福建省长乐第一中学高三物理一轮复习 5.4 功能关系、能量守恒课时作业.doc

福建省长乐第一中学高三物理一轮复习 5.4 功能关系、能量守恒课时作业 1一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出，对于这一过程，下列说法正确的是()a子弹减少的机械能等于木块增加的机械能b子弹减少的机械能等于系统内能的增加量c子弹减少的机械能等于木块增加的动能和内能之和d子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块系统增加的内能之和解析：选d.由于摩擦阻力做功，故有机械能转化为内能，子弹减少的动能转化为木块动能和系统的内能，d正确2.图5410自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图5410所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的重力势能()a增大b变小c不变 d不能确定解析：选a.人对水做正功，则水的机械能增大，由于水的动能仍为0，故重力势能增大，a对3(2013马鞍山调研)如图5411所示，汽车在拱形桥上由a匀速率运动到b，以下说法正确的是()图5411a牵引力与克服摩擦力做的功相等b合外力对汽车做正功c牵引力和重力做的总功大于克服摩擦力做的功d汽车在上拱形桥的过程中克服重力做的功等于汽车增加的重力势能解析：选d.汽车由a匀速率运动到b，合外力始终指向圆心，合外力做功为零，即w牵wgw摩0，即牵引力与重力做的总功等于克服摩擦力做的功，a、b、c错误；因为汽车匀速率运动，所以在上拱形桥的过程中，克服重力做的功等于汽车增加的重力势能，d正确4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：选c.根据动能定理，上升的过程中动能减少量等于小球克服重力和阻力做的功，为mghffh，小球上升和下降的整个过程中动能减少量和机械能的减少量都等于全程中克服空气阻力做的功，为2ffh，a、b、d错误，c正确5.图5412(2013浙江温州市五校联考)如图5412所示，轻弹簧下端固定在地面上，压缩弹簧后用细线绑定拴牢将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不粘连，放上金属球后细线仍是绷紧的)，某时刻烧断细线，球将被弹起，脱离弹簧后能继续向上运动，那么该球从细线被烧断到金属球刚脱离弹簧的这一运动过程中()a球所受的合力先增大后减小b球的动能减小而它的机械能增加c球刚脱离弹簧时的动能最大d球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小解析：选d.因为烧断线后小球向上运动，说明烧断线瞬间弹力大于重力，小球受到的合力向上，随着小球向上运动，弹簧形变减小，弹力减小，小球受的合力减小，a错；当弹簧形变产生的弹力与小球重力大小相等时，小球受的合力为零，小球速度达到最大，动能最大，b、c错；此后小球继续上升，小球受到的合力变为竖直向下，小球减速，这个过程中，除重力做功外，还有弹力做功，弹力做正功，所以小球的机械能增加，球刚脱离弹簧时弹簧的弹性形变消失，弹性势能最小，故d正确6.图5413如图5413所示，用手通过弹簧拉着物体沿光滑斜面上滑，下列说法正确的是()a物体只受重力和弹簧的弹力作用，物体和弹簧组成的系统机械能守恒b手的拉力做的功，等于物体和弹簧组成的系统机械能的增加量c弹簧弹力对物体做的功，等于物体动能的增加量d手的拉力和物体重力做的总功等于物体动能的增加量解析：选b.对于物体和弹簧组成的系统，当只有重力做功时机械能才守恒，手的拉力对系统做正功，系统的机械能增大，由功能关系可知，a错，b对；对物体，弹簧弹力是外力，物体所受外力中，除重力外只有弹簧弹力做功，因此弹簧弹力做的功等于物体机械能的增加量，c错；手的拉力作用于弹簧，因此引起弹簧的形变而改变弹性势能，d错7.图5414(2012高考安徽卷)如图5414所示，在竖直平面内有一半径为r的圆弧轨道，半径oa水平、ob竖直，一个质量为m的小球自a的正上方p点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点b时恰好对轨道没有压力已知ap2r，重力加速度为g，则小球从p到b的运动过程中()a重力做功2mgrb机械能减少mgrc合外力做功mgrd克服摩擦力做功mgr解析：选d.小球在a点正上方由静止释放，通过b点时恰好对轨道没有压力，只有重力提供向心力，即：mgmv2/r，得v2gr，对全过程运用动能定理可得d正确8(2013池州模拟)如图5415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，则下列说法中错误的是()a此时小物块的动能为(fff)(xl)b此时小车的动能为ffxc这一过程中，小物块和小车增加的机械能为fxffld这一过程中，因摩擦产生的热量为ffl解析：选c.