贏在高三物理一輪配套練習(xí)54

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第四節(jié)功能關(guān)系能量守恒定律隨堂演練鞏固1.將小球豎直上拋，經(jīng)一段時間落回拋出點,若小球所受的空氣阻力與速度成正比，對其上升過程和下降過程損失的機械能進行比較，下列說法中正確的是()A.上升損失的機械能大于下降損失的機械能B.上升損失的機械能小于下降損失的機械能C.上升損失的機械能等于下降損失的機械能D.無法比較【解析】由于空氣阻力做負功,機械能不斷損失,上升過程經(jīng)過同一位置的速度比下降過程經(jīng)過該位置的速度大,又因小球所受的空氣阻力與速度成正比，因此上升過程受的空氣阻力較大,故上升損失的機械能大于下降損失的機械能，選A.【答案】A2.如圖所示,小球從A點以初速度沿粗糙斜面向上運動，到達最高點B后返回A,C為AB的中點。下列說法中正確的是(）A。小球從A出發(fā)到返回到A的過程中，位移為零,合外力做功為零B。小球從A到C過程與從C到B過程，減少的動能相等C.小球從A到B過程與從B到A過程,損失的機械能相等D.小球從A到C過程與從C到B過程，速度的變化量相等【解析】小球從A出發(fā)到返回到A的過程中,位移為零,重力做功為零，支持力不做功,摩擦力做負功，所以A選項錯誤;從A到B的過程與從B到A的過程中，位移大小相等,方向相反,損失的機械能等于克服摩擦力做的功，所以C選項正確;小球從A到C過程與從C到B過程，位移相等,合外力也相等，方向與運動方向相反,所以合外力做負功，減少的動能相等，因此B選項正確;小球從A到C過程與從C到B過程中，減少的動能相等,而動能的大小與質(zhì)量成正比,與速度的平方成正比，所以D選項錯誤.【答案】BC3.質(zhì)量為m的小球被系在輕繩的一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動，運動過程中小球受到空氣阻力的作用.設(shè)某一時刻小球通過軌道的最低點，此時繩子的張力為7mg，此后小球繼續(xù)做圓周運動,經(jīng)過半個圓周恰好能通過最高點，則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功為…()A。 B。 C. D。mgR【解析】設(shè)小球在圓周最低點和最高點時速度分別為和則①②設(shè)經(jīng)過半個圓周的過程中,小球克服空氣阻力所做的功為W,則由動能定理得③由①

③式得.【答案】C4.如圖所示，在光滑四分之一圓弧軌道的頂端a點，質(zhì)量為m的物塊（可視為質(zhì)點)由靜止開始下滑,經(jīng)圓弧最低點b滑上粗糙水平面，圓弧軌道在b點與水平軌道平滑相接,物塊最終滑至c點停止.若圓弧軌道半徑為R，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為下列說法正確的是()A.物塊滑到b點時的速度為B.物塊滑到b點時對b點的壓力是4mgC.c點與b點的距離為D。整個過程中物塊機械能損失了mgR【解析】物塊滑到b點時有得A不正確;在b點有得=3mg,B錯誤；從a點到c點，機械能損失了mgR，D正確；對全程由動能定理有得C正確.【答案】CD5。一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點時距水面還有數(shù)米距離.假定空氣阻力可忽略,運動員可視為質(zhì)點,下列說法正確的是(）A.蹦極繩張緊后的下落過程中,運動員的動能始終減小B。蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性力做負功,彈性勢能增加C。