考点训练18功能关系及能量守恒定律.doc

鹤岗市第一中学考点训练18 功能关系及能量守恒定律一、本题共10小题,每小题6分,共60分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分.1.一物体放在升降机的水平地板上,在升降机加速竖直上升的过程中,地板对物体的支持力所做的功等于( )A.物体重力势能的增加量B.物体动能的增加量C.物体动能的增加量和物体重力势能的增加量之和D.物体动能的增加量和克服重力所做的功之和答案：CD解析：用动能定理和功能关系分析.2.随着人类能源消耗的迅速增加,如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务.如图所示是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案,与站台连接的轨道有一个小的坡度.这种设计的优点是( )列车进站时,利用上坡使部分动能转化为重力势能,减少因为刹车而损耗的机械能列车出站时利用下坡把储存的重力势能又转化为动能,起到节能作用相对于普通火车轨道而言,“明珠线”在城市内部,不允许有较大的起步和刹车距离,所以更需题图的设计主要是为了美化城市而设计的风景建筑A. B. C. D.答案：A解析：根据机械能守恒定律和能量守恒定律可知答案为A.3.(2006哈师大附中高三检测)节日燃放礼花弹时,要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中,然后点燃礼花弹的发射部分,通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气,将礼花弹由炮筒底部射向空中.若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中,克服重力做功W1,克服炮筒阻力及空气阻力做功W2,高压燃气对礼花弹做功W3,则礼花弹在炮筒内运动的过程中(设礼花弹发射过程中质量不变)( )A.礼花弹的动能变化量为W3+W2+W1B.礼花弹的动能变化量为W3-W2-W1C.礼花弹的机械能变化量为W3-W2D.礼花弹的机械能变化量为W3-W2-W1答案：BC解析：动能变化量等于各力做功的代数和,阻力重力都做负功,故W3-W1-W2=Ek,所以B对（A错).重力以外其他力做功的和为W3-W2此即等于机械能增加量,所以C对(D错).此题选B、C.4.如右图所示,质量为M、长为L的长木板放在光滑的水平面上,一质量也为M的物块(可视为质点)以一定的初速度从左端冲上木板.如果长木板是固定的,物体恰好停在木板的右端.如果长木板不固定,则物块冲上长木板后,相对长木板滑行的距离是( )A.L B.3L/4 C.L/2 D.L/4答案：C解析：由动能定理知,当木板固定时：FfL=Mv2 当木板不固定时,FfL=Mv2-2Mv 其中：由动量守恒知：v= 由式可知：L=.5.(2004广州重点中学高三月考)如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC为水平的，其距离d=0.50 m.盆边缘的高度为h=0.30 m.在A处放一个质量为m的小物块并让其由静止出发下滑.已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为=0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来.则停的地点到B的距离为（ ）A.0.50 m B.0.25 m C.0.10 m D.0答案：D解析：分析小物块的运动过程,可知由于克服摩擦力做功物块的机械能不断减少.根据功和能的关系W=E,得物块在BC之间滑行的总路程：s= m=3 m.小物块正好停在B点,所以D选项正确.6.(2005北京东城高三检测)光滑水平地面上叠放着两个物体A和B,如图所示.水平拉力F作用在物体B上,使A、B两物体从静止出发一起运动.经过时间t,撤去拉力F,再经过时间t,物体A、B的动能分别设为EA和EB,在运动过程中A、B始终保持相对静止.以下有几个说法：EA+EB等于拉力F做的功 EA+EB小于拉力F做的功 EA等于撤去拉力F前摩擦力对物体A做的功 EA大于撤去拉力F前摩擦力对物体A做的功其中正确的是( )A. B. C. D.答案：A解析：由于AB始终相对静止,故AB之间没有相对运动,没有摩擦生热,所以拉力F做的功全部转化为AB的动能.物体A获得的能量是在AB加速过程中静摩擦力对A所做的功,故选项A是正确的.7.(2006湖北黄冈重点中学高三检测)如图所示,倾斜的传送带开始时处于静止,一木块从顶端以一定的速度匀速下滑.如果中途传送带开始沿图中虚线箭头所示的方向转动,那么与传送带静止时相比( )A.木块滑到底端所用的时间将变长B.木块在滑到底端的过程中,摩擦力的冲量不变C.木块在滑到底端的过程中,木块克服摩擦力所做的功不变D.木块在滑到底端的过程中,系统产生的内能数值将变大答案：BCD解析：滑块所受滑动摩擦力与相对速度的大小无关,两种情况下木块所受外力相同滑到底端所用时间相同,摩擦力的冲量I=ft两次相同.由于相对于传送带表面相对距离变大,故系统产生的内能：U=fs因传送带运动而增大.答案选BCD8.