，所以彈簧的彈力增大，物塊B相對于斜面向下運(yùn)動，物塊B上升的高度小于h，所以重力勢能的增加量小于mgh，A錯誤；由動能定理可知，動能增加量等于合力做的功，經(jīng)受力分析可知，物塊B受三個力的作用，除彈簧彈力和支持力外，還有重力，B錯誤；由功能關(guān)系可知，機(jī)械能的增量等于除了重力外其他力對系統(tǒng)做的功，分別對B和B與彈簧組成的系統(tǒng)受力分析，可知C、D正確。8(2017江蘇淮陰中學(xué)月考)如圖所示，傾角30的固定斜面上固定著擋板，輕彈簧下端與擋板相連，彈簧處于原長時上端位于D點(diǎn)。用一根不可伸長的輕繩通過輕質(zhì)光滑定滑輪連接物體A和B，使滑輪左側(cè)繩子始終與斜面平行，初始時A位于斜面的C點(diǎn)，C、D兩點(diǎn)間的距離為L?，F(xiàn)由靜止同時釋放A、B，物體A沿斜面向下運(yùn)動，將彈簧壓縮到最短的位置E點(diǎn)，D、E兩點(diǎn)間的距離為。若A、B的質(zhì)量分別為4m和m，A與斜面間的動摩擦因數(shù)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，整個過程中，輕繩始終處于伸直狀態(tài)，則(BD)AA在從C至E的過程中，先做勻加速運(yùn)動，后做勻減速運(yùn)動BA在從C至D的過程中，加速度大小為gC彈簧的最大彈性勢能為mgLD彈簧的最大彈性勢能為mgL解析對A、B整體從C到D的過程受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得ag，從D點(diǎn)開始與彈簧接觸，壓縮彈簧，彈簧被壓縮到E點(diǎn)的過程中，彈簧的彈力是變力，則加速度是變化的，所以A在從C至E的過程中，先做勻加速運(yùn)動，后做變加速運(yùn)動，最后做變減速運(yùn)動，直到速度為零，故A錯誤，B正確；當(dāng)A的速度為零時，彈簧被壓縮到最短，此時彈簧彈性勢能最大，整個過程中對A、B整體應(yīng)用動能定理得4mg(L)sin30mg(L)(4mg)cos30(L)W彈0，解得W彈mgL，則彈簧具有的最大彈性勢能EpW彈mgL，故C錯誤，D正確。二、非選擇題9(2017河南省鄭州市第一次質(zhì)量檢測)如圖，半徑R1m的光滑半圓軌道AC與傾角為37的粗糙斜面軌道BD固定在同一豎直平面內(nèi)，兩軌道之間由一條光滑水平軌道AB相連，B處用光滑小圓弧平滑連接。在水平軌道上，用擋板將a、b兩物塊間的輕質(zhì)彈簧擋住后處于靜止?fàn)顟B(tài)，物塊與彈簧不拴接。只放開左側(cè)擋板，物塊a恰好能通過半圓軌道最高點(diǎn)C；只放開右側(cè)擋板，物塊b恰好能到達(dá)斜面軌道最高點(diǎn)D。已知物塊a的質(zhì)量為m12kg，物塊b的質(zhì)量為m21kg，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5，物塊到達(dá)A點(diǎn)或B點(diǎn)時已和彈簧分離。重力加速度g取10m/s2，sin370.6，cos370.8。求：(1)物塊a經(jīng)過半圓軌道的A點(diǎn)時對軌道的壓力FN；(2)斜面軌道BD的高度h。答案(1)120N(2)3m解析(1)物塊a恰好能通過半圓軌道最高點(diǎn)C，有m1gm1物塊a從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程，由機(jī)械能守恒定律得m1v2m1gRm1v物塊a到達(dá)半圓軌道A點(diǎn)時，F(xiàn)支m1g由牛頓第三定律，物塊a對軌道的壓力FNF支聯(lián)立解得物塊a對軌道的壓力FN120N(2)從物塊a被彈開到運(yùn)動至A點(diǎn)的過程，可知彈簧的彈性勢能EPm1v對物塊b運(yùn)動到斜面最高點(diǎn)的過程，由能量守恒得EPm2ghm2gcos解得斜面軌道BD的高度h3m10(2015福建理綜)如圖，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑水平面上，小車AB段是半徑為R的四分之一圓弧光滑軌道，BC段是長為L的水平粗糙軌道，兩段軌道相切于B點(diǎn)。一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點(diǎn)由靜止開始沿軌道滑下，重力加速度為g。(1)若固定小車，求滑塊運(yùn)動過程中對小車的最大壓力；(2)若不固定小車，滑塊仍從A點(diǎn)由靜止下滑，然后滑入BC軌道，最后從C點(diǎn)滑出小車。已知滑塊質(zhì)量m，在任一時刻滑塊相對地面速度的水平分量是小車速度大小的2倍，滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)為，求：滑塊運(yùn)動過程中，小車的最大速度大小vm；滑塊從B到C運(yùn)動過程中，小車的位移大小s。答案(1)3mg(2)L解析(1)由圖知，滑塊運(yùn)