（新课标）高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律 第四节 功能关系 能量守恒定律课时作业.doc

功能关系能量守恒定律时间：45分钟一、单项选择题1力对物体做功100 j，下列说法正确的是()a物体具有的能量增加100 jb物体具有的能量减少100 jc有100 j的能量发生了转化d产生了100 j的能量解析：由于物体是否对外做功未知，因此无法判断物体具有的能量的变化，a、b错误；功是能量转化的量度，故c正确，d错误答案：c2(2014上海高考)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不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是()解析：物体受拉力加速上升时，拉力做正功，物体的机械能增大，又因为拉力做功wftat2，与时间成二次函数关系，a、b错误；撤去拉力后，物体只受重力作用，所以机械能守恒，d错误，c正确答案：c3从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h.设上升和下降过程中空气阻力大小恒定为ff.下列说法正确的是()a小球上升的过程中动能减少了mghb小球上升和下降的整个过程中机械能减少了ffhc小球上升的过程中重力势能增加了mghd小球上升和下降的整个过程中动能减少了ffh解析：小球在上升过程中的动能减少量等于克服合力做的功，即ek(mgff)h，a错误；整个过程中的机械能减少量(动能减少量)等于克服除重力之外其他力做的功，即e2ffh，b、d错误；上升过程中重力势能增加量等于克服重力做的功，即epmgh，c正确答案：c4.如图所示，木块a放在木块b的左端，用恒力f将a拉至b的右端，第一次将b固定在地面上，f做功为w1，生热为q1；第二次让b可以在光滑地面上自由滑动，仍将a拉到b右端，这次f做功为w2，生热为q2；则应有()aw1w2，q1q2 bw1w2，q1q2cw1w2，q1q2 dw1w2，q1q2解析：拉力f做的功直接由公式wflcos求得，其中l是物体对地的位移，所以w1w2，滑动摩擦力做功过程中产生的内能等于系统克服摩擦力做的功，即eqffx相对，其中x相对表示a、b之间的相对位移，在这里是b的长度，所以q1q2.答案：a5.如图所示，美国空军x37b无人航天飞机正在飞行中，在x37b由较低轨道飞到较高轨道的过程中()ax37b中燃料的化学能转化为x37b的机械能bx37b的机械能要减少c自然界中的总能量要变大d如果x37b在较高轨道绕地球做圆周运动，则在此轨道上其机械能逐渐变小解析：在x37b由较低轨道飞到较高轨道的过程中，必须启动助推器，对x37b做正功，x37b的机械能增大，a对，b错；根据能量守恒定律，c错；x37b在确定轨道上绕地球做圆周运动时，其动能和重力势能都不会发生变化，所以机械能不变，d错答案：a二、多项选择题6.某电视台“快乐向前冲”栏目最后一关，选手需要抓住固定在支架上的绳子向上攀登，才可冲上领奖台，如图所示如果某选手刚刚匀速攀爬到绳子顶端时，突然因抓不住绳子而加速滑下，对该过程进行分析(不考虑脚蹬墙壁的作用)，下述说法正确的是()a上行时，人受到绳子的拉力与重力和摩擦力平衡b上行时，绳子拉力对人做的功等于人重力势能的增加c下滑时，人受到的重力大于摩擦力，加速度小于gd下滑时，重力势能的减小大于动能的增加，机械能的减少量等于克服摩擦力做的功解析：人匀速上升时，绳子对人的摩擦力等于人的重力，a错误；人上升过程中，人拉绳子，对自身做功，绳子并不对人做功，b错误；人下滑时，由mgffma，可知，ffmg，ag，c正确；人下滑时，重力势能的减小量有一部分用于克服摩擦力做功，故其动能的增量一定小于重力势能的减少量，d正确答案：cd7(2016株洲质检)如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板p拴接，另一端与物体a相连，物体a静止于光滑水平桌面上，右端接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体b相连开始时用手托住b，让细线恰好伸直，然后由静止释放b，直至b获得最大速度下列有关该过程的分析正确的是()ab物体的机械能一直减小bb物体的动能增加量等于它所受重力与拉力做的功之和cb物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量d细线拉力对a做的功等于a物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量解析：把a、b和弹簧看作一个系统，系统机械能守恒，在b下落直至b获得最大速度过程中，a的动能增大，弹簧弹性势能增大，所以b物体的机械能一直减小，选项a正确；由动能定理，b物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