蹦極過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒D。蹦極過程中,重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關(guān)【解析】蹦極繩張緊后的下落過程中,開始重力大于彈力,所以運動員還要加速，當彈力等于重力后,彈力大于重力，運動開始減速,A項錯誤。蹦極繩張緊后的下落過程中,彈性力做負功，彈性勢能增加，B項正確.蹦極過程中,運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)，只有重力和彈性力做功,所以機械能守恒，C項正確.重力勢能的改變與重力勢能零點選取無關(guān),D項錯誤?！敬鸢浮緽C6.如圖所示，光滑坡道頂端距水平面高度為h,質(zhì)量為m的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，進入水平面上的滑道時無機械能損失,為使A制動，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長線M處的墻上，另一端恰位于滑道的末端O點。已知在OM段,物塊A與水平面間的動摩擦因數(shù)均為其余各處的摩擦不計,重力加速度為g,求：(1)物塊滑到O點時的速度大小；（2)彈簧達到最大壓縮量d時的彈性勢能（設(shè)彈簧處于原長時彈性勢能為零）；(3)若物塊A能夠被彈回到坡道上,則它能夠上升的最大高度是多少?【解析】(1)由機械能守恒定律得解得.(2)在水平滑道上物塊A克服摩擦力所做的功為由能量守恒定律得以上各式聯(lián)立求解得.（3）物塊A被彈回的過程中，克服摩擦力所做的功仍為由能量守恒定律得mgh′=解得物塊A能夠上升的最大高度為h′.【答案】7.如圖所示為某娛樂場的滑道示意圖，其中AB為曲面滑道，BC為水平滑道，水平滑道BC與半徑為1。6m的圓弧滑道CD相切，DE為放在水平地面上的海綿墊.某人從坡頂滑下,經(jīng)過高度差為20m的A點和B點時的速度分別為2m/s和12m/s，在C點做平拋運動，最后落在海綿墊上的E點。人的質(zhì)量為70kg，在BC段的動摩擦因數(shù)為0。2，g取10m/s。求:（1）從A到B的過程中，人克服阻力做的功是多少？(2)為保證在C點做平拋運動,BC的最大值是多少？（3）若BC取得最大值，則DE的長至少是多少？【解析】(1）由動能定理:得:100J。(2)BC段加速度為:m/s設(shè)在C點的最小速度為,由得BC的最大值為（3）平拋運動的時間.566s.BC取最大長度，對應(yīng)平拋運動的初速度為=4m/s,平拋運動的水平位移為t=2.26m，DE的長為。26m-1.6m=0。66m.【答案】（1)9100J（2)32m（3)0.66m8。(☆選做題)某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽，比賽路徑如圖所示，賽車從起點A出發(fā),沿水平直線軌道運動L后，由B點進入半徑為R的光滑豎直圓軌道,離開豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運動到C點，并能越過壕溝.已知賽車質(zhì)量m=0.1rmkg,通電后以額定功率P=1。5W工作，進入豎直圓軌道前受到的阻力恒為0.3N,隨后在運動中受到的阻力均可不計.圖中L=10.00m，R=0。32m,h=1.25m，s=1。50m.問：要使賽車完成比賽，電動機至少工作多長時間?(取g=10m/s【解析】設(shè)賽車越過壕溝需要的最小速度為由平拋運動的規(guī)律解得m/s。