高考物理一轮复习 第5章 机械能 练案17 功能关系、能量守恒定律 新人教版.doc

练案17功能关系、能量守恒定律一、选择题(本题共8小题，14题为单选，58题为多选)1(2018贵阳市普通高中摸底考试)如图所示，半径为r、粗糙程度处处相同的圆弧轨道竖直固定放置，半径oa水平、ob竖直，将一个质量为m的小球(可视为质点)自a点上方高为3r处由静止释放后，恰好从a点进入轨道，小球通过最高点b时对轨道的压力大小为mg，不计空气阻力，重力加速度的大小为g，则小球从a运动到b的过程中( d )a重力做功mgrb合力做功mgrc摩擦力做功mgrd机械能减少mgr解析小球由a运动到b的过程中，重力做功mgr，a项错误；摩擦力对小球做负功，重力也对小球做负功，轨道对小球的支持力不做功，所以合力对小球做负功，b、c项错误；取o点所在水平面为零势能面，小球通过最高点b对轨道的压力大小为mg，则有2mg，可得小球在b点的动能为mgr，重力势能为mgr，机械能为2mgr，小球在a点的机械能为3mgr，则从a到b的过程中小球的机械能减少了mgr，d项正确。2(2018山东省实验中学月考)一质量为m的小球，从高度为h的平台上以速度v0水平抛出，落在软基路面上出现一个深度为h的坑，如图所示。不计空气阻力，对从抛出到落至坑底变为静止的过程，以下说法正确的是( b )a外力对小球做的总功为mg(hh)mvb小球机械能的减少量为mg(hh)mvc路基对小球做的功为mvd路基对小球平均阻力的大小为解析对小球从抛出到落至坑底的过程中，外力做的总功等于小球的动能变化量，即w总mv，a、c项错误；以最低点为零势能面，开始时，小球机械能为mg(hh)mv，落至坑底后机械能为零，b项正确；由动能定理mg(hh)fh0mv得，f，d项错误。3(2018江苏南京月考)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆a处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从a处由静止开始下滑，经过b处的速度最大，到达c处的速度为零，ach。圆环在c处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到a。弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g。则圆环( b )a下滑过程中，加速度一直减小b下滑过程中，克服摩擦力做的功为mv2 c在c处，弹簧的弹性势能为mv2mghd上滑经过b的速度小于下滑经过b的速度解析下滑过程中加速度先减小后增大，选项a错误；根据功能关系，从a到c，有wfmghep弹，从c到a，有wfmv2ep弹mgh，两式联立，得wfmv2，ep弹mghmv2，选项b正确，c错误；由动能定理，下滑过程由a到b，有mvmghwfabw弹，上滑过程由b到a，有mvmghwfabw弹，两式比较得vb2vb1，选项d正确。4(2018河北省衡水第一中学高三上学期分科综合考试)如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，斜面ab、bc与水平面的夹角分别为53、37。质量分别为2m、m的两滑块p、q，通过不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮连接，轻绳与斜面平行。已知滑块p与ab间的动摩擦因数为1/3，其他摩擦不计，重力加速度为g，sin530.8，sin370.6 ，滑块运动的过程中( d )aq动能的增加量等于轻绳对q做的功bq机械能的增加量等于p机械能的减少量cp机械能的减少量等于系统摩擦产生的热量d两滑块运动的加速度大小为g/5解析在两滑块运动的过程中，q沿斜面上升，轻绳的拉力和重力都对q做功，由动能定理知q动能的增加量等于轻绳对q做的功与重力做功的代数和，a错误；由于p下滑过程中要产生内能，所以q机械能的增加量与系统摩擦产生的内能之和等于p机械能的减少量，b错误；根据能量守恒定律知，p机械能的减少量等于系统摩擦产生的热量与q机械能的增加量之和，c错误；根据牛顿第二定律对q有tmgsin37ma，对p有2mgsin53t2mgcos532ma，联立解得ag，故d正确。5(2018山西大学附属中学月考)如图所示，建筑工地上载人升降机用不计质量的细钢绳跨过定滑轮与一电动机相连，通电后电动机带动升降机沿竖直方向先匀加速上升后匀速上升。摩擦及空气阻力均不计。则( bc )a升降机匀加速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人增加的动能b升降机匀加速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人增加的机械能c升降机匀速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人增加的机械能d升降机上升的全过程中，升降机拉力做的功大于升降机和人增加的机械能解析根据动能定理可知，合外力对物体做的功等于物体动能的变化量，所以升降机匀加速上升过程中，升降机底板对人做的功和人的重力做功之和等于人增加的动能，故a错误，b正确；升降机匀速上升过程中，升降机底板对人做的功等于克服重力做的功(此过程中动能不变)，即增加的机械能，c正确；升降机上升的全过程中，升降机拉力做的功等于升降机和人增加的机械能，d错误。