【全程复习方略】福建省2014届高三物理 5.4功能关系能量守恒定律B课时提能演练 鲁科版

1 20142014 届高三物理 鲁科版届高三物理 鲁科版 福建 全程复习方略课时提能演练 福建 全程复习方略课时提能演练 5 45 4 功能关系功能关系 能量守恒定律能量守恒定律 B B 40 40 分钟分钟 100100 分分 一 选择题一 选择题 本大题共本大题共 8 8 小题 每小题小题 每小题 9 9 分 共分 共 7272 分分 每小题只有一个选项正确每小题只有一个选项正确 1 2012 天门模拟 如图所示 质量为 m 的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高 度 该高度比他起跳时的重心高出 h 则他从起跳后至越过横杆的过程中克服重力所做的功 A 都必须大于 mgh B 都不一定大于 mgh C 用背越式不一定大于 mgh 用跨越式必须大于 mgh D 用背越式必须大于 mgh 用跨越式不一定大于 mgh 2 2012 长春模拟 如图所示 在光滑四分之一圆弧轨道的顶端 a 点 质量为 m 的物块 可视为质点 由静止开始下滑 经圆弧最低点 b 滑上粗糙水平面 圆弧轨道在 b 点与水平轨道平滑相接 物块最 终滑至 c 点停止 若圆弧轨道半径为 R 物块与水平面间的动摩擦因 数为 下列说法错误的是 A 物块滑到 b 点时的速度为gR B 物块滑到 b 点时对 b 点的压力是 3mg C c 点与 b 点的距离为 R D 整个过程中物块机械能损失了 mgR 3 易错题 一质量为 m 的物体以某一速度冲上一个倾角为 37 的斜面 其运动的加速度的大小为 0 9g 这个物体沿斜面上升的最大高度为 H 则在这个过程 2 中 A 物体的重力势能增加了 0 9mgH B 物体的重力势能增加了 0 6mgH C 物体的动能损失了 0 5mgH D 物体的机械能损失了 0 5mgH 4 2012 南通模拟 如图甲所示 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 0 x1过程的图线是 曲线 x1 x2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 物体在沿斜面向上运动 B 在 0 x1过程中 物体的加速度一直减小 C 在 0 x2过程中 物体先减速再匀速 D 在 x1 x2过程中 物体的加速度为 gsin 5 2012 中山模拟 如图所示 A B 两物体用一根跨过定滑轮的 细绳相连 置于固定斜面体的两个斜面上的相同高度处 且都处于 静止状态 两斜面的倾角分别为 和 若不计摩擦 剪断细绳 后 下列关于两物体说法中正确的是 A 两物体着地时所受重力的功率相同 B 两物体着地时的动能相同 C 两物体着地时的速度相同 D 两物体着地时的机械能相同 6 创新题 将三个不同的斜面如图所示放置 其中斜面 1 与 2 底边相同 斜 3 面 2 和 3 高度相同 同一物体与三个斜面间的动摩擦因数均相同 在物体分别沿三个斜面从顶端由静止 下滑到底端的过程中 下列说法正确的是 A 三种情况下物体损失的机械能 E3 E2 E1 B 三种情况下摩擦产生的热量 Q1 Q2 Q3 C 到达底端的速度 v1 v2 v3 D 到达底端的速度 v1 v2 v3 7 2012 临沂模拟 第十三届田径锦标赛于 2011 年 8 月在韩国大邱举行 在撑杆跳比赛中 波兰选手沃伊 切霍夫斯基以 5 90 m 的高度夺金 如果把撑杆跳全过程分成四个阶段 a b b c c d d e 如图所 示 则对这四个阶段的下列描述正确的有 A a b 为加速助跑阶段 人和杆的机械能在增加 B b c 为杆弯曲人上升阶段 系统动能 重力势能和弹性势能在增加 C c d 为杆伸直人上升阶段 人的动能转化为重力势能 D d e 为人过横杆后的下落阶段 重力所做的功等于人机械能的增加量 8 2012 三明模拟 