設(shè)賽車恰好越過圓軌道，對應(yīng)圓軌道最高點的速度為最低點的速度為由牛頓運動定律及機械能守恒定律得解得m/s通過分析比較,賽車要完成比賽,在進入圓軌道前的速度最小應(yīng)該是m/s設(shè)電動機工作時間至少為t,根據(jù)功能原理。由此可得t=2.53s.【答案】2。53s課后作業(yè)夯基(A卷）(時間:45分鐘必做題滿分:100分選做題：10分)一、不定項選擇題（本題共8小題，每小題8分，共64分.選對但不全的得5分）1。游樂場中的一種滑梯如圖所示.小朋友從軌道頂端由靜止開始下滑，沿水平軌道滑動了一段距離后停下來，則…（)A。下滑過程中支持力對小朋友做功B。下滑過程中小朋友的重力勢能增加C.整個運動過程中小朋友的機械能守恒D.在水平面滑動過程中摩擦力對小朋友做負功【解析】在滑動的過程中,人受三個力，重力做正功，重力勢能減少,B錯;支持力不做功,摩擦力做負功，所以機械能不守恒，A、C皆錯，D正確?！敬鸢浮緿2。兩個質(zhì)量不同的物體與水平面之間的動摩擦因數(shù)相同,它們以相同的初動能開始沿水平面滑動,以下說法中正確的是（)A.質(zhì)量小的物體滑行的距離較長B。質(zhì)量大的物體滑行的距離較長C.在整個滑動過程中,兩物體克服摩擦阻力做功一樣多D。在整個滑動過程中，兩物體的機械能都守恒【解析】由動能定理即克服阻力做的功等于物體的初動能，與物體的質(zhì)量無關(guān),C正確；物體動能減少，機械能減少,D不正確;質(zhì)量大的物體滑行距離小，B不正確，A正確。【答案】AC3。(2012湖南嘉禾一中高三摸底考試）據(jù)報導(dǎo):我國一家廠商制作了一種特殊的手機，在電能耗盡時,搖晃手機，即可產(chǎn)生電能維持通話，搖晃手機的過程是將機械能轉(zhuǎn)化為電能,如果將該手機搖晃一次,相當于將100g的重物舉高20mcm，若每秒搖兩次,則搖晃手機的平均功率為(g取10m/s（）A.0.04W B.0.4W C。4W D。40W【解析】將該手機搖晃一次做的功為.0.2J=0.2J,每秒搖兩次，搖晃手機的平均功率為0.4W?！敬鸢浮緽4.圖中ABCD是一條長軌道,其中AB段是傾角為的斜面，CD段是水平的,BC是與AB和CD都相切的一小段圓弧，其長度可以略去不計.一質(zhì)量為m的小滑塊在A點從靜止狀態(tài)釋放沿軌道滑下,最后停在D點.A點和D點的位置如圖所示.現(xiàn)用一沿著軌道方向的力推滑塊，使它緩慢地由D點推回到A點時停下,設(shè)滑塊與軌道間的摩擦系數(shù)為則推力對滑塊做的功等于()A。mgh B.2mghC. D.cot【解析】由A至D過程由能量關(guān)系：由D至A過程由能量關(guān)系:由二式得:W=2mgh，選B?！敬鸢浮緽5.如圖所示,跳水運動員最后踏板的過程可以簡化為下述模型:運動員從高處落到處于自然狀態(tài)的跳板(A位置)上,隨跳板一同向下運動到最低點（B位置）。對于運動員從開始與跳板接觸到運動至最低點的過程，下列說法中正確的是（）A。運動員到達最低點時，其所受外力的合力為零B.在這個過程中，運動員的動能一直在減小C。在這個過程中,跳板的彈性勢能一直在增加D。在這個過程中,運動員所受重力對她做的功小于跳板的作用力對她做的功【解析】運動員與跳板接觸至做加速度減小的加速運動，之后運動員開始減速,到最低點時速度減為零，此時運動員受向上的合外力,選項A錯誤;該過程運動員動能先增大后減小，選項B錯誤;至最低點，跳板形變量最大，彈性勢能最大,選項mC正確；全程由動能定理得即選項D正確?！敬鸢浮緾D6。如圖所示,木板可繞固定的水平軸O轉(zhuǎn)動,在木板從水平位置OA緩慢轉(zhuǎn)到OB位置的過程中，木板上重為5N的物塊始終相對于木板靜止,物塊克服重力做功4J.