（北京专用）2019版高考物理一轮复习 第六章 机械能 第4讲 功能关系 能量守恒定律检测.doc

第4讲功能关系能量守恒定律基础巩固1.(2017北京海淀期中,8,3分)(多选)将一质量为m的排球竖直向上抛出,它上升了h高度后落回抛出点。设排球运动过程中受到方向与运动方向相反、大小恒为f的空气阻力作用,已知重力加速度为g,且f vc.若斜面光滑,则滑块下滑过程中重力所做的功等于滑块机械能的增加量d.若斜面粗糙,则滑块下滑过程中重力所做的功等于滑块动能的增加量5.(2017北京东城二模,15)将小球竖直向上抛出,一段时间后小球落回抛出点。若小球在运动过程中所受空气阻力的大小保持不变。在小球上升、下降过程中,运动时间分别用t1、t2表示,损失的机械能分别用e1、e2表示。则() a.t1 t2,e1=e2b.t1t2,e1t2,e1 e26.(2017北京海淀期中,9)(多选)如图甲所示,两个皮带轮顺时针转动,带动水平传送带以恒定的速度v1运行。现使一个质量为m的物体(可视为质点)沿与水平传送带等高的光滑水平面以初速度v0(v0g,向下运动时f合=mg-f,a=g-fm,apg下。2.bc重力做功是重力势能变化的量度,即任何情况下重力做的功都等于重力势能的减少量,故a错误;根据动能定理有合力对物体所做的功等于物体动能的变化量,故b正确;重力势能具有系统性和相对性,物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能,其大小与势能零点的选取有关,故c正确;运动物体动能的减少量不一定等于其重力势能的增加量,故d错误。3.c由牛顿第三定律知小物块在n点所受支持力fn=2mg,小物块在最低点n所受合力提供向心力,fn-mg=mv2r,得v=gr,a选项错误;重力做功与高度差有关,wg=mgr,b选项错误;由动能定理得mgr-wf=12mv2,解得wf=12mgr,c选项正确;因为运动过程中摩擦力做负功,由能量守恒可知物块不能到达q点,d选项错误。4.a滑块在下滑过程中受力分析如图(1)或(2)所示,图(1)为无磁场时的情景,图(2)为有磁场时的情景。因洛伦兹力始终对滑块不做功,故当斜面光滑时滑块的机械能守恒,即a对,而c错。若斜面粗糙,滑块下滑过程中受滑动摩擦力作用,由动能定理知b和d均错误。5.aa上升a下降,由h=12at2可知t1t2。阻力恒定,则损失的机械能e1=e2=fh。6.bc0t0时间内,物体与传送带之间有相对滑动,物体受向右的滑动摩擦力,t02t0时间内,物体做匀速运动且速度与传送带的速度相等,物体与传送带间无摩擦力,a错误。0t0时间内,f=mg一定,v在增大,所以物体所受摩擦力对物体做功的功率p瞬=fv越来越大,b正确。如图所示,若增大v0,但v0仍小于v1,又物体的位移相同,即图线与t轴围成的面积相同,则t12t0,c正确。传送带在物体做加速运动过程中对其做功,所做的功w=12mv12-12mv02,末速度v1不变,v0变大,所以做功减小,d错误。7.答案见解析解析(1)设小物块第一次经过o点时的速度大小为v根据功能关系有12kl2=12mv2+mgl解得v=l3k5m设小物块向左运动的最远处在o点左侧的b点,b、o间的距离为xb小物块由a点运动到b点过程中由功能关系有12kl2=12kxb2+mg(l+xb)解得:xb=0.6lxb=-l(舍去)此时弹簧弹力f=kxb=0.6kl小物块与桌面间的最大静摩擦力fm=mg=0.2kl。因此小物块不能静止在b点,将继续向右运动。设小物块能静止在o点右侧的c点,c、o间的距离为xc。小物块由b点运动到c点过程中,根据功能关系有12kxb2=12kxc2+mg(xb+xc)解得:xc=0.2lxc=-0.6l(舍去)此时弹簧弹力f=kxc=0.2kl=fm则小物块到达b点后向右运动,再次经过o点,最终静止在o点右侧0.2l处。