2016屆高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(十九) 功能關(guān)系 能量守恒定律

1、課時(shí)跟蹤檢測(十九)功能關(guān)系能量守恒定律一、單項(xiàng)選擇題1(2014安慶模擬)2013年2月15日中午12時(shí)30分左右，俄羅斯車?yán)镅刨e斯克州發(fā)生天體墜落事件。根據(jù)俄緊急情況部的說法，墜落的是一顆隕石。這顆隕石重量接近1萬噸，進(jìn)入地球大氣層的速度約為4萬英里每小時(shí)，隨后與空氣摩擦而發(fā)生劇烈燃燒，并在距離地面上空12至15英里處發(fā)生爆炸，產(chǎn)生大量碎片，假定某一碎片自爆炸后落至地面并陷入地下一定深度過程中，其質(zhì)量不變，則()圖1A該碎片在空中下落過程中重力做的功等于動(dòng)能的增加量B該碎片在空中下落過程中重力做的功小于動(dòng)能的增加量C該碎片在陷入地下的過程中重力做的功等于動(dòng)能的改變量

2、D該碎片在整個(gè)過程中克服阻力做的功等于機(jī)械能的減少量2(2014溫州八校聯(lián)考)如圖2所示，質(zhì)量為m的滑塊以一定初速度滑上傾角為的固定斜面，同時(shí)施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin ；已知滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)tan ，取出發(fā)點(diǎn)為參考點(diǎn)，能正確描述滑塊運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)過程中產(chǎn)生的熱量Q，滑塊動(dòng)能Ek、勢(shì)能Ep、機(jī)械能E隨時(shí)間t、位移x關(guān)系的是()圖2圖33如圖4所示，BC是豎直面內(nèi)的四分之一圓弧形光滑軌道，下端C與水平直軌道相切。一個(gè)小物塊從B點(diǎn)正上方R處的A點(diǎn)處由靜止釋放，從B點(diǎn)剛好進(jìn)入圓弧形光滑軌道下滑，已知圓弧形軌道半徑為R0.2 m，小物塊的質(zhì)量為m0.1 kg，小物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

3、0.5，取g10 m/s2。小物塊在水平面上滑動(dòng)的最大距離是()圖4A0.1 mB0.2 mC0.6 m D0.8 m4(2014邯鄲模擬)如圖5所示，A、B、C三個(gè)一樣的滑塊從粗糙斜面上的同一高度同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，A由靜止釋放，B的初速度方向沿斜面向下，大小為v0，C的初速度方向沿斜面水平向左，大小也為v0。下列說法中正確的是()圖5AA和C將同時(shí)滑到斜面底端B滑到斜面底端時(shí)，B的機(jī)械能減少最多C滑到斜面底端時(shí)，B的動(dòng)能最大DC的重力勢(shì)能減少最多5(2013大慶模擬)如圖6所示，一足夠長的木板在光滑的水平面上以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將質(zhì)量為m的物體豎直向下輕輕地放置在木板上的右端，已知物體m和木

4、板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，為保持木板的速度不變，從物體m放到木板上到它相對(duì)木板靜止的過程中，須對(duì)木板施一水平向右的作用力F，那么力F對(duì)木板做功的數(shù)值為()圖6Amv2/4 Bmv2/2Cmv2 D2mv26(2014濟(jì)南測試)游樂場中有一種叫“空中飛椅”的設(shè)施，其基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊緣上，繩子下端連接座椅，人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋，若將人和座椅看成質(zhì)點(diǎn)，簡化為如圖7所示的模型，其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤，可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，已知繩長為l，質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)盤靜止時(shí)懸繩與轉(zhuǎn)軸間的距離為d。讓轉(zhuǎn)盤由靜止逐漸加速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向

5、的夾角為，不計(jì)空氣阻力及繩重，繩子不可伸長，則質(zhì)點(diǎn)從靜止到做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過程中，繩子對(duì)質(zhì)點(diǎn)做的功為()圖7A.mg(dlsin )tan mgl(1cos )B.mgd tan mgl (1cos )C.mg(dlsin )tan D.mgdtan 二、多項(xiàng)選擇題7如圖8所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A靜止于光滑水平桌面上，A右端連接一細(xì)線，細(xì)線繞過光滑的定滑輪與物體B相連。開始時(shí)用手托住B，讓細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至B獲得最大速度。下列有關(guān)該過程的分析正確的是()圖8AB物體的機(jī)械能一直減少BB物體動(dòng)能的增量等于它所受重力與拉力做功之和CB物