用N表示木板對物塊的支持力，f表示木板對物塊的摩擦力,則()A.物塊被抬高了0。8mB。N對物塊做功4J，f對物塊不做功C.N對物塊不做功,f對物塊做功4JD。N和f對物塊所做功的代數(shù)和為0【解析】物體克服重力做功4J即mgh=4J，得h=0.8m,選項A正確；f的方向為沿木板向上，始終與物體的速度方向垂直，因而不做功.根據(jù)動能定理知又得J，選項B正確;J,選項C、D錯誤。【答案】AB7。如圖所示，一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端,彈簧的另一端固定于O點處，將小球拉至A處，彈簧恰好無形變,由靜止釋放小球，它運動到O點正下方B點的速度為v，與A點的豎直高度差為h,則(）A。由A至B重力做功為mghB.由A至B重力勢能減少C。由A至B小球克服彈力做功為mghD。小球到達位置B時彈簧的彈性勢能為【解析】從A到B的過程中小球受到重力做正功mgh，A對;彈簧彈力做負功-W,動能增加,重力勢能減小mgh,彈性勢能增加，由動能定理知-W+mgh=可得即重力勢能減小量大于B錯;W<mgh，C錯；彈簧彈性勢能=W=mgh-，D對?！敬鸢浮緼D8。如圖所示,一個質(zhì)量為m的小鐵塊沿半徑為R的固定半圓軌道上端邊緣由靜止下滑，當滑到半球底部時,半圓軌道底部所受壓力為鐵塊重力的1。8倍,則此下滑過程中鐵塊損失的機械能為（）A.0。2mgR B。0。4mgRC。0。6mgR D。0。8mgR【解析】由知,由功能關(guān)系：.8Rg=0.6mgR.故C項正確.【答案】C二、論述計算題（本題共2小題,共36分）9.（16分)某人在距離地面高25m處,斜向上方拋出一個質(zhì)量為100g的小球,小球出手時的速度為m/s。落地時的速度為m/s.（取g=10m/s試求:(1）人拋出小球時做了多少功？(2)若小球落地后不反彈，則小球在飛行過程中克服空氣阻力做的功。(3)若小球撞地后會繼續(xù)反彈，但與地相撞沒有機械能損失,且小球所受空氣阻力大小恒為0。5N，則小球經(jīng)過的總路程為多少？【解析】（1)據(jù)動能定理:人對球做的功等于球獲得的動能..J=5J。(4分）（2)據(jù)動能定理:(3分）.J。J.J=10J。(3分）（3)小球最終停在地面上，據(jù)動能定理:(3分)m=60m。（3分)【答案】（1)5J(2）10J（3）60m10.(20分）山地滑雪是人們喜愛的一項體育運動。一滑雪坡由AB和BC組成，AB是傾角為37的斜坡，BC是半徑為R=5m的圓弧面,圓弧面和斜面相切于B,與水平面相切于C,如圖所示，AB豎直高度差。8m，豎直臺階CD高度差為m,臺階底端與傾角為37斜坡DE相連。運動員連同滑雪裝備總質(zhì)量為80kg,從A點由靜止滑下通過C點后飛落到DE上（不計空氣阻力和軌道的摩擦阻力，g取10m/,sin37=0.6，cos37=0.8)。求:（1)運動員到達C點的速度大??；(2)運動員經(jīng)過C點時軌道受到的壓力大小;(3)運動員在空中飛行的時間.【解析】過程,由動能定理得：R）=（3分)R=R（1—cos37）(2分）所以m/s.(1分）（2)在C點,由牛頓第二定律有：(3分)所以936N(2分)由牛頓第三定律知,運動員在C點時軌道受到的壓力大小為3936N.（2分)(3)設(shè)在空中飛行時間為t，則有:tan37（4分)所以t=2。5s(t=-0。4s舍去）.(3分)【答案】（1）14m/s(2）3936N（3）2。5s三、選做題11。（2012江蘇南通月考）風(fēng)洞實驗室可產(chǎn)生水平方向的、大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力.