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 下列说法正确的是 A 电动机做的功为 2 1 mv 2 B 摩擦力对物体做的功为 mv2 4 C 传送带克服摩擦力做的功为 2 1 mv 2 D 电动机增加的功率为 mgv 二 非选择题二 非选择题 本大题共本大题共 2 2 小题 共小题 共 2828 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 预测题 2012 聊城模拟 14 分 如图所示 水 平光滑地面上停放着一辆小车 左侧靠在竖直墙壁 上 小车的四分之一圆弧轨道 AB 光滑 在最低点 B 与水平轨道 BC 相切 BC 的长度 L 2 m 圆弧半径 R 1 m 整个轨道处于同一竖直平面内 可视为质点的物块从 C 点以 8 m s 初速度向左运动 物块与 BC 部分的动 摩擦因数 0 7 已知物块质量为 m 1 kg 小车的质量 M 3 5 kg g 10 m s2 求 1 物块到达圆弧轨道最低点 B 时对轨道的压力及离开 B 点上升的最大高度 2 物块滑向 B 点后再经多长时间离开小车及小车运动的最大速度 10 2012 常熟模拟 14 分 如图所示 遥控电动赛车 可视为质点 从 A 点由静止出发 经过时间 t 后关闭 电动机 赛车继续前进至 B 点后进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道 通过轨道最高点 P 后又进入水平 轨道 CD 上 已知赛车在水平轨道 AB 部分和 CD 部分运动时受到的阻力恒为车重的 0 5 倍 即 k Ff mg 0 5 赛车的质量 m 0 4 kg 通电后赛车的电动机以额定功率 P 2 W 工作 轨道 AB 的长度 L 2 m 圆形轨道的半 径 R 0 5 m 空气阻力可以忽略 取重力加速度 g 10 m s2 某次比赛 要求赛车在运动过程中既不能脱离轨 道 又要在 CD 轨道上运动的路程最短 在此条件下 求 1 赛车在 CD 轨道上运动的最短路程 2 赛车电动机工作的时间 答案解析答案解析 1 解析 选 C 采用背越式跳高方式时 运动员的重心升高的高度可以低于横杆 而采用跨越式跳高方 5 式时 运动员的重心升高的高度一定高于横杆 故用背越式时克服重力做的功不一定大于 mgh 而采用跨 越式时克服重力做的功一定大于 mgh C 正确 2 解析 选 A 由 a 到 b 的过程中 应用机械能守恒定律可得 得 A 错误 2 b 1 mgRmv 2 b v2gR 由得 FNb 3mg B 正确 由能量守恒可得 mgR mg xbc 0 得 C 正确 在 2 b Nb v Fmgm R bc R x 整个过程中 克服摩擦力做功为 mgxbc mgR 故机械能损失了 mgR D 正确 3 解析 选 D 由 mgsin37 f ma 可得 f 0 3mg 物体上滑过程中 物体重力做负功 大小为 mgH 故 重力势能增加了 mgH A B 错误 物体机械能的损失等于物体克服阻力所做的功 其大小为 0 5mgH D 正确 由得 3gH 故物体动能损失为 1 5mgH C 错误 H f sin37 A 2 0 H v2a sin37 2 0 v 2 0 1 mv 2 4 解析 选 D 由图乙可知 在 0 x1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 E x 图线中的 0 x1阶段 图线的斜率变小 故力 F 在此过程中逐渐减小 由 mgsin F ma 可知 物体的加速度逐渐增大 A B C 错误 x1 x2过程中 物体机械能保持不变 F 0 故此过程中物体的加速度 a gsin D 正确 变式备选 2012 桂林模拟 如图所示 劲度系数为 k 的轻弹簧竖直放置 下端固定在 水平地面上 一质量为 m 的小球 从离弹簧上端高 h 处由静止释放 那么从小球压上弹簧 