高考物理大一轮复习 第五章 机械能（第4课时）功能关系的应用 能的转化和守恒定律检测

一岗双责落实还不到位。受事务性工作影响，对分管单位一岗双责常常落实在安排部署上、口头要求上，实际督导、检查的少，指导、推进、检查还不到位。第4课时功能关系的应用能的转化和守恒定律【基础巩固】功能关系的理解应用1.如图所示,物体A的质量为m,置于水平地面上,A的上端连一轻弹簧,原长为L,劲度系数为k,现将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起,使B点上移距离为L,此时物体A也已经离开地面,则下列说法中正确的是(C)A.提弹簧的力对系统做功为mgLB.物体A的重力势能增加mgLC.系统增加的机械能小于mgLD.以上说法都不正确解析:由于将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起,可知提弹簧的力是不断增大的,最后大小等于A物体的重力,因此提弹簧的力对系统做功应小于mgL,选项A错误;系统增加的机械能等于提弹簧的力对系统做的功,选项C正确;由于弹簧的伸长,物体升高的高度小于L,所以选项B错误.2.如图所示,A,B,C三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动,A由静止释放,B的初速度方向沿斜面向下,大小为v0,C的初速度方向沿斜面水平向左,大小也为v0,下列说法中正确的是(C)A.A和C将同时滑到斜面底端B.滑到斜面底端时,B的机械能减少最多C.滑到斜面底端时,B的动能最大D.C的重力势能减少最多解析:滑块A和C通过的路程不同,在沿斜面方向的加速度大小也不相同,故选项A错误;三个滑块滑到底端时重力势能减少量相同,故选项D错误;滑块A和B滑到底端时经过的位移相等,克服摩擦力做功相等,而滑块C的路程较大,机械能减少得较多,故选项B错误,C正确.3.静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升,在某一高度撤去恒力.已知空气阻力F阻大小不变,且F阻EkbEkc,B错误.5.导学号 00622367如图所示,光滑水平面上有一处于静止状态、质量为m的平板车A,长为L.A上放有质量为m可视为质点的小物块B,B处于A的正中间,两者间最大静摩擦力为Ff(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),现给A施加一水平向右且功率恒定的拉力,经t时间,B从A上滑离,且此瞬间A的速度为v,已知重力加速度为g,则下列说法正确的是(C) A.B可能是从A的右端滑离B.A,B间因摩擦产生的热量为FfLC.A所受的拉力的功率P=m2v2+FfmL+Ff2t22mtD.拉力所做的功等于A动能增量与系统因摩擦产生的热量之和解析:给A施加水平向右的拉力后,A向右运动,B相对A向左运动,故B从A的左端滑离,选项A错误;施加拉力前,B处于A的正中间,故B从A上滑离时,A,B间因摩擦产生的热量Q=FfL2=12FfL,选项B错误;由能量守恒定律知,拉力做的功等于A动能的增量、B动能的增量和系统因摩擦产生的热量之和,即W=12mv2+12m(Ffmt)2+12FfL,拉力的功率P=Wt=m2v2+FfmL+Ff2t22mt,选项C正确,D错误.6.如图所示,木块质量为M,放在光滑水平面上,一颗质量为m的子弹以初速度v0水平射入木块中,射入深度为d,平均阻力为Ff.设木块离原点s时开始匀速前进,最终速度为v,则下列判断正确的是(D)A.Ffd=12mv02-12mv2B.Ffs=12mv02-12(M+m)v2C.Ff(s+d)=12mv02-12(M+m)v2D.上面公式均不正确解析:选项A中,Ffd表示系统产生的热量,根据能量守恒有Ffd=12mv02-12(m+M)v2;选项B中Ffs表示阻力对木块做的功,根据动能定理有Ffs=12Mv2,选项C中,Ff(s+d)表示子弹克服阻力做的功,有Ff(s+d)=12mv02-12mv2,所以选D.7.导学号 00622368如图所示,质量为m的长木块A静止于光滑水平面上,在其水平的上表面左端放一质量为m的滑块B,已知木块长为L,它与滑块之间的动摩擦因数为.现用水平向右的恒力F拉滑块B.(1)当长木块A的位移为多少时,B从A的右端滑出?(2)求上述过程中滑块与木块之间产生的内能.