小物块运动的位移为(xl)，受到的拉力和摩擦力做功，由动能定理得：(fff)(xl)ek1，故a正确；小车仅受到摩擦力做功，由动能定理得：ffxek2，b正确；小物块和小车组成的系统的机械能增加量为非重力做功，即(fff)(xl)ffxf(xl)ffl，c错误；因摩擦而产生的热量为摩擦力与相对路程之积，即qffl，d正确9.图5416传送带用于传送工件可以提高工作效率如图5416所示，传送带长度是l，以恒定的速度v运送质量为m的工件，工件从最低点a无初速度地放到传送带上，到达最高点b前有一段匀速的过程工件与传送带之间的动摩擦因数为，传送带与水平方向夹角为，每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时，后一个工件立即放到传送带上，整条传送带满载时恰好能传送n个工件重力加速度为g，则下列说法正确的是()a在传送带上摩擦力对每个工件做的功为wfb在传送带上摩擦力对每个工件做的功为wfmv2mglsinc每个工件与传送带之间由摩擦产生的热量为qd传送带满载工件比空载时增加的功率为pmgv(cosnsinsin)解析：选d.由动能定理可知，wfmglsinmv2，故传送带上摩擦力对每个工件做的功为wfmv2mglsin，a、b错误；工件加速过程的加速度agcosgsin，加速到同速所用的时间t，故每个工件加速过程中由摩擦产生的热量qmgcos，故c错误；满载比空载时，传送带增加的拉力f(n1)mgsinmgcos，故传送带满载比空载时增加的功率为pfvmgv(cosnsinsin)，d正确二、非选择题10(2013安徽名校模拟)玉树地震发生后，需要向灾区运送大量救灾物资，在物资转运过程中常使用如图5417所示的传送带已知某传送带与水平面成37角，传送带的ab部分长l5.8 m，传送带以恒定的速率v4 m/s按图示方向传送，若在b端无初速度地放置一个质量m50 kg的救灾物资p(可视为质点)，p与传送带之间的动摩擦因数0.5(取g10 m/s2，sin370.6)求：图5417(1)物资p从b端开始运动时的加速度；(2)物资p到达a端时的动能解析：(1)p刚放上b端时，受到沿传送带向下的滑动摩擦力作用，根据牛顿第二定律有mgsinffmafnmgcosfffn联立解得加速度为agsingcos10 m/s2.(2)p达到与传送带相同速度时的位移x0.8 m以后物资p受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用，根据动能定理得(mgsinff)(lx)mvmv2到a端时的动能ekamv900 j.答案：(1)10 m/s2(2)900 j 11.图5418如图5418所示，轻质弹簧的一端固定在地面上，另一端与质量为m1.5 kg的薄木板a相连，质量为m0.5 kg的小球b放在木板a上，弹簧的劲度系数为k2000 n/m.现有一竖直向下、大小f20 n的力作用在b上且系统处于静止状态，在b正上方处有一四分之一内壁光滑的竖直圆弧轨道，轨道半径r0.4 m，轨道下端p点距离弹簧原长位置高度为h0.6 m撤去外力f后，b竖直上升最终从p点切入轨道，到达q点的速度为vq4 m/s.求：(1)b在q点时对轨道的压力；(2)a、b分离时的速度v；(3)撤去f瞬间弹簧的弹性势能ep.解析：(1)由牛顿第二定律得：mgfnmv/r解得：fn15 n，方向竖直向下由牛顿第三定律知，对轨道的压力大小为15 n，方向竖直向上(2)a、b在弹簧原长处分离后，b在上升过程中满足机械能守恒定律mv2mg(rh)mv解得v6 m/s.(3)撤去f到弹簧恢复原长a、b分离，弹簧上升hkhf(mm)gh0.02 m此过程也满足机械能守恒定律ep(mm)gh(mm)v2代入数据得到ep36.4 j.答案：(1)大小15 n，方向竖直向上(2)6 m/s(3)36.4 j12.(2013江苏启东中学模拟)如图5419所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上，小车的四分之一圆弧轨道ab光滑，在最低点b与水平轨道bc相切，bc的长度l2 m，圆弧半径r1 m，整个轨道处于同一竖直平面内，可视为质点的物块从c点以8 m/s初速度向左运动，物块与bc部分的动摩擦因数0.7，已知物块质量为m1 kg，小车的质量m3.5 kg(g10 m/s2)求：图5419(1)物块到达圆弧轨道最低点b时对轨道的压力及离开b点上升的最大高度(2)物块滑回b点后再经多长时间离开小车及小车运动的最大速度解析：(1)物块由c到b的过程对物块由动能定理