高考复习方案（全国卷地区专用）2017届高考物理一轮复习 第5单元 机械能 第15讲 能量守恒定律作业手册 新人教版.doc

第15讲能量守恒定律一、单选题1假设某颗陨石进入地球大气层的速度约为4万英里每小时，随后与空气摩擦而发生剧烈燃烧，并在距离地面上空12至15英里处发生爆炸，产生大量碎片，假定某一碎片自爆炸后落至地面并陷入地下一定深度过程中其质量不变，则()a该碎片在空中下落过程中重力做的功等于动能的增加量b该碎片在空中下落过程中重力做的功小于动能的增加量c该碎片在陷入地下的过程中合力做的功等于动能的改变量d该碎片在整个过程中克服阻力做的功等于动能的减少量22015淮安四模在无风的环境中，将乒乓球从高处由静止释放，小明用摄像机研究乒乓球下落的运动，发现它在落地前已经做匀速运动，若空气阻力与速度成正比，则乒乓球()a在下落过程中，加速度先变大后变小b在下落过程中，机械能先增大后不变c从更高处由静止释放，在空中运动时间变长d从更高处由静止释放，落地前瞬间的速度变大3如图k151所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球从离弹簧上端高h处由静止释放，那么从小球压上弹簧后继续向下运动到最低点的过程中，以下说法正确的是()图k151a弹簧的弹性势能先减小后增大b球刚接触弹簧时动能最大c小球克服弹力做的功等于小球减少的机械能d弹力对小球做的功等于弹簧增加的弹性势能4一个质量为m的铁块以初速度v1沿粗糙斜面上滑，经过一段时间又返回出发点，整个过程铁块速度随时间变化的图像如图k152所示，则下列说法正确的是()图k152a铁块上滑过程处于超重状态b铁块上滑过程与下滑过程的加速度方向相反c铁块上滑过程与下滑过程满足v1t1v2(t2t1)d铁块上滑过程损失的机械能为mv二、多选题52015济南期末图k153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()图k153af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等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6如图k154所示，质量为m、长度为l的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块放在小车的最左端，现用一水平恒力f作用在小物块上，小物块与小车之间的摩擦力为ff，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是()图k154a此时小车的动能为ffxb此时物块的动能为f(xl)c这一过程中，因摩擦而产生的热量为fld这一过程中，物块和小车增加的机械能为fx(fff)l72015成都石室中学二模如图k155所示，光滑轨道abcd是大型游乐设施过山车轨道的简化模型，最低点b处的入、出口靠近但相互错开，c是半径为r的圆形轨道的最高点，bd部分水平，末端d点与右端足够长的水平传送带无缝连接，传送带以恒定速度v逆时针转动，现将一质量为m的小滑块从轨道ab上某一固定位置a由静止释放，滑块能通过c点后再经d点滑上传送带，则()图k155a. 固定位置a到b点的竖直高度可能为2rb. 滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关c. 滑块可能重新回到出发点a处d. 传送带速度v越大，滑块与传送带摩擦产生的热量越多三、计算题82015哈尔滨六中二模某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛，比赛路径如图k156所示可视为质点的赛车从起点a出发，沿水平直线轨道运动l后，由b点进入半径为r的光滑竖直半圆轨道，并通过半圆轨道的最高点c，才算完成比赛b是半圆轨道的最低点，水平直线轨道和半圆轨道相切于b点已知赛车质量m0.5 kg，通电后以额定功率p2 w工作，进入竖直半圆轨道前受到的阻力恒为ff0.4 n，随后在运动中受到的阻力均可不计，l10.0 m，r0.32 m，g取10 m/s2.(1)要使赛车完成比赛，赛车在半圆轨道的b点对轨道的压力至少为多大？(2)要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？(3)若电动机工作时间为t05 s，当半圆轨道半径为多少时赛车既能完成比赛且飞出的水平距离又最大？水平距离最大是多少？