在風(fēng)洞中有一固定的支撐架ABC，該支撐架的上表面光滑,是一半徑為R的1/4圓弧面，如圖所示，圓弧面的圓心在O點,O離地面高為2R,地面上的D處有一豎直的小洞,離O點的水平距離為?，F(xiàn)將質(zhì)量分別為和的兩小球用一不可伸長的輕繩連接按圖中所示的方式置于圓弧面上,球放在與圓心O在同一水平面上的A點,球豎直下垂.(1)在無風(fēng)情況下，若將兩球由靜止釋放（不計一切摩擦）,小球沿圓弧面向上滑行,恰好到最高點C與圓弧面脫離,則兩球的質(zhì)量比∶是多少?（2)讓風(fēng)洞實驗室內(nèi)產(chǎn)生的風(fēng)迎面吹來,釋放兩小球使它們運動,當小球滑至圓弧面的最高點C時輕繩突然斷裂,通過調(diào)節(jié)水平風(fēng)力F的大小,使小球恰能與洞壁無接觸地落入小洞D的底部,此時小球經(jīng)過C點時的速度是多少?水平風(fēng)力F的大小是多少(小球的質(zhì)量已知)?【解析】(1）對此過程應(yīng)用機械能守恒（3分）當?shù)紺點時:（1分)解得.（1分)（2)設(shè)小球的速度為風(fēng)力為F，從C運動到D的時間：(1分）在水平方向：(1分)(1分）則(1分）.（1分)【答案】課后作業(yè)夯基(B卷）(時間：45分鐘必做題滿分：100分選做題：10分)一、不定項選擇題(本題共8小題，每小題8分，共64分。選對但不全的得5分)1.在離地面高為h處豎直上拋一質(zhì)量為m的物塊，拋出時的速度為當它落到地面時速度為v，用g表示重力加速度,則在此過程中物塊克服空氣阻力所做的功等于(）A。B.C.D?！窘馕觥坑蓜幽芏ɡ淼?所以在此過程中物塊克服空氣阻力所做的功選C.【答案】C2。（2012浙江杭州月考)如圖所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點，彈簧開始處于原長h.現(xiàn)讓圓環(huán)沿桿滑下,滑到桿的底端時速度為零,則在圓環(huán)下滑過程中()A.圓環(huán)機械能守恒B.彈簧的彈性勢能變化了mghC。彈簧的彈性勢能先增大后減小再增大D.當彈簧的彈性勢能最大時,圓環(huán)動能最大【答案】BC3。如圖所示,電梯的質(zhì)量為M，其天花板上通過一輕質(zhì)彈簧懸掛一質(zhì)量為m的物體。電梯在鋼索的拉力作用下由靜止開始豎直向上加速運動,當上升高度為H時，電梯的速度達到v,則在這段運動過程中，以下說法正確的是…（)A.輕質(zhì)彈簧對物體的拉力所做的功等于B.鋼索的拉力所做的功等于C.輕質(zhì)彈簧對物體的拉力所做的功大于D.鋼索的拉力所做的功等于【解析】輕質(zhì)彈簧對物體的拉力所做的功等于物體增加的動能和重力勢能,大于選項A錯誤,C正確;鋼索的拉力所做的功等于電梯和物體增加的動能和重力勢能，選項B錯誤；由于電梯豎直向上做加速運動，彈簧長度增大,電梯上升高度為H時,物體上升高度小于H,鋼索的拉力所做的功小于（m+M）gH，選項D錯誤。【答案】C4。如圖所示，有三個斜面1、2、3，斜面1與2底邊相同，斜面2和3高度相同,同一物體與三個斜面的動摩擦因數(shù)相同,當他們分別沿三個斜面從頂端由靜止下滑到底端時，下列說法正確的是（)A。三種情況下物體損失的機械能B.三種情況下摩擦產(chǎn)生的熱量C.到達底端的速度D。運動的時間【解析】斜面上摩擦力做的功等效為斜面1、2的水平位移相同，故產(chǎn)生熱量和損失機械能相同,A錯；斜面2的水平位移小于3的水平位移，故從斜面3下滑時產(chǎn)生熱量較多，B對;斜面1、2比較，物體損失能量相同,但物體從斜面1下滑時重力勢能較大，到底端時速率較大,斜面2和3比較，物體從斜面3下滑損失能量較多,初始重力勢能相同，故從斜面3下滑到底端時速率最小，C錯；由于動摩擦因數(shù)和斜面1、2的傾角關(guān)系未知，無法確定和但顯然小于D錯.