【全程复习方略】（广东专用）高考物理一轮复习 第五章 第3讲机械能守恒定律 功能关系课时作业.doc

【全程复习方略】（广东专用）2014版高考物理一轮复习 第五章 第3讲机械能守恒定律 功能关系课时作业(40分钟 100分)一、选择题(本大题共7小题,每小题8分,共56分。每小题至少一个答案正确,选不全得3分)1.(2013安庆模拟)如图是被誉为“豪小子”的华裔球员林书豪在nba赛场上投二分球时的照片。现假设林书豪准备投二分球前先曲腿下蹲再竖直向上跃起,已知林书豪的质量为m,双脚离开地面时的速度为v,从开始下蹲到跃起过程中重心上升的高度为h,则下列说法正确的是()a.从地面跃起过程中,地面对他所做的功为0b.从地面跃起过程中,地面对他所做的功为12mv2+mghc.从下蹲到离开地面上升过程中,他的机械能守恒d.离开地面后,他在上升过程中处于超重状态,在下落过程中处于失重状态2.一个人站在阳台上,以相同的速率v0分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出,不计空气阻力,则三球落地时的速率()a.上抛球最大b.下抛球最大c.平抛球最大d.三球一样大3.(2013佛山模拟)如图所示,质量为m的钩码在弹簧秤的作用下竖直向上运动,不计空气阻力。则()a.若钩码做匀速运动,弹簧秤对钩码的拉力和钩码对弹簧秤的拉力一定平衡b.若钩码做匀加速运动,弹簧秤对钩码的拉力一定等于钩码对弹簧秤的拉力c.若钩码做匀速运动,钩码的机械能守恒d.若钩码做匀减速运动,弹簧秤的拉力对钩码做正功4.(2013西安模拟)一小球自由下落,与地面发生碰撞,原速率反弹。若从释放小球开始计时,不计小球与地面发生碰撞的时间及空气阻力。则图中能正确描述小球位移x、速度v、动能ek、机械能e与时间t关系的是()5.如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧,一端系在竖直放置的半径为r的圆环顶点p,另一端系一质量为m的小球,小球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始时小球置于a点,弹簧处于自然状态,当小球运动到最低点时速率为v,对圆环恰好没有压力。下列分析正确的是()a.从a到b的过程中,小球的机械能守恒b.从a到b的过程中,小球的机械能减少c.小球过b点时,弹簧的弹力为mg+mv2rd.小球过b点时,弹簧的弹力为mg+mv22r6.(2012山东高考)将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中,v -t图像如图所示。以下判断正确的是()a.前3 s内货物处于超重状态b.最后2 s内货物只受重力作用c.前3 s内与最后2 s内货物的平均速度相同d.第3 s末至第5 s末的过程中,货物的机械能守恒7.(2013聊城模拟)如图所示,质量为m的物体在水平传送带上由静止释放,传送带由电动机带动,始终保持以速度v匀速运动,物体与传送带间的动摩擦因数为,物体过一会儿能保持与传送带相对静止,对于物体从静止释放到相对静止这一过程中,下列说法正确的是()a.电动机做的功为12mv2b.摩擦力对物体做的功为mv2c.传送带克服摩擦力做的功为12mv2d.电动机增加的功率为mgv二、计算题(本大题共3小题,共44分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)8.(12分)某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为ff。轻杆向右移动不超过l时,装置可安全工作。一质量为m的小车若以速度v0撞击弹簧,将导致轻杆向右移动l4。轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦。(1)若弹簧的劲度系数为k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x;(2)求为使装置安全工作,允许该小车撞击的最大速度vm。9.(能力挑战题)(16分)如图,mnp为竖直面内一固定轨道,其圆弧段mn与水平段np相切于n,p端固定一竖直挡板。m相对于n的高度为h,np长度为s。一物块自m端从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在mn段的摩擦可忽略不计,物块与np段轨道间的滑动摩擦因数为,求物块停止的地方与n点距离的可能值。10.(2012大纲版全国卷)(16分)一探险队员在探险时遇到一山沟,山沟的一侧竖直,另一侧的坡面呈抛物线形状。此队员从山沟的竖直一侧,以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面。如图所示,以沟底的o点为原点建立坐标系oxy。已知,山沟竖直一侧的高度为2h,坡面的抛物线方程为y=12hx2,探险队员的质量为m。人视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g。(1)求此人落到坡面时的动能;(2)此人水平跳出的速度为多大时,他落在坡面时的动能最小?动能的最小值为多少?答案解析1.【解析】选a。从地面跃起过程中,地面对他有支持力但没有位移,所以地面对他不做功,故a对,b错。从下蹲到离开地面上升时,消耗体内化学能从而使他具有一定的动能,机械能增加,故c错。离开地面后无论上升还是下落都处于失重状态,d错。