解析:(1)设B从A的右端滑出时,A的位移为x,A,B的速度分别为vA,vB,由动能定理得mgx=12mvA2,(F-mg)(x+L)=12mvB2,又因为vA=aAt=gt,vB=aBt=F-mgmt,解得x=mgLF-2mg.(2)由功能关系知,拉力F做的功等于A,B动能的增加量和A,B间产生的内能,即有F(x+L)=12mvA2+12mvB2+Q解得Q=mgL.答案:(1)mgLF-2mg(2)mgL传送带模型8.如图所示,质量为m的物体在水平传送带上静止释放,传送带由电动机带动,始终保持以速度v匀速运动,物体与传送带间的动摩擦因数为,物体过一会儿能保持与传送带相对静止,对于物体从静止释放到相对静止这一过程中,下列说法正确的是(D)A.电动机做的功为12mv2B.摩擦力对物体做的功为mv2C.传送带克服摩擦力做的功为12mv2D.电动机增加的功率为mgv解析:由能量守恒,电动机做的功等于物体获得的动能和由于摩擦而产生的内能,选项A错误;对物体分析知,仅有摩擦力对物体做功,由动能定理知,选项B错误;传送带克服摩擦力做功等于摩擦力与传送带对地位移的乘积,可知这个位移是物体对地位移的两倍,即W=mv2,选项C错误;由功率公式知电动机增加的功率为mgv,选项D正确.9.导学号 00622369如图所示,水平传送带AB长21 m,以6 m/s的速度顺时针匀速转动,台面与传送带平滑连接于B点,半圆形光滑轨道半径R=1.25 m,与水平台面相切于C点,BC长s=5.5 m,P点是圆弧轨道上与圆心O等高的一点,一质量为m=1 kg的物块(可视为质点)从A点无初速度释放,物块与传送带及台面间的动摩擦因数均为0.1,则关于物块的运动情况,下列说法正确的是(D)A.物块不能到达P点B.物块能越过P点做斜抛运动C.物块能越过P点做平抛运动D.物块能到达P点,但不会出现选项B,C所描述的运动情况解析:物块从A点释放后在传送带上做加速运动,假设达到台面之前能够达到传送带的速度v,则由动能定理得mgx1=12mv2,得x1=18 mvx;(2分)当n=3时,v3=123v0=1.25 m/svx,(2分)所以当滑块第4次冲上斜面后不能够到达P点.(1分)答案:(1)5 m/s(2)第4次【备用题组】1.(多选)如图所示,倾斜的传送带保持静止,木块从顶端以一定的初速度匀加速下滑到底端,如果让传送带沿图中虚线箭头所示的方向匀速运动,同样的木块从顶端以同样的初速度下滑到底端的过程中,与传送带保持静止时相比(BD)A.木块在滑到底端时的动能变小B.木块在滑到底端时的动能不变C.木块在滑到底端的过程中,木块克服摩擦力所做功变大D.木块在滑到底端的过程中,系统产生的内能数值将变大解析:传送带向上匀速运动时木块从顶端滑到底端的位移与传送带静止时木块从顶端滑到底端的位移相等,则两种情况下木块克服摩擦力所做功不变,木块所受合力做的功相同,木块在滑到底端时的动能不变.在第二种情况下木块和传送带间的相对路程变大,根据滑动摩擦力与相对路程的乘积等于系统内能的增加量知,第二种情况下系统产生的内能数值将变大.选项B,D正确.2.(2016江苏淮安模拟)如图所示,水平桌面A上直线MN将桌面分成两部分,左侧桌面光滑,右侧桌面粗糙.在A上放长L=0.1 m的均匀方木板,木板左端刚好与MN对齐,通过细绳绕过光滑的定滑轮与正上方的一水平圆盘B上的小球(可看成质点)相连,小球质量与木板质量相等,小球套在沿圆盘半径方向的光滑细杆上,细杆固定在圆盘上,细线刚好绷直.木板右端与一劲度系数k=40 N/m的轻弹簧相连,轻弹簧另一端固定在挡板上.现用力F沿杆方向拉动小球,通过细绳使木板缓慢向左运动,当木板刚好离开粗糙面时,拉力做功W=0.3 J.(1)上述过程中,因摩擦而产生的热量是多少?(2)写出上述过程中F随小球运动位移x的关系式,并画出Fx图像.(3)若将“力F拉小球”改为“使B绕轴OO转动”,仍实现上述过程,则杆对小球至少需要做多少功?已知开始时小球离圆盘中心的距离r=0.1 m.解析:(1)木板离开过程中,弹簧的压缩量和伸长量刚好相等,弹性势能不变.摩擦产生的热量Q=W=0.3 J.(2)木板克服摩擦力做功为mg12L=Q,得mg=6 N,B盘中小球受力F=FT桌面上木板受力FT=mgL-xL-k(12L-x)(0xL),代入数据得F=4-20x(N)(0x0.1 m)图像如图所示.(3)木板刚好离开粗糙面时,绳子拉力FT=2 N,小球做圆周运动的半径R=r+L,设此时小球随圆盘转动的线速度为v,小球受力FT=