【答案】B5。如圖所示，ABCD是一個盆式容器,盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧,BC為水平的，其距離d=0.5m，盆邊緣的高度為h=0。30.在A處放一質(zhì)量為m的小物塊，并讓其從靜止開始下滑，已知盆內(nèi)壁是光滑的,而盆底BC面和小物塊的動摩擦因數(shù)為0。10.小物塊在盆內(nèi)來回滑動，最后停下來，則停的地點到B的距離為(）A。0.50m B.0.25m C。0。10m D.0【解析】小物塊從靜止到停下的過程,由能量關(guān)系得：得：m=6d，則停的地點就是B點,選D.【答案】D6。如圖所示為用同樣材料制成的一個軌道,AB段為1/4圓弧，半徑為R,水平的BC段長為R,一小物體質(zhì)量為m,與軌道間的動摩擦因數(shù)為當它從軌道頂端A由靜止下滑時恰好運動到C點靜止,那么物體在AB段克服摩擦力做的功為(）A。 B。C./2 D。mgR/2【解析】在AB段摩擦力是變力，不能直接用功的表達式求解，由功能關(guān)系從A到C重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,即所以AB段克服摩擦力做功為B選項正確.【答案】B7。滑塊以速率靠慣性沿固定斜面由底端向上運動,當它回到出發(fā)點時速度變?yōu)榍胰艋瑝K向上運動的位移中點為A，取斜面底端重力勢能為零,則（）A.上升時機械能減小,下降時機械能增大B.上升時機械能增大,下降時機械能減小C.上升過程中動能和勢能相等的位置在A點上方D。上升過程中動能和勢能相等的位置在A點下方【解析】上升和下降過程都有摩擦力,機械能均減小,A、B均錯；設(shè)上升到h時動能和勢能相等，由能量關(guān)系：由二式得選C.【答案】C8。如圖所示，已知物體與路面之間的動摩擦因數(shù)處處相同。DO是水平面，初速度為的物體從D點出發(fā)沿DBA滑動到頂點A時速度剛好為零。如果斜面改為AC，讓該物體從D點出發(fā)沿DCA滑動到A點且速度剛好為零，則物體具有的初速度（）A.大于 B.等于C.小于 D。取決于斜面的傾角【解析】由能量關(guān)系：cos從該式看出來與斜面的傾角無關(guān)，所以選B。【答案】B二、論述計算題（本題共2小題,共36分)9。(18分）如圖所示,傾角為37的粗糙斜面的底端有一質(zhì)量m=1kg的凹形小滑塊,小滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)0。25?，F(xiàn)小滑塊以某一初速度v從斜面底端上滑,同時在斜面底端正上方有一小球以水平拋出，經(jīng)過0.4s，小球恰好垂直斜面方向落入凹槽,此時,小滑塊還在上滑過程中.(已知sin37=0.6，cos37=0。8)，g取10m/,求:（1)小球水平拋出的速度;(2)小滑塊的初速度v；（3)0.4s內(nèi)小滑塊損失的機械能E.【解析】（1)設(shè)小球落入凹槽時豎直速度為。4m/s=4m/s(2分)tan37=3m/s.（2分）（2)小球落入凹槽時的水平位移。4m=1.2m(2分)則滑塊的位移為m=1。5m(2分）a=gsin37cos37=8m/s(2分）根據(jù)公式（2分)得v=5。35m/s.(2分)(3）cos37s(2分）E=3J.(2分）【答案】（1)3m/s（2）5.35m/s（3)3J10.（18分)如圖所示,在距水平地面高為0.4m處，水平固定一根長直光滑桿，在桿上P點固定一定滑輪，滑輪可繞