2014高三物理一轮复习方略5.4功能关系能量转化与守恒定律汇总

1、课时提能演练（十七）（40分钟100分）一、单项选择题（本大题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分，每小题只 有一个选项符合题意）1. （创新题）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（）B. 都不一定大于 mghC. 用背越式不一定大于 mgh 用跨越式必须大于 mghD. 用背越式必须大于 mgh 用跨越式不一定大于 mgh2. （2012 广州模拟）如图所示， 一个质量为 m 的铁块 沿半径为 R 的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半 圆底部时，轨道所受压力为铁

2、块重力的 1.5 倍，则此过程中铁块损失的机械能为（）11A. 8mgRBymgR13C.2mgRD. 4mgRA.都必须大于 mgh3.（易错题）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

3、能量损失，下列图象所描述的关系中可能正确的是（）4.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 卩，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（）1A. 电动机做的功为 2mVB. 摩擦力对物体做的功为 mV1C. 传送带克服摩擦力做的功为 2mVD. 电动机增加的功率为卩 mgv 二、双项选择题（本大题共 5 小题，每小题 8 分，共 40 分，每小题有 两个选项符合题意）5.2010 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

4、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 s 内，重心升高量为 h，获得的 速度为 v,阻力做功为 Wfe,则在此过程中（）1A. 运动员的机械能增加了2mv1B. 运动员的机械能增加了2mv+ mghC. 运动员的重力做功为 W重=mgh1D. 运动员自身做功W FfMN，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 Eo,则由能量守恒可得：E = Eo Q= Eo FfS，考虑 FfMM FfM N,可知，C 正确，D

5、 错误.4. 【解析】选 D.由能量守恒，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口 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

6、乘积.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.15.【解析】选 B、D.运动员机械能的增加量等于 2mv2+ 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1 1得：W人+WG+ W阻=W人一 mgh + W阻=?mv2，故 W人=?mv

7、2+mgh W阻，D 正确.【变式备选】（双选）（2012 汕头模拟如图所示，质 聲”另Q 量为 M、 长度为I 的小车静止在光滑的水平面上.爲绚- 质量为 m 的小物块（可视为质点）放在小车的最左端.现用一水平恒力 F 作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动.物块和小车之间的摩擦力为 f,物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为 x,在这个过程中，以下结论正确的是（）A. 物块到达小车最右端时具有的动能为（F f）（l + x）B. 物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fxC. 物块克服摩擦力所做的功为 fxD. 物块和小车增加的机械能为 F（x +1）【解析】选 A、B.根据动

8、能定理，物块到达最右端时具有的动能为Eki= F(l +x) -f(l + x)= (F-f)(l + x), A 对；物块到达最右端时，小车 的动能 Ek2= fx,B 项对；由功的定义，摩擦力 f 对物块做的功 Wf= -f(l + x)，所以物块克服摩擦力所做的功为 f(l + x)，C 错；对物块和 小车组成的系统，机械能的增加量为 F(x + I)-Q= F(x + I)-fi,所以 D 项错误.6.【解析】选 A、D.由图乙可知，在 0 xi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 xi阶段，图线的斜率变小，故力 F 在

9、此过程中逐渐减小， 由 mgsin0-F= ma 可知，物体的加速度逐渐增大， A 正确，B、C错误；xiX2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 = gsin0,D 正确.【变式备选】(双选)(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.弹簧的弹性势能逐渐增大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

10、 A、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 正确；小球压上弹 簧后的开始阶段，仍有mgkx，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.7. 【解析】选 A、C.由剪断细绳前两物体平衡可得：mAgsin a=mBgsin1B,由机械能守恒得：mgH = 2mv2，可知两物体着地时的速度v=，2gH，故它们的速度大小相同，但因物体质量不同，故两物体着地 时的动能和机械能均不同，B、D 错误，C 正

11、确；由PA= mAgvsina,PB= mBgvsinB可知，两物体着地时，所受重力的功率相同，A 正确.8. 【解析】选 A、C.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、C 正确.9. 【解析】选 B、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，

12、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 正确、D 错误.10. 【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=50X10X45J =2.25X104J（2 分）1又 Es=2kx2,x=45m -15 m=30m（3 分）2Es2X2.25 X104所以k=x2=302N/m=50N/m（2 分）男孩力口速度为零时，mg=kx（2 分）得x/=10m（2 分）由能量转化和守恒定律得：1 1mg（hAB+ x ）=2 kx 2+2 mvm2（3 分）所以Vm=20m/s.（2 分）答案：（1）2.25X104J 50 N/m （2）20 m/s11. 【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 动能定理有口mg15R =2 mvB12mv2（3 分）对滑块在 B 点，由牛顿第二定律有N一mg=mVBR（2 分）解得N=9mg