【突破高考】福建省高考物理 能力专项突破课时提能演练 5.4功能关系 能量守恒定律A（含解析）.doc

【突破高考】福建省2013年高考物理 能力专项突破课时提能演练 5.4功能关系 能量守恒定律a（含解析）(40分钟 100分)一、选择题(本大题共8小题，每小题9分，共72分.每小题只有一个选项正确)1.(2012无锡模拟)如图所示，汽车在拱形桥上由a匀速率运动到b，以下说法正确的是( )a.牵引力与克服摩擦力做的功相等b.合外力对汽车不做功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重力做的功等于汽车增加的重力势能2.(易错题)如图为一粗糙的四分之一圆弧轨道，半径为r，轨道圆心o与a点等高，一质量为m的小球在不另外施力的情况下，能以速率v沿轨道自a点匀速运动到b点，取小球在a点时为计时起点，且此时的重力势能为零.重力加速度为g.则在此过程中，下列说法正确的是( )a.重力做功的平均功率为mgvb.重力做的功等于小球克服摩擦力做的功c.小球重力势能随时间的变化关系为ep=mgrsind.小球的机械能随时间的变化关系为e=+mgrsin3.如图所示，一物体从斜面上高为h处的a点由静止滑下，滑至斜面底端b时，因与水平面碰撞仅保留了水平分速度而进入水平轨道，在水平面上滑行一段距离后停在c点，测得a、c两点间的水平距离为x，设物体与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，则( )a.b.c.=hxd.无法确定4.2010年广州亚运会上，刘翔重归赛场，以打破亚运记录的方式夺得110米跨栏的冠军.他采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心.如图所示，假设质量为m的运动员，在起跑时前进的距离x内，重心升高量为h，获得的速度为v,阻力做功为w阻，则在此过程中( )a.运动员的机械能增加了b.运动员的机械能增加了+mghc.运动员的重力做功为w重=mghd.运动员自身做功w人=+mgh5.(2012长春模拟)如图所示，质量为m的可看成质点的物块置于粗糙水平面上的m点，水平面的右端与固定的斜面平滑连接，物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同.物块与弹簧未连接，开始时物块挤压弹簧使弹簧处于压缩状态.现从m点由静止释放物块，物块运动到n点时恰好静止,弹簧原长小于mm.若物块从m点运动到n点的过程中，物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为q，物块、弹簧与地球组成系统的机械能为e，物块通过的路程为s.不计转折处的能量损失，下列图象所描述的关系中可能正确的是( )6.(创新题)如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的a点，弹簧处于原长h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零.则在圆环下滑过程中( )a.圆环机械能守恒b.弹簧的弹性势能先增大后减小c.弹簧的弹性势能变化了mghd.弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大7.(2012龙岩模拟)水平传送带在外力的作用下始终以速度v匀速运动，某时刻放上一个小物体，质量为m，初速度大小也是v，但方向与传送带的运动方向相反，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为,最后小物体的速度与传送带相同.在小物体与传送带间有相对运动的过程中，滑动摩擦力对小物体做的功为w，摩擦生成的热量为q，则下面的判断中正确的是( )a.w=0,q=0b.w0,q=0c.w0,q0d.w=0,q08.(预测题)光滑水平地面上叠放着两个物体a和b，如图所示.水平拉力f作用在物体b上，使a、b两物体从静止出发一起运动.经过时间t，撤去拉力f，再经过时间t，物体a、b的动能分别设为ea和eb，在运动过程中a、b始终保持相对静止.以下有几个说法:其中正确的是( )a.ea+eb等于拉力f做的功b.ea+eb小于拉力f做的功c.ea小于撤去拉力f前摩擦力对物体a做的功d.ea大于撤去拉力f前摩擦力对物体a做的功二、非选择题(本大题共2小题，共28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)9.(创新题)(14分)当今流行一种“蹦极”运动，如图所示，距河面45 m高的桥上a点系弹性绳，另一端b点系住重50 kg男孩的脚，弹性绳原长ab为15 m，设男孩从桥面自由下坠直至紧靠水面的c点，末速度为0.假定整个过程中，弹性绳遵循胡克定律，绳的质量、空气阻力忽略不计，男孩视为质点.