高考物理二轮复习 第1部分 核心突破 专题2 能量、动量和原子物理 第2讲 功能关系和能量守恒演练.doc

第2讲 功能关系和能量守恒演练1(多选)如图所示，在绝缘的斜面上方，存在着匀强电场，电场方向平行于斜面向上，斜面上的带电金属块在平行于斜面的力F作用下沿斜面移动已知金属块在移动的过程中，力F做功32 J，金属块克服电场力做功8 J，金属块克服摩擦力做16 J，重力势能增加18 J，则在此过程中金属块的 (AD)A动能减小10 JB电势能增加24 JC机械能减少24 JD内能增加16 J2(2016天津模拟题)足够长的水平传送带以恒定速度v匀速运动，某时刻一个质量为m的小物块以大小也是v、方向与传送带的运动方向相反的初速度冲上传送带，最后小物块的速度与传送带的速度相同在小物块与传送带间有相对运动的过程中，滑动摩擦力对小物块做的功为W，小物块与传送带间因摩擦产生的热量为Q，则下列判断中正确的是(B)AW0，Qmv2BW0，Q2mv2CW，Qmv2DWmv2，Q2mv2解析：对小物块，由动能定理有Wmv2mv20，设小物块与传送带间的动摩擦因数为，则小物块与传送带间的相对路程x相对，这段时间内因摩擦产生的热量Qmgx相对2mv2，选项B正确3(2016乌鲁木齐二诊，多选)如图所示，物体A经一轻质弹簧与下方地面上物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B质量均为m且都处于静止状态一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向现在挂钩上挂一质量为m的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升若将物体C换成另一个质量为2m的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次物体B刚离地时，物体A的(AD)A加速度为零B加速度为gC动能为D动能为解析：两次使B刚离开场面的瞬间，弹簧的弹力等于B的重力，弹簧的伸长量相等；挂钩上挂物体C时，A先加速再减速，在B刚离开地面时，A受到的合力等于弹簧弹力，等于mg；挂钩上挂物体D时，B刚离开地面时，A受弹簧弹力mg，受自身重力mg，绳子拉力为2mg，合力为零，加速度为零，选项A正确，选项B错误；两次弹簧的形变量是相同的，弹簧的弹性势能相同，弹簧的长度变化了x，D的质量是A的两倍，动能是A的两倍，根据EkAEkD2mgxmgx整理得3EkAmg，EkA，选项C错误，选项D正确4(2016山东青岛检测，多选)如图所示，固定在水平面上的光滑斜面倾角为30，质量分别为M、m的两个物体通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧，斜面底端有一与斜面垂直的挡板，开始时用手按住物体M，此时M距离挡板的距离为s，滑轮两边的细绳恰好伸直，且弹簧处于原长状态已知M2m，空气阻力不计松开手后，关于二者的运动下列说法中正确的是(BD)AM和m组成的系统机械能守恒B若M的速度最大时，m与地面间的作用力为零C若M恰好能到达挡板处，则此时m的速度为零D若M恰好能到达挡板处，则此过程中重力对M做的功等于弹簧弹性势能的增加量与物体m的机械能增加量之和解析：M、m和弹簧组成的系统机械能守恒，选项A错误；当M的速度最大时，弹簧弹力FMgsin 30mg，所以m与地面间的作用力为零，选项B正确；若M恰好能到达挡板处，M有一段做减速运动，绳子拉力大于mg，m向上做加速运动，m的速度不为零，选项C错误；重力对M做的功等于M重力势能的减少量，根据机械能守恒定律，M重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量与物体m的机械能增加量之和，选项D正确5(2016兰州模拟)如图所示，竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成，AB恰好与圆弧CD在C点相切，轨道固定在水平面上一个质量为m的小物块(可视为质点)从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB，沿着轨道运动，由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点已知水平轨道AB长为L.求：(1)求小物块与水平轨道间的动摩擦因数.(2)为了保证小物块不从轨道D端离开轨道，求圆弧轨道的半径R至少是多大？(3)若圆弧轨道的半径R取第(2)问计算出的最小值，增大小物块的初动能，使得小物块冲上轨道后可以达到的最大高度是1.5R，试求小物块的初动能并分析小物块能否停在水平轨道上，如果能，将停在何处？如果不能，将以多大速度离开水平轨道？解析：(1)小物块最终停在AB的中点，在这个过程中，由动能定理得mg(L0.5L)E即(2)若小物块刚好到达D处速度为零，由动能定理知mgLmgRE，所以CD圆弧轨道的半径至少为R.(3)设小物块以初动能E冲上轨道，可以达到的最大高度是1.5R，由动能定理知mgL1.5mgRE解得E.小物块滑回C点时的动能为EC1.5mgR，由于ECmgL，故小物块将停在轨道上设小物块停在距离A点x处，有mg(Lx)EC，得xL.即小物块最终停在水平轨道AB上，距A点L处答案：见解析6(2016苏州市期末质检)如图所示，在竖直平面内有轨道ABCDE，其中BC是半径为R的四分之一圆弧轨道，AB(ABR)是竖直轨道，CE是水平轨道，CDR.AB与BC相切于B点BC与CE相切于C点，轨道的AD段光滑，DE段粗糙且足够长，一根长为R的轻杆两端分别固定着两个质量均为m的相同小球P、Q(视为质点)，将轻杆锁定在图示位置，并使Q与B等高现解除锁定释放轻杆，轻杆将沿轨道下滑，重力加速度为g.(1)Q球经过D点后，继续滑行距离s停下(sR)求小球与DE段之间的动摩擦因数；(2)求Q球到达C点时的速度大小解析：(1)由能量守恒定律，mgRmg2Rmgsmg(sR)，解得：.(2)轻杆由释放到Q球到达C点时，系统的机械能守恒，设P、Q两球的速度大小分别为vp、vQ，则mgRmg(1sin 30)Rmvmv，又vpvQ，联立解得：vQ.答案：见解析7(2016北京朝阳区4月模拟)如图甲所示，倾角37的粗糙斜面固定在水平面上，斜面足够长一根轻弹簧一端固定在斜面的底端，另一端与质量m1.0 kg的小滑块(可视为质点)接触，滑块与弹簧不相连，弹簧处于压缩状态当t0释放滑块在00.24 s时间内，滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示已知弹簧的劲度系数k2.0102 N/m，当t0.14 s时，滑块的速度v12.0 m/s.g取10 m/s2，sin 370.6 ，cos 370.8.弹簧弹性势能的表达式为Epkx2(式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量)求：(1)斜面对滑块摩擦力的大小Ff；(2)t0.14 s时滑块与出发点间的距离d；(3)在00.44 s时间内，摩擦力做的功W.解析：(1)当t10.14 s时，滑块与弹簧开始分离，此后滑块受重力、斜面的支持力和摩擦力，滑块开始做匀减速直线运动由题中图乙可知，在这段过程中滑块加速度的大小a110 m/s2.根据牛顿第二定律有mgsin Ffma1所以Ff4.0 N(2)当t10.14 s时弹簧恰好恢复原长，所以此时滑块与出发点间的距离d等于t00时弹簧的形变量x，所以在00.14 s时间内弹簧弹力做的功W弹Ep初Ep末kd2，在这段过程中，根据动能定理有W弹mgdsin Ffdmv0，可求得d0.20 m(3)设从t10.14 s时开始，经时间t1滑块的速度减为零，则有t10.20 s.这段时间内滑块运动的距离x10.2