和，选项b正确；b物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量与a、b动能的增加量之和，选项c错误；对a和弹簧组成的系统，由功能关系，细线拉力对a做的功等于a物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量，选项d正确答案：abd8(2016大同质检)如图甲所示，质量为m的小球，以初速度v0竖直向上抛出，小球上升的最大高度为h，已知小球在运动过程中受到的空气阻力与速率成正比设抛出点重力势能为零，则小球在运动过程中，图乙中关于小球的动能ek、重力势能ep、机械能e随高度h，速率v随时间t变化的图线可能正确的有()解析：小球上升过程，重力和空气阻力做负功，动能减小，且至最高点时，动能为零，a错误；小球的重力势能随高度增加而增大，且epmgh，b正确；除重力之外，空气阻力始终做负功，由功能关系可知，小球的机械能随高度的变化一直减小，又因为上升过程中空气阻力逐渐减小，机械能随高度的变化越来越慢，下降过程中空气阻力逐渐增大，机械能随高度的变化越来越快，c正确；vt图象的斜率表示小球运动的加速度，小球上升过程空气阻力随速度的减小而减小，合力逐渐减小，其加速度逐渐减小，小球下降过程中空气阻力随速度的增大而增大，合力逐渐减小，其加速度逐渐减小，速率v随时间t变化的图线只考虑速度的大小变化，不考虑方向变化，d正确答案：bcd三、计算题9如图甲所示，abc为竖直放置的半径为r0.1 m的半圆形轨道，在轨道的最低点和最高点a、c各安装了一个压力传感器，可测定小球在轨道上通过这两点瞬间对轨道的压力大小fa和fc.质量为m0.1 kg的小球(视为质点)以不同的初速度从水平轨道上的某点开始经a点冲入与该水平轨道平滑连接的abc轨道(g取10 m/s2)(1)若fc和fa的关系图线如图乙所示，当fa13 n时，求小球滑经a点的速度va以及小球由a滑至c的过程中损失的机械能；(2)若轨道abc光滑，且每次小球都能通过c点，试推导fc随fa变化的关系式解析：(1)由牛顿第三定律可知，小球在a、c两点所受轨道的弹力大小分别为fafa13 n，fcfc3 n在a点由牛顿第二定律得famg解得va2 m/s在c点由牛顿第二定律得fcmg解得vc2 m/s对a至c的过程，由动能定理得wfmg2rmvmv解得wf0.2 j，即损失的机械能为0.2 j.(2)因轨道光滑，小球由a至c的过程中机械能守恒，则mvmvmg2r解得fafc6mg则fcfa6 n(或fcfa6mg)答案：(1)2 m/s0.2 j(2)fcfa6 n(或fcfa6mg)10(2016昆明质检)如图所示，光滑的圆弧ab，半径r0.8 m，固定在竖直平面内一辆质量为m2 kg的小车处在光滑水平面上，小车的上表面cd与圆弧在b点的切线重合，初始时b与c紧挨着，小车长l1 m现有一个质量为m1 kg的滑块(可视为质点)，自圆弧上的a点由静止开始释放，滑块运动到b点后冲上小车，带动小车向右运动，当滑块与小车分离时，小车运动了x0.2 m，此时小车的速度为v1 m/s.取g10 m/s2，求：(1)滑块到达b点时对圆弧轨道的压力；(2)滑块与小车间的动摩擦因数；(3)滑块与小车分离时的速度解析：(1)滑块从a到b的过程，由动能定理得mgrmv0滑块在b点，由牛顿第二定律得fnmgm代入数据解得fn30 n由牛顿第三定律知，滑块在b点对轨道的压力为30 n，方向竖直向下(2)对小车，由动能定理得mgxmv20代入数据解得0.5(3)对滑块在小车上的运动过程，由动能定理得mg(xl)mvmv代入数据解得vd2 m/s答案：(1)30 n，方向竖直向下(2)0.5(3)2 m/s11(2011浙江高考)节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车，一质量为m1 000 kg的混合动力轿车，在平直公路上以v190 km/h匀速行驶，发动机的输出功率为p50 kw，当驾驶员看到前方有80 km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动l72 m后，速度变为v272 km/h，此过程中发动机功率的用于轿车的牵引，用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变，求：(1)轿车以90 km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力f阻的大小；(2)轿车从90 km/h减速到72 km/h过程中，获得的电能e电；(3)轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能e电维持72 km/h匀速运动的距离l.解析：(1)汽车牵引力与输出功率关系pf牵v1代入数据得f牵2103 n当轿车匀速行驶时，牵引力与阻