2020版高考物理一轮复习第五章课时作业19功能关系能量守恒定律新人教版.docx

课时作业19功能关系能量守恒定律时间：45分钟1如图所示，水平传送带以v2 m/s的速率匀速运行，上方漏斗每秒将40 kg的煤粉竖直放到传送带上，然后一起随传送带匀速运动如果要使传送带保持原来的速率匀速运行，则电动机应增加的功率为(B)A80 WB160 WC400 WD800 W解析：由功能关系，电动机增加的功率用于使单位时间内落在传送带上的煤粉获得的动能以及煤粉相对传送带滑动过程中产生的热量，所以Pmv2Q，传送带做匀速运动，而煤粉相对地面做匀加速运动过程中的平均速度为传送带速度的一半，所以煤粉相对传送带的位移等于相对地面的位移，故Qfxfxmv2，解得P160 W，B项正确2(多选)如图，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮质量分别为M、m(Mm)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中(CD)A两滑块组成的系统机械能守恒B重力对M做的功等于M动能的增加量C轻绳对m做的功等于m机械能的增加量D两滑块组成的系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功解析：由于斜面ab粗糙，故两滑块组成的系统机械能不守恒，故A错误；由动能定理得，重力、拉力、摩擦力对M做的总功等于M动能的增加量，故B错误；除重力、弹力以外的力做功，将导致机械能变化，故C正确；除重力、弹力以外，摩擦力做负功，机械能有损失，故D正确3如图所示，一水平轻弹簧左端固定在墙上，质量为m的小物块(视为质点)在水平面上从A点以初速度v0向左运动，接触弹簧后运动到C点时速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内A、C两点间距离为L，物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则物块由A点运动到C点的过程中，下列说法正确的是(D)A弹簧和物块组成的系统机械能守恒B物块克服摩擦力做的功为mvC弹簧的弹性势能增加量为mgLD物块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生的热量之和解析：由于摩擦力做负功，根据功能关系知系统机械能减小，选项A错误；由功能关系知，物块由A点运动到C点的过程，初动能转化为弹簧弹性势能和内能，选项D正确；根据能的转化和守恒定律知，弹簧的弹性势能增加量为Ep弹mvmgL，选项C错误；物块克服摩擦力做的功WfmgLEk2，Ep1Ep2BEk1Ek2，Ep1Ep2CWG1WG2，W1W2解析：结合题意可知，物块先后两次经过斜面上A点时摩擦力做功不相等，动能不相等，Ek1Ek2，上升的高度与下降的高度相同，所以物块上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功，重力做功为零，Ep1Ep2，故A正确，B错误；重力做功只与初末高度差有关，WG1WG2；合外力做功等于动能的变化量，物块第一次经过A点时的动能大，故动能的变化量小，W1W2，故C正确，D错误6(多选)如图甲所示，物体以一定的初速度从倾角37的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0 m选择斜面底端为参考平面，上升过程中，物体的机械能E随高度h的变化关系如图乙所示g取10 m/s2，sin370.6，cos370.8.则(BD)A物体的质量m0.67 kgB物体与斜面之间的动摩擦因数0.5C物体上升过程中的加速度大小a1 m/s2D物体回到斜面底端时的动能Ek10 J解析：在最高点，速度为零，所以动能为零，即物体在最高点的机械能等于重力势能，所以有EEp0mgh，所以物体质量为m kg1 kg，A错误；在最低点时，重力势能为零，故物体的机械能等于其动能，物体上升过程中只有重力、摩擦力做功，故由动能定理可得mgcos37mghEk，解得0.5，B正确；物体上升过程中沿斜面方向受到的合外力为Fmgsinmgcos10 N，故物体上升过程中的加速度大小为a10 m/s2，C错误；物体上升过程和下滑过程所受摩擦力大小不变，方向相反，所以，上升过程和下滑过程克服摩擦力做的功相同；物体上升过程中克服摩擦力做的功等于机械能的减少量20 J，故物体从开始至回到斜面底端的整个过程克服摩擦力做的功为40 J；又由于物体整个运动过程中重力、支持力做功为零，所以物体回到斜面底端时的动能为50 J40 J10 J，D正确7如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的各部分均光滑，水平部分套有质量为mA3 kg的小球A，竖直部分套有质量为mB2 kg的小球B，A、B之间用不可伸长的轻绳相连在水平外力F的作用下，系统处于静止状态，且OA3 m，OB4 m，重力加速度g取10 m/s2.