【导学教程】（新课标）高考物理 5.4 功能关系 能量守恒定律达标训练(1).doc

第五章 第四节 功能关系能量守恒定律一、选择题(本题共10小题，每题7分，至少一个答案正确，选不全得4分，共70分)1物体在竖直方向上分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种运动在这三种情况下物体机械能的变化情况是a匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小b匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小c匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能可能增加，可能减少，也可能不变d三种情况中，物体的机械能均增加答案c2如图549所示，一轻弹簧的左端固定，右端与一小球相连，小球处于光滑水平面上现对小球施加一个方向水平向右的恒力f，使小球从静止开始运动，则小球在向右运动的整个过程中a小球和弹簧组成的系统机械能守恒b小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大c小球的动能逐渐增大d小球的动能先增大然后减小解析小球在向右运动的整个过程中，力f做正功，由功能关系知小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大，选项a错误，b正确；弹力一直增大，当弹力大小等于f时，小球的速度最大，动能最大，当弹力大于f时，小球开始做减速运动，速度减小，动能减小，选项c错误，d正确答案bd3(2013通化模拟)如图5410所示，小球从a点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动，到达最高点b后返回a，c为ab的中点下列说法中正确的是a小球从a出发到返回a的过程中，位移为零，外力做功为零b小球从a到c与从c到b的过程，减少的动能相等c小球从a到c与从c到b的过程，速度的变化率相等d小球从a到c与从c到b的过程，损失的机械能相等解析小球从a出发到返回a的过程中，位移为零，重力做功为零，但有摩擦力做负功，选项a错误；因为c为ab的中点，小球从a到c与从c到b的过程合外力恒定，加速度恒定，速度的变化率相等，选项c正确；又因为重力做功相等，摩擦力做功相等，合外力做功相等，故减少的动能相等，损失的机械能相等，选项b、d正确答案bcd4一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定若用f、v、x和e分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则图5411中可能正确的是解析合力是恒定的；速度随时间线性增加；位移与时间是二次函数关系，根据功能关系知ee0mgxe0gf合t2，可见机械能随时间增大而减小，且与时间是二次函数关系综上所述，a、d正确答案ad5(2012福建理综)如图5412所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块a、b用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)初始时刻，a、b处于同一高度并恰好处于静止状态剪断轻绳后a下落、b沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块a速率的变化量不同b机械能的变化量不同c重力势能的变化量相同d重力做功的平均功率相同解析剪断轻绳后两物块运动中机械能守恒着地时的速率皆为，选项a错误；两个物块运动过程中机械能分别守恒，因而机械能的变化量都为零，选项b错误；a、b静止时magmbgsin ，则mamb，重力势能的减少量等于重力做的功，分别为wamagh、wbmbgh，后者较大，选项c错误；根据hgt、t可得a、b下滑时间；根据平均功率pw/t可得papb，选项d正确答案d6(2013杭州质检)如图5413所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从a点冲上倾角为30的固定斜面，其运动的加速度为g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体a重力势能增加了mghb重力势能增加了mghc动能损失了mghd机械能损失了mgh解析设物体受到的摩擦阻力为ff，由牛顿运动定律得ffmgsin 30mamg，解得ffmg.重力势能的变化由重力做功决定，故epmgh.动能的变化由合外力做功决定：(ffmgsin 30)xmaxmgmgh.