高考物理复习专题十四功能关系能量守恒定律专题演练含两年高考一年模拟

1、学习必备欢迎下载考点14功能关系能量守恒定律1(2015 ·江苏单科，9)(两年高考真题演练多选 ) 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A 处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A 处由静止开始下滑，经过 B 处的速度最大，到达C处的速度为零， AC h。圆环在 C处获得一竖直向上的速度恰好能回到A。弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g。则圆环 ()v，A下滑过程中，加速度一直减小12B下滑过程中，克服摩擦力做的功为4mv12C在 C处，弹簧的弹性势能为4mvmghD上滑经过B的速度大于下滑经过B 的速度2(2014 ·广东理综，16) 下

2、图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中和为楔块， 和为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中()A缓冲器的机械能守恒B摩擦力做功消耗机械能C垫板的动能全部转化为内能D弹簧的弹性势能全部转化为动能3(2015 ·福建理综， 21) 如图，质量为 M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道，段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。BC一质量为 m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g。(1)若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力；(2) 若不固定小车， 滑块仍从 A 点由静止下滑， 然后滑入

3、BC轨道，最后从 C点滑出小车。M已知滑块质量m2，在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2 倍，滑学习必备欢迎下载块与轨道 BC间的动摩擦因数为 ，求：滑块运动过程中，小车的最大速度大小vm；滑块从 B 到 C运动过程中，小车的位移大小s。4(2015 ·北京理综，23) 如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计。物块 ( 可视为质点 ) 的质量为 m，在水平桌面上沿x 轴运动，与桌面间的动摩擦因数为 。以弹簧原长时物块的位置为坐标原点，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力O大小为 Fkx， k 为常量。(1) 请画出F随x变化的示意图；并根据图象

4、求物块沿x轴从O点运动到位置xF x的过程中弹力所做的功；(2) 物块由 x1 向右运动到 x3，然后由 x3 返回到 x2，在这个过程中，a求弹力所做的功，并据此求弹性势能的变化量；b求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。学习必备欢迎下载考点 14 功能关系能量守恒定律一年模拟试题精练1(2015 ·北京四中高三月考) 一块长木板 P放在固定斜面上，木板上又放物体M，P、M之间有摩擦，斜面和木板的摩擦不计，以恒力F 沿斜面向上拉木板 P，使之由静止运动一段距离 x1， M向上运动了 x2，且 x2<x1。在此过程中，下列说

5、法中正确的是()A外力 F 做的功等于 P和 M机械能的增量BP对的摩擦力做的功等于机械能的增量MMC外力 F 做的功等于 P和 M机械能的增量与P 克服摩擦力做的功之和D P对 M摩擦力做的功等于M对 P 摩擦力做的功2(2015 ·安徽省宣城市高三八校联考)如图所示， 轻弹簧一端固定在挡板上， 质量为 m的物体以初速度 v0，沿水平面向左运动，起始点 A 与轻弹簧自由端 O距离为 s，物体与水平面间的动摩擦因数为 ，物体与弹簧相碰后弹簧被压缩、由于弹力作用物体被向右反弹，回到A 点的速度刚好为零，则()2v0A弹簧的最大压缩量为2 g2v0B弹簧的最大压缩量为4 g12C弹簧获得

6、的最大弹性势能为4mv0D弹簧获得的最大弹性势能为2mv03(2015 ·湖北省八校高三联考)( 多选 ) 如图甲所示，质量为1 kg 的小物块以初速度v011 m/s从 53°固定斜面底端先后两次滑上斜面，第一次对小物块施加一沿斜面向上的恒力 F，第二次无恒力F。图乙中的两条线段a、b 分别表示存在恒力F 和无恒力 F 时小物块沿斜面向上运动的t图线。不考虑空气阻力， 10 m/s 2，下列说法正确的是 (cos 53°vg0.6 ， sin 53 ° 0.8)()A恒力 F 大小为 1 NB物块与斜面间动摩擦因数为0.6C有恒力F 时，小物块在上升过

7、程产生的热量较少D有恒力F 时，小物块在上升过程机械能的减少量较小4(2015 ·河北省邯郸市高三质检)( 多选 )如图所示，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()学习必备欢迎下载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5(2015 ·湖南雅礼中学高三质检) 如图甲所示， ABC为竖直放置的半径为0.1 m

8、的半圆形轨道， 在轨道的最低点A 和最高点 C各安装了一个压力传感器，可测定小球在轨道内侧通过这两点时对轨道的压力为F 和 F。质量为0.1 kg 的小球，以不同的初速度v 冲入 ABCAC2)轨道。 ( g 取 10 m/s )( 最后结果可用根式表示(1) 若 FA 13 N ，求小球滑经 A 点时的速度 vA的大小；(2) 若 C和A的关系图线如图乙所示且A13 N，求小球由A滑至C的过程中损失的机FFF械能。6(2015 ·天津市六校高三联考) 如图所示，一质量为m 2 kg 的滑块从半径为 R0.2m的光滑四分之一圆弧轨道的顶端A处由静止滑下， A点和圆弧对应的圆心 O点等

9、高，圆弧的底端B 与水平传送带平滑相接。已知传送带匀速运行的速度为v04 m/s ， B 点到传送带右端C 点的距离为 2 m。当滑块滑到传送带的右端C时，其速度恰好与传送带的速度相同。(g 10 m/s 2) ，L求：(1) 滑块到达底端 B 时对轨道的压力；(2) 滑块与传送带间的动摩擦因数 ；(3) 此过程中，由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量Q。参考答案考点 14功能关系能量守恒定律两年高考真题演练1BD 由题意知， 圆环从 A到 C先加速后减速， 到达 B 处的加速度减小为零，故加速学习必备欢迎下载度先减小后增大，故A 错误；根据能量守恒，从A到C有 f p，从C到A有12 pm