图k15692015扬州摸底如图k157所示，半径r0.5 m的光滑圆弧面cdm分别与光滑斜面体abc和斜面mn相切于c、m点，o为圆弧圆心，d为圆弧最低点斜面体abc固定在地面上，顶端b安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)分别连接小物块p、q(两边细绳分别与对应斜面平行)，并保持p、q两物块静止若p、c间距为l10.25 m，斜面mn足够长，物块p质量m13 kg，与mn间的动摩擦因数.求：(sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2)(1)烧断细绳后，物块p第一次到达d点时对轨道的压力大小；(2)物块p在mn斜面上滑行的总路程图k157课时作业(十五)1c解析 根据动能定理，碎片下落过程中动能的增加量应等于重力与阻力做功之和，而阻力做负功，所以重力做的功大于动能的增加量，选项a、b错误；根据能量守恒定律可知，碎片下落过程中，克服阻力做的功应等于机械能的减少量，选项d错误；根据动能定理，碎片在陷入地下的过程中合力做的功等于动能的改变量，选项c正确2c解析 根据牛顿第二定律，有mgkvma，解得加速度ag，随着速度的增大，空气阻力增大，乒乓球的加速度减小，当加速度a0时乒乓球做匀速运动，匀速运动的速度v.由于乒乓球在落地前已经做匀速运动，可知从更高处由静止释放，落地前也做匀速运动，落地瞬间的速度不变，选项a、d错误；在下落过程中，空气阻力一直做负功，所以其机械能不断减小，选项b错误；从更高处由静止释放，变加速运动的时间相同，而匀速运动的时间变长，所以乒乓球在空中运动时间变长，选项c正确3c解析 小球一直向下运动，弹簧一直被压缩，所以弹性势能逐渐增大，选项a错误；小球刚接触弹簧时，合力向下，小球向下做加速度逐渐减小的加速运动，运动到某个位置时，弹簧弹力等于重力，合力减小为零，加速度为零，速度达到最大，选项b错误；根据功能关系，除重力以外的力对小球做的功等于小球机械能的增量，所以该过程小球克服弹力做的功等于小球减少的机械能，选项c正确；根据功能关系，弹簧弹力对小球做的功总等于弹簧减少的弹性势能，而上述过程弹力对小球做负功，所以小球克服弹力做的功等于弹簧增加的弹性势能，选项d错误4c解析 上滑过程为匀减速，加速度方向沿斜面向下，下滑过程为匀加速，则加速度方向沿斜面向下，上滑和下滑过程加速度方向相同，铁块都处于失重状态，选项a、b错误；速度时间图像与坐标轴围成的面积表示位移，由图可知，上滑的位移为v1t1，下滑的位移为v2(t2t1)，经过一段时间又返回出发点说明v1t1v2(t2t1)，故选项c正确；根据能量守恒定律知上滑过程损失的机械能为eek1mghmvv1t1mg，故选项d错误5cd解析 由动能定理可知，f对缆车做的功等于缆车增加的动能、增加的重力势能与克服摩擦力所做的功之和，即等于缆车增加的机械能与缆车克服摩擦力做的功之和，故选项a、b错误，d正确；缆车克服重力做的功等于缆车增加的重力势能，故选项c正确6ad解析 小车受摩擦力作用，摩擦力作用下小车的位移为x，故摩擦力对小车做功为ffx，对小车由动能定理可知，小车的动能改变量为ffx，故选项a正确；在拉力的作用下物块前进的位移为lx，拉力的功w1f(xl)，摩擦力的功为ff(xl)，则对物块由动能定理可知，物块的动能为(fff)(xl)，选项b错误；根据能量守恒定律，外力f做的功等于物块和小车增加的动能与摩擦产生内能之和，摩擦产生内能等于ffl，所以机械能的增量为f(xl)ffl，故选项c错误，d正确7cd解析 滑块恰能通过c点的条件是mg，由a到c根据动能定理得mghmv，解得hr，则a、b间的最小高度为2rh2.5r，选项a错误；设滑块在传送带上的最大位移为x，由动能定理得2mgrmgx0mv，该式说明x与传送带的速度无关，选项b错误；如果滑块在传送带上能够减速为零且第一次滑到d点的速度小于或等于v，则滑块返回到d点的速度大小不变，滑块能够回到a点，选项c正确；传送带的速度越大，滑块与传送带的相对路程x越大，则滑块与传送带摩擦产生的热量qmgx越多，选项d正确8(1)30 n(2)4 s(3)0.3 m1.2 m解析 (1)赛车恰通过c点的条件是mg解得最小速度vc由b到c过程应用机械能守恒定律得mvmvmg2r在b点应用牛顿第二定律得fnmgm联立解得vb4 m/sfn6mg30 n由牛顿第三定律得，赛车对轨道的压力fnfn30 n.(2)由a到b过程克服摩擦力做功产生的热量qffl根据能量守恒定律得ptmvq联立解得t4 s.(3)由a到c过程根据能量守恒定律得pt0mvqmg2r0赛车过c点后做平抛运动，有2r0gtxvct0联立解得x216r9.6r0当r00.3 m时xmax1.2 m.9(1)78 n(2)1.0 m解析 (1)根据几何关系，p、d间的高度差hl1sin 53r(1cos 53)0.4 m物块由p到d过程，由机械能守恒定律得m1ghm1v在d点，支持力和重力的合力提供向心力fdm1gm1联