(1)求水平拉力F的大小和水平杆对小球A的弹力FN的大小；(2)若改变水平力F大小，使小球A由静止开始，向右做加速度大小为4.5 m/s2的匀加速直线运动，求经过 s拉力F所做的功解析：(1)设静止时绳子与竖直方向夹角为，则由已知条件可知cos，sin对B进行分析可知：FTcosmBg解得：FT25 N对A进行分析可知：FFTsin15 N对A、B整体进行分析：竖直方向FN(mAmB)g50 N(2)经过t s，小球A向右的位移xat21 m，此时绳子与水平方向夹角为小球A的速度为vAat3 m/sA、B两小球沿绳方向速度大小相等：vAcosvBsin解得vB4 m/s由能量守恒知：WFEpEkmBghmAvmBv49.5 J答案：(1)15 N50 N(2)49.5 J8(2019济南调研)如图为某双线客运索道，其索线由静止不动的承载索和牵引缆车运动的牵引索组成运行过程中牵引索通过作用力F使缆车沿倾斜的承载索道斜向上加速移动，不计空气阻力，在缆车向上移动过程中，下列说法正确的是(D)AF对缆车做的功等于缆车增加的动能和克服摩擦力所做的功之和BF对缆车做的功等于缆车克服摩擦力和克服重力所做的功之和C缆车克服重力做的功小于缆车增加的重力势能DF对缆车做的功等于缆车增加的机械能与缆车克服摩擦力做的功之和解析：本题考查功能关系等知识有三个力对缆车做功，F对缆车做正功，摩擦力和重力对缆车做负功，三个力做的总功等于缆车动能的增量；F对缆车做的功等于缆车增加的动能和克服摩擦力、重力所做功之和，选项AB错误；缆车克服重力做的功等于缆车增加的重力势能，选项C错误；F对缆车做的功和摩擦力对缆车做的功之和等于缆车机械能的增量，所以F对缆车做的功等于缆车机械能的增量和克服摩擦力做功之和，选项D正确9(2019安徽黄山屯溪月考)如图所示，光滑斜面的倾角30，轻弹簧的劲度系数为k，两端分别与物体M和N相连，两物体的质量均为m，与斜面垂直的固定挡板P挡住N，两物体均处于静止状态现沿平行斜面向下方向施加外力F压物体M，使得撤去外力F后，物体N能被弹簧拉起离开挡板(弹簧形变未超过其弹性限度)，则外力F至少要做的功是(A)A. B.C. D.解析：本题考查功能关系当M静止时，弹簧的压缩量为x1，以M为研究对象，沿斜面方向有mgsin30kx1，解得x1，撤去外力F后，物体N能被弹簧拉起离开挡板，此时弹簧的伸长量为x2，以N为研究对象，沿斜面方向有mgsin30kx2，解得x2，因为x1x2，整个过程中弹簧的弹性势能变化为零，整个过程中N的重力势能不变，物体M的重力势能增加为Epmgsin30lmgsin30(x1x2)，根据功能关系可知：外力F至少要做的功是WEp，选项A正确，BCD错误10(2019河南南阳模拟)如图所示，固定在竖直平面内的圆管形轨道的外轨光滑，内轨粗糙一小球从轨道的最低点以初速度v0向右运动，球的直径略小于圆管的直径，球运动的轨道半径为R，空气阻力不计，重力加速度大小为g，下列说法一定正确的是(B)A若v02，小球运动过程中机械能不可能守恒B若v03，小球运动过程中机械能守恒C若v0，小球不可能到达最高点D若v02，小球恰好能到达最高点解析：若小球上升到与圆心等高处时速度为零，此时小球只与外轨作用，不受摩擦力，只有重力做功，由机械能守恒定律得mvmgR，解得v02，故A错误；小球如果不挤压内轨，则小球到达最高点速度最小时，小球的重力提供向心力，由牛顿第二定律得mgm，由于小球不挤压内轨，则小球在整个运动过程中不受摩擦力作用，只有重力做功，从最低点到最高点过程中，由机械能守恒定律得mvmv2mg2R，解得v0，则小球要不挤压内轨，速度应大于等于，故B正确；若小球的速度v0mgcos4 N，所以物块相对传送带向下运动，物块受到的摩擦力沿斜面向上，设物块的加速度为a2，通过的位移为x2，由牛顿第二定律得mgsinmgcosma2，解得a22 m/s2，由匀变速直线运动规律得，x2v0(tt1)a2(tt1)211 m，则Lx1x216 m，传送带与物块的相对位移大小xv0t1x1x2v0(tt1)6 m，整个过程产生的内能Qmgcosx24 J，选项A正确，BC错误；摩擦力对物块做的功Wmgcosx1mgcosx224 J，选项D错误12如图所示，从A点以v04 m/s的水平速度抛出一质量m1 kg的小物块(可视为质点)，当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道BC后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平已知长木板的质量M4 kg，A、B两点距C点的高度分别为H0.6 m、h0.15 m，R0.75 m，物块与长木板之间的动摩擦因数10.5，长木板与地面的动摩擦因数20.2，g取10 m/s2，求：(1)物块滑至C点时，对圆弧轨道C点的压力；(2)长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？解析：(1)设物块经过C点的速度为vC，则对于AC过程，由动能定理得mgHmvmv，则有vC m/s2 m/s在C点，有FNmgm可得FNm1 N47.3 N，根据牛顿第三定律得小物块滑至C点时，对圆弧轨道C点的压力大小FNFN