(2006湖南长沙高三联考)“神舟”六号载人飞船顺利发射升空后,经过115小时32分的太空飞行,在离地面343 km的圆轨道上运行了77圈.运动中需要多次“轨道维持”.所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小和方向,使飞船能保持在预定轨道上稳定运行.如果不进行“轨道维持”,由于飞船受轨道上稀薄空气的影响,轨道高度会逐渐降低,在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能的变化情况将会是( )A.动能、重力势能和机械能逐渐减少B.重力势能逐渐减少,动能逐渐增加,机械能不变C.重力势能逐渐增加,动能逐渐减少,机械能不变D.重力势能逐渐减少,动能逐渐增加,机械能逐渐减少答案：D解析：“神舟”六号飞船在每一圈的运行中，仍可视为匀速圆周运动,由万有引力提供向心力得：G=m,所以飞船的动能为：Ek=mv2=.轨道高度逐渐降低,即轨道半径逐渐减小时,飞船的动能将增加;重力做正功,飞船的重力势能将减少;而大气阻力对飞船做负功,由功能关系知,飞船的机械能将减少.故选项D正确.9.(2006湖北黄冈重点中学高三检测)光滑水平桌面上有一个静止的木块,枪沿水平方向先后发射两颗质量和速度都相同的子弹,两子弹分别从不同位置穿过木块.假设两子弹穿过木块时受到的阻力大小相同,忽略重力和空气阻力的影响,那么在两颗子弹先后穿过木块的过程中( )A.两颗子弹损失的动能相同B.木块两次增加的动能相同C.因摩擦而产生的热量相同D.木块两次移动的距离不相同答案：CD解析：后击中木块的子弹与木块作用时木块运动的平均速度较大,发生同样的相对位移穿出时,后击中的子弹所用时间长,这段时间木块沿力的方向位移大,子弹推力做功多,木块增加的动能多.产生的热量等于阻力与相对位移的积,两次产生的热量相同.此题选C、D.10.(2006广东中山高三质检)如图所示，一根足够长的水平滑杆SS上套有一质量为m的光滑金属圆环.在滑杆的正下方与其平行地放置一足够长的光滑水平的木制轨道PP，PP穿过金属环的圆心.现使质量为M的条形磁铁以水平速度v0沿木制轨道向右运动，则( )A.磁铁穿过金属环后，二者将先后停下来B.磁铁将推动金属环一起运动C.磁铁与金属环的最终速度为D.整个过程最多能产生热量v02答案：BCD解析：由于电磁感应现象,m所受安培力阻碍磁铁对其的相对运动,安培力水平向右,m做加速运动,而该安培力的反作用力作用于磁铁,磁铁做减速运动,最终两者达到共同速度.整个过程类似于碰撞,可以将力学中的子弹打击木块的模型迁移过来.根据动量守恒：m0+Mv0=(M+m)v共,即v共=;在此过程中损失的机械能全部转化为热能,Q=E=-(M+m)v共2+Mv02=-+Mv02=v02.所以正确选项为B、C、D.二、本题共2小题,每小题8分,共16分.把答案填在题中的横线上.11.如图所示，若在湖水里固定一细长圆管，管内有一活塞，它的下端位于水面上.活塞的底面积S=1 cm2，质量不计，水面上的大气压强p0=1.0105 Pa.现把活塞缓慢地提高H=15 m,水上升h=10 m,则拉力对活塞做功为_ J.答案：100解析：由于大气压的作用水上升10 m,则拉力做功为：W=gSh+p0S(H-h)=(101.0103110-4+1.0105110-45 J=100 J.12.水平传送带以速度v匀速运动，一质量为m的小木块,由静止轻放到传送带上，若小木块与传送带间的动摩擦因数为，如图所示,当小木块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为_.答案：mv2解析：由运动学知识可知小木块相对传送带的位移s相对=,则由功能关系知产生内能Q=mgs相对=mv2.三、本题共2小题,每小题12分,共24分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.13.(2006陕西西安五校二联)如图所示,皮带始终保持v=3 m/s的速度顺时针运动,一个质量为m=1.0 kg、初速度为零的小物体放在传送带的左端,若物体与传送带之间的动摩擦因数=0.15,传送带左右两端距离为s=4.5 m.(1)求物体从左端运动到右端的时间;(2)设皮带轮由电动机带动,求物体在皮带上从左端运动到右端所消耗的电能.答案：(1)2.5 s (2)9 J解析：(1)物体先做初速度为零的匀加速直线运动,之后随传送带做匀速直线运动,mgt1=mv-0,所以t1=2 s,s1=at12=gt12=3 m,s-s1=vt2,所以t2=0.5 s.知物体从左端运动到右端的时间为：t=t1+t2=2.5 s.(2)加速过程摩擦力做功为：Wf=mgs1=4.5 J,转化为内能,物体动能的增量为：Ek=mv2=4.5 J,知消耗的电能为：E=Wf+Ek=9 J.14.n个相同的木块,每块的质量都是m,放置在倾角为的斜面上,相邻两木块间的距离为l,最下端的木块距离斜面底端也是l,木块与斜面间的动摩擦因数为,如图所示.在开始时刻,第一个木块以初速度v0沿斜面下滑,其余所有木块都静止.由于第一个木块的下滑将依次引起一系列的碰撞,在每次碰撞后,发生碰撞的木块都黏在一起运动,直到最后第n个木块到达斜面底端时,刚好停在底端.求：(1)第一次碰撞前第一个木块的动能E1;(2)在整个过程中由于碰撞而损失的总机械能E.答案：(1)E1=mv02+mglsin-mglcos(2)