6(2018福建省泉港一中高三上学期期中试题)如图所示，传送带以v0的初速度匀速运动。将质量为m的物体无初速度放在传送带上的a端，物体将被传送带带到b端，已知物体到达b端之间已和传送带相对静止，则下列说法正确的是( ad )a传送带对物体做功为 mv/2b传送带克服摩擦做功mv/2c电动机由于传送物体多消耗的能量为mv/2d在传送物体过程产生的热量为mv/2解析物体受重力支持力和摩擦力，根据动能定理，传送带对物体做的功等于动能的增加量，即 mv，故a正确；根据动能定理，摩擦力对物体做功大小为mv，在物体匀加速运动的过程中，因为传送带的位移大于物体的位移，则传送带克服摩擦力做的功大于摩擦力对物体做功，所以传送带克服摩擦力做的功大于mv，故b错误；电动机因为传送物体多消耗的能量等于物体动能增加量和摩擦产生的内能的和，故大于mv，故c错误；在传送物体过程产生的热量等于滑动摩擦力与相对路程的乘积，即qfx相。假设加速时间为t，物体的位移为x1v0t，传送带的位移为x2v0t，根据动能定理，有fx1mv，故热量qfx相mv，故d正确。7(2018天津市第一中学高三上学期第二次月考试题)如图所示，一小物块以一定的初速度v0沿粗糙斜面上滑，到达最高点后又返回到出发点。以出发点为坐标原点，沿斜面向上为正方向，出发点所在平面为重力势能零面。用ek表示小物块的动能，ep表示小物块的重力势能，e表示小物块的机械能，wf表示小物块克服摩擦力做的功，x表不小物块运动的位移，则下列图象表示正确的是( abd )解析上滑的加速度a1gsingcos，下滑的加速度a1gsingcos，则根据动能定理得：上升过程中：ekmvma1x，得：ekmvma1x，下滑过程有：ekma2(lx)，由数学知识可知，a图正确。重力势能：epmghmgxsin，故b正确。机械能ee0mgcosx，则选项c错误；克服摩擦力做功：wfmgcosx，选项d正确；故选abd。8(2018山东省实验中学高三上学期11月月考)如图所示，足够长的粗糙斜面体c置于水平面上，b置于斜面上，按住b不动，b通过细绳跨过光滑的定滑轮与a相连接，连接b的一段细绳与斜面平行，放手后b沿斜面加速上滑，c一直处于静止状态。则在a落地前的过程中( bcd )aa的重力势能的减少量等于b的机械能的增加量b水平面对c的摩擦力水平向左c水平面对c的支持力小于b、c的总重力da落地前的瞬间受到绳子拉力的功率小于重力的功率解析在a落地前，a、b一起加速运动，它们的速度大小相等，a重力势能的减少量转化为a、b的动能、b增加的重力势能、系统增加的内能，a重力势能的减少量大于b的机械能的增加量，故a错误；b沿斜面上滑，b受到的摩擦力沿斜面向下，b对c的摩擦力平行于斜面向上，c有向右的运动趋势，因此c受到水平向左的地面的摩擦力，故b正确；a、b加速运动，a、b系统处于失重状态，b对c的压力小于b的重力，b、c对于地面的压力小于b、c的总重力，因此水平面对c的支持力小于b、c的总重力，故c正确；a向下加速运动，绳子的拉小于a受到的重力，由pfv可知，a物体落地前的瞬间受到绳子拉力的功率小于a重力的功率，故d正确。二、非选择题9(2018福建省东山二中高三上学期期中试题) 如图所示，在倾角30的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块a、b，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，c为一固定挡板，系统处于静止状态。现开始用一沿斜面方向的力f拉物块a使之向上匀加速运动，当物块b刚要离开c时f的大小恰为2mg。求：(1)从f开始作用到物块b刚要离开c的过程中弹簧弹力对物块a做的功；(2)物块b刚要离开c时物块a的动能；(3)从f开始作用到物块b刚要离开c的过程中力f做的功。答案：(1)0(2)(3)解析(1)(2)令x1表示未加f时弹簧的压缩量，由胡克定律可知：mgsin30kx1 令x2表示b 刚要离开c时弹簧的伸长量，a表示此时a 的加速度，由胡克定律和牛顿定律可知：kx2mgsin30 fmgsin30kx2ma 将f2mg和30代入以上各式，解得：ag由x1x2at2解得t 物块b刚要离开c时，物块a的速度vatg故动能ekmv2此时弹簧的伸长量和f开始作用时的压缩量相同，弹簧的弹性势能改变量为零，故弹簧弹力做功为零；(3)由动能定理得：wfmg(x1x2)sin30mv2解得：wf10(2018天津市第一中学高三上学期第二次月考试题)如图甲所示，水平桌面上有一条轻质弹簧，左端固定在竖直墙面上，右端放一个可视为质点的小物块，小物块的质量为m1kg，当弹簧处于原长时，小物块静止于o点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑圆弧轨道mnp，p为地面上一点，mn为其竖直方向的直径。现对小物块施加一个外力f，使它缓慢移动，将弹簧压缩至a点时，压缩量为x0.1m，在这一过程中，所用外力f与压缩量的关系如图乙所示。然后撤去f释放小物块，让小物块沿桌面运动，已知o点至桌面b点的距离为l0.2m，水平桌面的高度为h0.6m。计算时，可认为滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力，g取10m/s2。求：(1)弹簧压缩过程中存贮的最大弹性势能ep；(2)小物块到