6、體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量D細(xì)線的拉力對(duì)A做的功等于A物體與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量8如圖9所示是某中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動(dòng)小車的裝置。當(dāng)太陽光照射到小車上方的光電板時(shí)，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小車前進(jìn)。若小車在平直的公路上以初速度v0開始加速行駛，經(jīng)過時(shí)間t，前進(jìn)了距離l，達(dá)到最大速度vmax，設(shè)此過程中電動(dòng)機(jī)功率恒為額定功率P，受的阻力恒為Ff，則此過程中電動(dòng)機(jī)所做的功為()圖9AFfvmaxt BPtCFft D.mvmax2Fflmv029(2013大綱版全國卷)如圖10，一固定斜面傾角為30，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度，沿斜面向上做勻減

7、速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小等于重力加速度的大小g。若物塊上升的最大高度為H，則此過程中，物塊的()圖10A動(dòng)能損失了2mgH B動(dòng)能損失了mgHC機(jī)械能損失了mgH D機(jī)械能損失了mgH 10(2013江蘇高考)如圖11所示，水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小物塊相連。彈簧處于自然長度時(shí)物塊位于O點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)。物塊的質(zhì)量為m，ABa，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點(diǎn)拉至A點(diǎn)，拉力做的功為W。撤去拉力后物塊由靜止向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)O點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零。重力加速度為g。則上述過程中()圖11A物塊在A點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能等于WmgaB物塊在B點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能小于Wmga

8、C經(jīng)O點(diǎn)時(shí)，物塊的動(dòng)能小于WmgaD物塊動(dòng)能最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能小于物塊在B點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能三、非選擇題11如圖12所示，光滑半圓弧軌道半徑為R，OA為水平半徑，BC為豎直直徑。一質(zhì)量為m的小物塊自A處以某一豎直向下的初速度滑下，進(jìn)入與C點(diǎn)相切的粗糙水平軌道CM上。在水平軌道上有一輕彈簧，其一端固定在豎直墻上，另一端恰位于軌道的末端C點(diǎn)(此時(shí)彈簧處于自然狀態(tài))。若物塊運(yùn)動(dòng)過程中彈簧最大彈性勢(shì)能為Ep，且物塊被彈簧反彈后恰能通過B點(diǎn)。已知物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，求：圖12(1)物塊離開彈簧剛進(jìn)入半圓軌道時(shí)對(duì)軌道的壓力FN的大?。?2)彈簧的最大壓縮量d；(3)物塊從A處

9、開始下滑時(shí)的初速度v0。12如圖13所示，質(zhì)量為m的滑塊放在光滑的水平平臺(tái)上，平臺(tái)右端B與水平傳送帶相接，傳送帶的運(yùn)行速度為v0，長為L。現(xiàn)將滑塊緩慢向左移動(dòng)壓縮固定在平臺(tái)上的輕彈簧，到達(dá)某處時(shí)突然釋放，當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時(shí)，恰好與傳送帶速度相同?；瑝K與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。圖13(1)試分析滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況；(2)若滑塊離開彈簧時(shí)的速度大于傳送帶的速度，求釋放滑動(dòng)時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能；(3)若滑塊離開彈簧時(shí)的速度大于傳送帶的速度，求滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量。答 案1選D由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，該碎片在空氣中下落過程中，重力和空氣阻力做功之和等于動(dòng)能的增加量，因

10、空氣阻力做負(fù)功，故重力做的功大于動(dòng)能的增加量，A、B均錯(cuò)誤；該碎片陷入地下的過程中，因有阻力做負(fù)功，且克服阻力做的功等于其機(jī)械能的減少量，故D正確，C錯(cuò)誤。2選C根據(jù)滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)tan 可知，滑動(dòng)摩擦力等于重力沿斜面向下的分力。施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin ，物體機(jī)械能保持不變，重力勢(shì)能隨位移x均勻增大，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。產(chǎn)生的熱量QFfx，隨位移均勻增大，滑塊動(dòng)能Ek隨位移x均勻減小，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。3選D設(shè)小物塊在水平面上滑動(dòng)的最大距離為x，由動(dòng)能定理得：mg2Rmgx0，x0.8 m，選項(xiàng)D正確。4選C滑塊A和C通過的路程不同，在沿斜面方向的加速度大小也不相同，故A錯(cuò)

