【全程复习方略】（安徽专用）高中物理 第五章 第4讲 功能关系 能量守恒定律A卷课时提升作业 新人教版.doc

第五章 第4讲 功能关系 能量守恒定律 a卷(40分钟 100分)一、选择题(本大题共7小题,每小题8分,共56分。每小题只有一个答案正确)1.行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰;降落伞在空中匀速下降;条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈,线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同物理过程是()a.重力对物体做功b.物体的动能转化为其他形式的能量c.物体的势能转化为其他形式的能量d.物体的机械能转化为其他形式的能量2.(2013芜湖模拟)起重机将物体由静止举高h时,物体的速度为v,下列各种说法中正确的是(不计空气阻力)()a.拉力对物体所做的功等于物体动能的增量b.拉力对物体所做的功等于物体动能和势能的增量c.拉力对物体所做的功等于物体势能的增量d.物体克服重力所做的功大于物体势能的增量3.如图所示,某人用竖直向上的力缓慢提起长为l、质量为m的置于地面上的铁链,则在将铁链提起到刚要脱离地面的过程中,提力所做的功为()a.mgl b.12mglc.13mgl d.14mgl4.物体在竖直方向上分别做匀速上升、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,减速上升机械能减少b.匀速上升和加速上升机械能增加,减速上升机械能减少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5.(2012山东高考改编)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内货物处于失重状态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6.(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mgv7.(2013安庆模拟)如图所示,一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v匀速运动,现将质量为m的物体竖直向下轻轻地放置在木板的p处。已知物体和木板之间的动摩擦因数为。为保持木板的速率不变,从物体m放到木板上到它相对于木板静止的过程中,对木板施一水平向右的恒力f,力f要对木板做功,若物体m相对于木板的位移为s,则力f做的功的数值不可能为()a.mv2 b.mgs+mv22c.fs d.2mgs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。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)当今流行一种“蹦极”运动,如图所示,在距河面45m高的桥上a点系弹性绳,另一端b点系住重50kg男孩的脚,弹性绳原长ab为15m,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es=kx22计算,式中k为弹性绳的劲度系数,x为弹性绳的形变长度,g=10m/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.(2013江门模拟)(16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=3gr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14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d。汽车在水平路面上的制动过程,重力对其不做功,选项a、c错误;降落伞匀速下降时动能并没有变化,选项b错误。上述各物理过程中减少的机械能转化成其他形式的能量,选项d正确。2.【解析】选b。拉力对物体做的功等于它的机械能的增量,即等于物体动能和势能增量之和,a、c错,b对;物体克服重力做的功等于其重力势能的增量,d错。3.【解析】选b。缓慢提起的过程中铁链动能不变,由功能关系得:wf=e机=12mgl,故选b。4.【解析】选c。无论物体向上加速还是匀速运动,除重力外,其他外力一定对物体做正功,物体机械能都增加,物体向上减速运动时,除重力外,物体受到的其他外力不确定,故无法确定其机械能的变化,c正确。5.【解析】选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错误;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。6.【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:误把外力做的功当作系统机械能的增量。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。7.【解析】选c。由题意知f=mg,设物体从被放于木板上到相对静止用时t,则vt-12vt=s,这段时间内木板前进的位移s木=vt=2s,故力f做功w=f2s=2mgs,c错,d对;对物体根据动能定理mgs=12mv2,故力f做功也可以表示为mv2,a对;根据功能关系,力f的功等于增加的机械能和内能之和,即w=e+q=12mv2+mgs,b对,故选c。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-ff-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= (2分)答案：(1)ffk (2)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=501045j=2.25104j (1分)又es=12kx2,x=45m-15m=30m (2分)所以k=2esx2=22.25104302n/m=50n/m (2分)(2)男孩加速度为零时,mg=kx (2分)解得x=10m (1分)由能量转化和守恒定律得:mg(hab+x)=12kx2+12mvm2 (4分)所以vm=20m/s (2分)答案：(1)2.25104j50n/m (2)20m/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=12mvb2-12mv02 (2分)对滑块在b点,由牛顿第二定律有fn-mg=mvb2r (2分)解得fn=9mg (1分)由牛顿第三定律可知,滑块在b点时对轨道的压力大小fn