(2)方案一:将弹簧竖直悬挂,弹簧下端挂质量不同的物体,稳定后测量弹簧伸长量及弹簧所受拉力,根据胡克定律可得到弹簧的劲度系数。方案二:将弹簧竖直放置,在弹簧上放置质量不同的物体,稳定后测量弹簧压缩量及弹簧所受压力,根据胡克定律可得到弹簧的劲度系数。8.答案见解析解析(1)由胡克定律知:f=kx,弹簧弹力f随压缩量x变化的图像如图所示。由图线与x轴所围面积可知弹簧弹力做功:w=12kxx=12kx2 (2)在圆环下落过程中,当所受合力为0时,其有最大动能。设此时弹簧压缩量为x0,kx0=mg由动能定理知mgh+x0-12kx02=ekm-0联立可得ekm=mgh+m2g22k(3)圆环接触弹簧后,设在某位置系统动能、重力势能、弹性势能分别为ek、ep1、ep2;在另一位置系统动能、重力势能、弹性势能分别为ek、ep1、ep2。则由重力做功与重力势能变化的关系知,wg=ep1-ep1由弹力做功与弹性势能变化的关系知,wf=ep2-ep2又由动能定理知,wg+wf=ek-ek联立可得,ek+ep1+ep2=ek+ep1+ep2,即系统机械能守恒。9.答案(1)f-x图像如图-12kx2(2)a:12kx12-12kx22ep=12kx22-12kx12b.见解析解析(1)f-x图像如答图。物块沿x轴从o点运动到位置x的过程中,弹力做负功;f-x图线下的面积等于弹力做功大小。弹力做功wt=-12kxx=-12kx2(2)a.物块由x1向右运动到x3的过程中,弹力做功wt1=-12(kx1+kx3)(x3-x1)=12kx12-12kx32物块由x3向左运动到x2的过程中,弹力做功wt2=12(kx2+kx3)(x3-x2)=12kx32-12kx22整个过程中,弹力做功wt=wt1+wt2=12kx12-12kx22弹性势能的变化量ep=-wt=12kx22-12kx12b.整个过程中,摩擦力做功wf=-mg(2x3-x1-x2)与弹力做功比较:弹力做功与x3无关,即与实际路径无关,只与始末位置有关,所以,我们可以定义一个由物体之间的相互作用力(弹力)和相对位置决定的能量弹性势能。而摩擦力做功与x3有关,即与实际路径有关,所以,不可以定义与摩擦力对应的“摩擦力势能”。综合提能1.a将绳的下端q缓慢向上拉至m点,相当于使下部分13的绳的重心升高13l,故重力势能增加13mgl3=19mgl,由功能关系可知a项正确。2.c压缩弹簧,储存弹性势能,释放之后,弹性势能转化为笔的初动能,之后笔离开桌面动能转化为重力势能,若仅减少笔芯中的油,质量减小,笔弹起的高度增加,选项a错误;因为弹簧的弹性势能与劲度系数有关,所以仅增大弹簧的劲度系数,储存的弹性势能增大,最终笔上升的高度会增大,选项b错误;由静止释放,外壳竖直上升与静止的内芯碰撞瞬间属于完全非弹性碰撞,机械能会损失一部分,m外壳v0=mv共v共=m外壳v0m,e=12m外壳v02-12mv共2=12m外壳v02-12m外壳2v02m=m外壳v02(m-m外壳)2m,一般情况,按压式圆珠笔的外壳质量大于内芯质量,若笔的总质量一定,外壳质量越大由于碰撞损失的能量越少,笔弹起的高度越大,选项c正确;由于碰撞过程中会有一部分能量转化为内能,选项d错误。3.答案(1)4.0108 j2.41012 j(2)9.7108 j解析本题考查机械能、功能原理。(1)飞船着地前瞬间的机械能为ek0=12mv02式中,m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率。由式和题给数据得ek0=4.0108 j设地面附近的重力加速度大小为g。飞船进入大气层时的机械能为eh=12mvh2+mgh式中,vh是飞船在高度1.60105 m处的速度大小。由式和题给数据得eh=2.41012 j(2)飞船在高度h=600 m处的机械能为eh=12m2.01