11、；三個(gè)滑塊滑到底端時(shí)重力勢(shì)能減少量相同，故D錯(cuò)；滑塊A和B滑到底端時(shí)經(jīng)過的位移相等，克服摩擦力做功相等，而滑塊C的路程較大，機(jī)械能減少得較多，故B錯(cuò)C對(duì)。5選C由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，拉力F對(duì)木板所做的功W一部分轉(zhuǎn)化為物體m的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)能，故Wmv2mgs相，s相vtt，vgt，以上三式聯(lián)立可得：Wmv2，故C正確。6選A由于質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有mgtan m，所以質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能為Ekmv2mg(dlsin )tan ，設(shè)靜止時(shí)質(zhì)點(diǎn)的重力勢(shì)能為零，則此時(shí)質(zhì)點(diǎn)的重力勢(shì)能為WGmgl(1cos )，由能量守恒知質(zhì)點(diǎn)從靜止到做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過程中，繩子對(duì)質(zhì)點(diǎn)做的功全部轉(zhuǎn)

12、化成質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能，所以選項(xiàng)A正確。7選ABD由于細(xì)線的拉力對(duì)B做負(fù)功，故B物體機(jī)械能一直減少，A正確；根據(jù)動(dòng)能定理可確定B正確；由于該過程中A的動(dòng)能增加，故B物體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能與物體A動(dòng)能增加量的和，故C錯(cuò)誤；細(xì)線的拉力對(duì)A和彈簧組成的系統(tǒng)做正功，根據(jù)功能關(guān)系，D正確。8選ABD因小車以恒定的功率運(yùn)動(dòng)，故此過程小車電動(dòng)機(jī)做功為WPtFfvmaxt，A、B均正確；由動(dòng)能定理可得WFflmvmax2mv02，得：Wmvmax2mv02Ffl，故D正確，C錯(cuò)誤。9選AC小物塊向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，合外力沿斜面向下，由牛頓第二定律得F合mgma，根據(jù)動(dòng)能定理可知損失的動(dòng)能等于F合s2m

13、gH，A對(duì)，B錯(cuò)；小物塊在向上運(yùn)動(dòng)過程中，重力勢(shì)能增加了mgH，而動(dòng)能減少了2mgH，故機(jī)械能損失了mgH，C對(duì)，D錯(cuò)。10選BC設(shè)O點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為x，則物塊在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為EpAWmgx，由于摩擦力的存在，因此A、B間的距離a小于2x，即xa，所以EpAWmga，A項(xiàng)錯(cuò)誤；物塊從O點(diǎn)經(jīng)A點(diǎn)到B點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理Wmg(xa)EpB，mg(xa)mga，所以EpBWmg a，B項(xiàng)正確；在O點(diǎn)彈性勢(shì)能為零，從O點(diǎn)再到O點(diǎn)W2mgxEk0，由于xa，因此Ek0Wmga，C項(xiàng)正確；物塊動(dòng)能最大時(shí)，是摩擦力等于彈簧的彈力的時(shí)候，此位置在O點(diǎn)右側(cè)，如果B點(diǎn)到O點(diǎn)的距離小于動(dòng)能最大的位置到O點(diǎn)的距

14、離，則物塊動(dòng)能最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能大于物塊在B點(diǎn)時(shí)的彈簧的彈性勢(shì)能，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11解析：(1)設(shè)物塊剛離開彈簧時(shí)速度為v1，恰通過B點(diǎn)時(shí)速度為v2，由題意可知：mgm在物塊由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中，由機(jī)械能守恒定律得mv122mgRmv22解得v1又由牛頓第二定律得：Fmgm所以F6mg由牛頓第三定律可得物塊對(duì)軌道的壓力為6mg(2)彈簧從壓縮到最短開始至物塊被彈離彈簧的過程中，由能量守恒可得mv12mgdEp聯(lián)立求解得d(3)物塊從A處下滑至彈簧被壓縮到最短的過程中由能量守恒可得mv02mgREpmgd聯(lián)立可得v0答案：(1)6mg(2)(3)12解析：(1)若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度小于帶速，則滑塊由于受到向右的滑動(dòng)摩擦力而做勻加速運(yùn)動(dòng)；若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度大于帶速，則滑塊由于受到向左