后继续向下运动到最低点的过程中 以下说法正确的是 A 弹簧的弹性势能先增大后减小 B 小球刚接触弹簧时动能最大 C 小球所受合力的最大值可能等于重力 D 该过程的某一阶段内 小球的动能增大而小球的机械能减少 解析 选 D 小球压上弹簧后继续向下运动到最低点的过程中 弹簧的压缩量增大 弹簧 的弹性势能逐渐增大 A 错误 小球压上弹簧后的开始阶段 仍有 mg kx 故小球还要继续加速 而此过 程中小球的机械能有一部分转化为弹簧的弹性势能 小球机械能减少了 故 D 正确 B 错误 小球在最低 点时合力最大 方向向上 其合力一定大于 mg C 错误 5 解析 选 A 由剪断细绳前两物体平衡可得 mAgsin mBgsin 由机械能守恒得 可 2 1 mgHmv 2 知两物体着地时的速度 故它们的速度大小相同 方向不同 但因物体质量不同 故两物体着v2gH 地时的动能和机械能均不同 B C D 错误 由 PA mAgvsin PB mBgvsin 可知 两物体着地时 所受 6 重力的功率相同 A 正确 6 解析 选 D 物体损失的机械能等于因摩擦产生的热量 也等于物体克服摩擦力所做的功 Wf 由 Wf mgcos l可知 Wf3 Wf2 Wf1 故 A B 错误 由动能定理得 mgh Wf 由 h1 h2可知 v1 v2 2 1 mv 2 由 Wf3 Wf2可知 v2 v3 故 C 错误 D 正确 7 解析 选 A 在加速助跑阶段 人和杆的速度增大 其机械能增加 A 正确 在杆弯曲人上升阶段 系统的重力势能和弹性势能在增加 而系统动能减少 B 错误 在 c d 阶段 杆伸直人 上升的过程 杆的弹性势能和人的动能均转化为重力势能 C 错误 人过横杆后的下落阶段 只有重力做功 人的机械能守恒 D 错误 8 解题指南 解答本题时应明确以下两点 1 电动机做的功等于物体获得的动能和产生的热量之和 2 物体相对地面的位移与相对传送带的位移不同 解析 选 D 由能量守恒可知 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之和 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 由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 电动机增加的功率为 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 9 解析 1 物块由 C 到 B 的过程对物块由动能定理得 2 分 22 B 11 mgLmvmv 22 据牛顿第二定律 2 分 2 B N mv Fmg R 由牛顿第三定律 FN FN FN 的大小为 46 N 方向竖直向下 2 分 7 由机械能守恒定律 解得 h 1 8 m 2 分 2 B 1 mghmv 2 2 设物块滑回 B 点至轨道末端 C 处分离用时 t 对物块由牛顿第二定律 mg ma1 对小车有 mg Ma2 2 分 2 分 22 B12 11 v ta t a t L 22 解得 2 ts 3 分离时小车速度最大 v车 a2t 解得 v车 1 33 m s 2 分 答案 1 46 N 方向竖直向下 1 8 m 2 s 1 33 m s 2 3 10 解析 1 要求赛车在运动过程中既不能脱离轨道 又在 CD 轨道上运动的路程最短 则赛车经过圆轨 道 P 点时速度最小 此时赛车对轨道的压力为零 重力提供向心力 2 分 2 P mv mg R C 点的速度 由机械能守恒定律可得 3 分 22 PC 11 mg 2Rmvmv 22 A 由上述两式联立 代入数据可得 vC 5 m s 1 分 设赛车在 CD 轨道上运动的最短路程为 x 由动能定理可得 2 分 2 C 1 kmgx0mv 2 代入数据可得 x 2 5 m 1 分 2 由于竖直圆轨道光滑 由机械能守恒定律可知 vB vC 5 m s 从 A