弹性势能可用公式： (k为弹性绳的劲度系数,x为弹性绳的形变长度)计算.(g=10 m/s2)则：(1)男孩在最低点时，弹性绳具有的弹性势能为多大？弹性绳的劲度系数又为多大？(2)在整个运动过程中，男孩的最大速度为多少？10.(2012江门模拟)(14分)如图所示，滑块质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为0.1,它以v0=的初速度由a点开始向b点滑行，ab=5r，并滑上光滑的半径为r的圆弧bc，在c点正上方有一离c点高度也为r的旋转平台，沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔p、q，旋转时两孔均能达到c点的正上方.若滑块滑过c点后从p孔上升又恰能从q孔落下，求：(1)滑块在b点时对轨道的压力大小；(2)平台转动的角速度应满足什么条件？答案解析1.【解析】选b.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+wg-wf=0，即牵引力与重力做的总功等于克服摩擦力做的功，a、c错误，b正确；汽车在上拱形桥的过程中，克服重力做的功转化为汽车的重力势能，d错误.2.【解析】选b.小球由a到b，t=，重力的平均功率p= = mgv,故a错；由于小球的动能不变，重力与摩擦力所做的总功为零，故b正确;小球的重力势能为ep=-mgrsin=-mgrsin,故c错误；小球的机械能为e=ek+ep=-mgrsin,故d错误.3.【解析】选b.设物体与水平面碰撞损失的能量为e,由能量守恒定律可得：mgh=e+mgcos+mg(x-).化简得：mgh=e+mgx,可得：,b正确.4.【解析】选b.运动员机械能的增加量等于+mgh,a错误，b正确；运动员的重力对运动员做功为-mgh,c错误；由动能定理得：w人+wg+w阻=w人-mgh+w阻=,故w人=+mgh-w阻，d错误.【变式备选】如图所示，木块质量为m，放在光滑水平面上，一颗质量为m的子弹以初速度v0水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为f.设木块离原点s时开始匀速前进，最终速度为v,下列判断正确的是( )a.fd=-b.fs=-c.f(s+d)=-d.上面公式均不正确【解析】选d.选项a中，fd表示系统产生的热量，根据能量守恒有fd=-;选项b中fs表示阻力对木块做的功，根据动能定理有fs=；选项c中，f(s+d)表示子弹克服阻力做的功，有f(s+d)= -,所以只有d项正确.5.【解析】选c.由q=fs可知，q-s图线的斜率大小表示物块与接触面间摩擦力的大小，因fmmfmn,故q-s图线的斜率是分段恒定的，a、b均错误；设在m点时物块、弹簧与地面组成的系统的机械能为e0,则由能量守恒可得：e=e0-q=e0-fs，考虑fmmfmn,可知，c正确，d错误.6.【解析】选c.圆环下滑过程中，圆环和弹簧组成的系统机械能守恒，圆环减少的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，因初末状态的动能均为零，故弹簧弹性势能的增加量等于圆环重力势能的减少量，故a错误，c正确；在整个过程中弹簧先逐渐压缩，再恢复原长，最后又伸长，弹簧的压缩量最大时，圆环的速度还在增大，故b、d均错误.7.【解析】选d.小物体以-v的初速度放到传送带上，到后来速度变为和传送带相同的过程中，根据动能定理可知：因小物体的初末动能相等，故合外力做功为0，重力和支持力均未做功，故摩擦力做功w=0，但小物体和传送带在此过程中发生了相对运动，故热量q0,d正确.8.【解析】选a.由于a、b始终相对静止，故a、b之间没有相对运动，没有摩擦生热，所以拉力f做的功全部转化为a、b的动能.物体a获得的能量是在a、b加速过程中静摩擦力对a所做的功，故选项a正确，b、c、d错误.9.【解析】男孩从桥面自由下落到紧靠水面的c点的过程中，重力势能的减少量对应弹性势能的增加量，男孩速度最大时，应位于加速度为零的位置.(1)由功能转化关系可知，mgh=es (2分)es=501045 j=2.25104 j(1分)又es=,x=45 m-15 m=30 m(2分)所以k=n/m=50 n/m(2分)(2)男孩加速度为零时，mg=kx,(2分)得x=10 m(1分)由能量转化和守恒定律得：mg(hab+x)= (2分)所以vm=20 m/s.(2分)答案：(1)2.25104 j 50 n/m (2)20 m/s10.【解题指南】解答本题时应注意以下两点：(1)滑块穿过p孔后做竖直上抛运动.(2)滑块穿过p孔竖直上抛的时间内，平台转动的可能角度.【解析】(1)设滑块滑至b点时速度为vb,对滑块由a点到b点应用动能定理有-mg5r=- (2分)对滑块在b点，由牛顿第二定律有fn-mg= (2分