2.【解析】选d。小球运动过程中机械能守恒,有12mv2=12mv02+mgh,三球落地时速率相等,故d正确。3.【解析】选b、d。由牛顿第三定律可知,弹簧秤对钩码的拉力与钩码对弹簧秤的拉力是一对作用力和反作用力,二者大小相等,故a错b对。只要钩码向上运动,无论是匀速还是匀减速上升,拉力总对钩码做正功,机械能不守恒,故c错d对。4.【解析】选b、d。小球在运动过程中,地面的作用力不做功,只有重力做功,所以加速度大小为g,机械能守恒,故b、d正确。小球位移与时间的二次方成线性关系,故a错误。小球的动能与位移成线性关系,不与时间成线性关系,故c错误。5.【解析】选b、c。从a到b的过程中,因弹簧对小球做负功,小球的机械能将减少,a错误,b正确;在b点对小球应用牛顿第二定律可得:fb-mg=mv2r,解得fb=mg+mv2r,c正确,d错误。【变式备选】(2013徐州模拟)重10n的滑块在倾角为30的光滑斜面上,从a点由静止下滑,到b点接触到一个轻弹簧,滑块压缩弹簧到c点开始弹回,返回b点离开弹簧,最后又回到a点,已知ab=1m,bc=0.2m,那么在整个过程中,下列选项不正确的是()a.滑块动能的最大值是6jb.弹簧弹性势能的最大值是6jc.从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6jd.整个过程系统机械能守恒【解析】选a。滑块和弹簧组成的系统,在滑块的整个运动过程中,只发生动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化,系统的机械能守恒,d正确;滑块从a到c,重力势能减小了mgacsin30=6j,全部转化为弹簧的弹性势能,a错误,b正确;从c到b弹簧恢复原长,通过弹簧的弹力对滑块做功,将6j的弹性势能全部转化为滑块的机械能,c正确。6.【解析】选a、c。由货物运动的v -t图像可知,前3s内货物向上做匀加速直线运动,货物处于超重状态,a正确;最后2 s内货物向上做匀减速直线运动,加速度为-3 m/s2,说明货物除受重力外,还受其他力的作用,b错误;由平均速度公式v=v0+vt2得,前3s内与最后2s内货物的平均速度都为3m/s,c对;第3s末至第5 s末的过程中,货物的速度不变,动能不变,重力势能增加,故机械能增加,d错误。7.【解析】选d。由能量守恒定律知,电动机做的功等于物体获得的动能和由于摩擦而产生的热量,故a错;对物体受力分析知,仅有摩擦力对物体做功,由动能定理知,b错;传送带克服摩擦力做功等于摩擦力与传送带对地位移的乘积,而易知这个位移是物体对地位移的两倍,即w=mv2,故c错;由功率公式易知传送带增加的功率为mgv,故d对。【总结提升】摩擦力做功的误区分析常见误区分析:(1)误区之一:计算摩擦力做功时,误把物体的长度当成物体对地位移。解决办法:规范作出物体运动过程的分析示意图,标出物体的受力情况以及运动位移;同时切记力对物体做的功等于该力与物体对地位移的乘积。(2)误区之二:误把外力做的功当做系统机械能的增量。解决办法:认真分析系统内各种能量的变化,不能遗漏对任何一种能量改变的分析;同时对能量守恒定律和功能关系要深刻理解,如果系统内除机械能改变之外,无其他能量变化,如内能的增加,则外力(除重力之外)做的功就等于系统机械能的增量。如果有系统的内力做功情况且之和不为零,系统内有其他形式的能的转化,用能量守恒定律求解。8.【解题指南】解答本题时可按以下思路分析:(1)根据胡克定律求解弹簧的压缩量;(2)小车每次撞击时克服弹簧的弹力做功相同;(3)撞击时小车克服弹力和摩擦力做功。【解析】(1)轻杆开始移动时,弹簧的弹力f=kx(2分)且f=ff(2分)解得x=ffk(2分)(2)设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为w,则小车从撞击到停止的过程中由动能定理得-ffl4-w=0-12mv02(2分)同理,小车以vm撞击弹簧时-ffl-w=0-12mvm2(2分)解得vm=v02+3ffl2m(2分)答案：(1)ffk(2)v02+3ffl2m9.【解析】根据功能关系,在物块从开始下滑到静止的过程中,物块重力势能减小的数值ep与物块克服摩擦力所做功的数值w相等,即ep=w(2分)设物块质量为m,在水平轨道上滑行的总路程为s,则ep=mgh(2分)w=mgs(2分)设物块在水平轨道上停住的地方与n点的距离为d。若物块在与p碰撞后,在到达圆弧形轨道前停止,则s=2s-d(2分)联立式得d=2s-h(2分)此结果在h2s时有效。若h2s,则物块与p碰撞后,可再一次滑上圆弧形轨道,滑下后在水平轨道上停止,此时有s=2s+d(3分)联立式得d=h-2s (3分)答案：物块停止的位置距n的距离可能为2s-h或h-2s10.【解析】(1)设该队员在空中做平抛运动的时间为t,运动到另一坡面的落点坐标(x,y),则有x=v0t(2分)2h-y=12gt2(2分)依题意有:y=12hx2(2分)根据机械能守恒,此人落到坡面的动能ek=12mv02+mg(2h-y)(2分)联立以上各式得:ek=12m(v02+4g2h2v02+gh)(2分)(2)把式变形,得ek=12m(v02+gh-2ghv02+gh)2+32mgh(2分)当式中的平方项为零时,即v0=gh,动能ek最小。最小的动能ekmin=32mgh。 (4分)答案：(1)12m(v02+4g2h2v02+gh)(2)gh32mgh【总结提升】机械能守恒定律应用三要点(1)正确选取研究对象,