机械能的变化由重力或系统内弹力以外的其他力做功决定，故e机械ffxmgmgh，故b、d正确，a、c错误答案bd7(2013苏州模拟)如图5414甲所示，在倾角为的光滑斜面上，有一个质量为m的物体在沿斜面方向的力f的作用下由静止开始运动，物体的机械能e随位移x的变化关系如图乙所示其中0x1过程的图线是曲线，x1x2过程的图线为平行于x轴的直线，则下列说法中正确的是a物体在沿斜面向下运动b在0x1过程中，物体的加速度一直减小c在0x2过程中，物体先减速再匀速d在x1x2过程中，物体的加速度为gsin 解析由图乙可知，在0x1过程中，物体机械能减少，故力f在此过程中做负功，因此，物体沿斜面向下运动因在ex图线中的0x1阶段，图线的斜率变小，故力f在此过程中逐渐减小，由mgsin fma可知，物体的加速度逐渐增大，a正确，b、c错误；x1x2过程中，物体机械能保持不变，f0，故此过程中物体的加速度agsin ，d正确答案ad8滑板是现在非常流行的一种运动，如图5415所示，一滑板运动员以7 m/s的初速度从曲面的a点下滑，运动到b点时速度仍为7 m/s，若他以6 m/s的初速度仍由a点下滑，则他运动到b点时的速度a大于6 m/sb等于6 m/sc小于6 m/s d条件不足，无法计算解析当初速度为7 m/s时，由功能关系知，运动员克服摩擦力做的功等于减少的重力势能当初速度变为6 m/s时，运动员对轨道的压力变小，由fffn知运动员所受的摩擦力减小，故从a到b过程中克服摩擦力做的功减少，而重力势能变化量不变，故运动员在b点的动能大于他在a点的动能，a正确答案a9如图5416所示，物体自倾角为、长为l的斜面顶端由静止开始滑下，到斜面底端时与固定挡板发生碰撞，设碰撞时无机械能损失碰后物体又沿斜面上升，若到最后停止时，物体总共滑过的路程为s，则物体与斜面间的动摩擦因数为a. b.c. d.解析由题意知，物体将停在斜面最低处，而摩擦力做功与路程有关，根据能量守恒定律mglsin mgcos s0，解得，故c正确，选项a、b、d错答案c10电动机带动水平传送带始终以速度v匀速传动，一质量为m的小工件由静止轻放在传送带上，若小工件与传送带之间的动摩擦因数为，传送带足够长，如图5417所示，从小工件放上传送带到与传送带保持相对静止的过程中a滑动摩擦力对工件做的功为mv2b工件的机械能增量为mv2c工件与传送带因摩擦生热为mv2d电动机增加的功率为mgv解析滑动摩擦力对工件做的功等于工件动能的改变，也等于其机械能的增加，a正确，b错误；此过程中，工件位移(对地)为x1，x1，传送带的位移为x2vt2x1，因此工件相对传送带的位移为xx2x1，摩擦生热qmgxmv2，c正确；电动机增加的功率等于传送带克服摩擦力做功的功率，d正确答案acd二、计算题(本大题共2小题，共30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)11(14分)如图5418所示，光滑水平面ab与竖直面内的半圆形导轨在b点相切，半圆形导轨的半径为r.一个质量为m的物体将弹簧压缩至a点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，在它经过b点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点c.(不计空气阻力)试求：(1)物体在a点时弹簧的弹性势能；(2)物体从b点运动至c点的过程中产生的内能解析(1)设物体在b点的速度为vb，所受弹力为fnb，则有fnbmgm又由牛顿第三定律可知fnb8mg由能量转化与守恒可知：弹性势能epmvmgr(2)设物体在c点的速度为vc，由题意可知：mgm物体由b点运动到c点的过程中，由能量守恒得：qmv解得：qmgr.答案(1)mgr(2)mgr12(16分)(2013潍坊一模)如图5419所示，小车a、小物块b由绕过轻质定滑轮的细线相连，小车a放在足够长的水平桌面上，b、c两小物块在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，c放在水平地面上现用手控制住a，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与桌面平行已知a、b、c的质量均为m，a与桌面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度为g，弹簧的弹性势能表达式为epkx2，式中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的伸长量或压缩量细线与滑轮之间的摩擦不计开始时，整个系统处于静止状态，对a施加一个恒定的水平拉力f后，a向右运动至速度最大时，c恰好离开地面求此过程中：(1)拉力f的大小；(2)拉力f做的功；(3)c恰好离开地面时a的速度大小解析(1)a向右运动至速度最大时c恰好离开地面，此时a、b、c加速度均为0，设此时绳的拉力为