10、gh W E2mvE，联立解得：12E12，所以 B 正确， C 错误；根据能量守恒，从mgh WW4mvmgh 4mvffp12121212A 到 B 有 mgh1 2mvB1Ep1 Wf1，从 C 到 B 有2mvEp2 2mvB2 Wf2mgh2，又有 2mv Epmgh W，联立可得v 2 v 1，所以 D正确。 fBB2 B 在弹簧压缩过程中，由于摩擦力做功消耗机械能，因此机械能不守恒，选项A错误， B 正确；垫板的动能转化为弹性势能和内能，选项C、D 均错误。 3解析 (1)滑块滑到 B点时对小车压力最大，从A到 B 机械能守恒12mgR2mvB滑块在 B 点处，由牛顿第二定律知2

11、vBN mg mR解得 N 3mg由牛顿第三定律知N 3mg(2) 滑块下滑到达 B 点时，小车速度最大。由机械能守恒得1m2 1 (2vm) 2mgR 2Mv2m解得 vmgR3 设滑块运动到C点时，小车速度大小为v ，由功能关系C1212mgR mgL 2Mv2m(2 v )CC设滑块从 B 到 C过程中，小车运动加速度大小为a，由牛顿第二定律 mgMa由运动学规律22vCvm 2as解得s 1 3LgR1答案(1)3 mg (2) 33L4解析(1) Fx 图象如图所示学习必备欢迎下载物块沿 x 轴从 O点运动到位置x 的过程中， 弹力做负功， 大小等于图线与x 轴所围成的图形的面积，所

12、以有T112W 2kx· x 2kx(2)a. 物块由 x1向右运动到 x3 的过程中，弹力做负功1 kx )( x x ) 1212W 2( kx2kx2kxT1133113物块由 x3 向左运动到x2 的过程中，弹力做正功W 112122( kx2 kx )( x x ) 2kx2kxT233232整个过程中弹力做功1212W W W 2kx2kx TT1T212弹性势能的变化量1212E W 2kx 2kxpT21b整个过程中，摩擦力做功f (23x12) Wmg xx1212弹力做功 WT 2kx1 2kx2只与初、末状态的位置有关，与移动路径无关，所以我们可以定义一个由物块

13、之间的相互作用力( 弹力 ) 和相对位置决定的能量弹性势能。而摩擦力做功与 x1、x2、x3 有关，即与实际路径有关，所以不可以定义与摩擦力对应的“摩擦力势能”。答案 见解析一年模拟试题精练1 B2C 物体受到的滑动摩擦力大小为f mg，设弹簧的最大压缩量为x，则物块从 A12点再回到 A点的过程中， 2 mg( x s) 2xv02mv，弹簧的最大压缩量4 g s，故 A、B项错012误；从 A 点到弹簧最大压缩量的过程中，Epm mg( s x) 2mv0，因此最大弹性势能为 Epm学习必备欢迎下载102，故 D错误， C 正确。 4mv3 AD 根据 vt中斜率等于加速度的意义可知aav

14、0 11m/s 2 10 m/s 2， abt 11.1v01122mab mgsin53° mgcos 53°，代入数据 t 21m/s 11 m/s，不受拉力时得 0.5 ，受到拉力的作用时ma F mgsin 53° mgcos 53 °，所以 F 1 N，故 A2正确， B 错误；根据运动学公式0 v0x 2，有恒力 F 时，小物块的加速度小，小物块上升的a高度比较大， 所以在上升过程产生的热量较大，故 C 错误； 小物块在最高点的重力势能比较大，而升高的过程动能的减小是相等的，所以在上升过程机械能的减少量较小，故 D 正确。4BCD 小球从 A

15、 出发到返回 A，位移为 0，但整个过程中摩擦力的方向与小球运动的方向始终相反，故整个过程中摩擦力对物体做负功，故A 错误；设 A到 C的高度和 C到 B的高度为 h，AC的距离为 s，斜面的倾角为 ，则有 ssin h，根据 mgh mgscos Ek，可知小球从 A到 C过程中与从 C到 B 过程中合外力对物体做的功相同，故小球减少的动能相等，故B 正确；小球从A 点沿粗糙斜面向上运动，是做匀减速直线运动，C 是 AB的中点，小球从A 到 C与从 C到 B 过程， 速度的变化率相等，故 C正确；克服除重力之外其它力做多少功物体的机械能就减少多少，根据cos E可得小球从A到C过mgs程与从

16、 C到 B 的过程，损失的机械能相等，故D正确。 5解析 (1) 由牛顿第三定律可知，小球在A、 C两点所受轨道的弹力大小F F，FNAANCFC2mvA在 A 点由牛顿第二定律得FNA mg R解得 vA23 m/s2mvC(2) 在 C点由牛顿第二定律得 FNC mg R对 A 至 C的过程，由动能定理得1212Wf mg×2R 2mvC2mvA对A至C的过程，由功能关系得E损 |f |W由以上三式解得损失的机械能为E损0.2 J 。答案(1)2 3 m/s (2)0.2 J6解析(1) 滑块从 A 运动到 B 的过程中，由机械能守恒定律得12mgR2mvB学习必备欢迎下载解得 vB2gR 2 m/s2vB在 B 点： FN mgmR代入解得， FN 60 N由牛顿第三定律可知，滑块对轨道