【志鴻優(yōu)化設(shè)計】（江蘇專用）2014屆高考物理 第五章功和能 機械能及其守恒定律第四節(jié)功能關(guān)系 能量守恒定律練習(xí)

《【志鴻優(yōu)化設(shè)計】（江蘇專用）2014屆高考物理 第五章功和能 機械能及其守恒定律第四節(jié)功能關(guān)系 能量守恒定律練習(xí)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【志鴻優(yōu)化設(shè)計】（江蘇專用）2014屆高考物理 第五章功和能 機械能及其守恒定律第四節(jié)功能關(guān)系 能量守恒定律練習(xí)（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 課時作業(yè)23　功能關(guān)系　能量守恒定律 一、單項選擇題（每題6分，共18分） 1．如圖所示，某段滑雪雪道傾角為30°，總質(zhì)量為m（包括雪具在內(nèi)）的滑雪運動員從距底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑，加速度為g。在他從上向下滑到底端的過程中，下列說法正確的是（　　） A．運動員減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能 B．運動員獲得的動能為mgh C．運動員克服摩擦力做功為mgh D．下滑過程中系統(tǒng)減少的機械能為mgh 2．如圖所示，電梯的質(zhì)量為M，其天花板上通過一輕質(zhì)彈簧懸掛一質(zhì)量為m的物體。電梯在鋼索的拉力作用下由靜止開始豎直向上加速運動，當(dāng)上升高度為H時，電梯的速度達(dá)到v，則在

2、這段運動過程中，以下說法正確的是（　?。? A．輕質(zhì)彈簧對物體的拉力所做的功等于mv2 B．鋼索的拉力所做的功等于mv2＋MgH C．輕質(zhì)彈簧對物體的拉力所做的功大于mv2 D．鋼索的拉力所做的功等于（m＋M）v2＋（m＋M）gH 3．如圖所示，有三個斜面1、2、3，斜面1與2底邊相同，斜面2和3高度相同，同一物體與三個斜面的動摩擦因數(shù)相同，當(dāng)它們分別沿三個斜面從頂端由靜止下滑到底端時，下列說法正確的是（　?。? A．三種情況下物體損失的機械能ΔE3＞ΔE2＞ΔE1 B．三種情況下摩擦產(chǎn)生的熱量Q1＝Q2＜Q3 C．到達(dá)底端的速度v1＞v2＝v3 D．運動的時間t1＜t2

3、＜t3 二、多項選擇題（每題8分，共24分） 4．（2012·大連模擬）如圖所示，平直木板AB傾斜放置，板上的P點距A端較近，小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)由A到B逐漸減小。先讓物塊從A由靜止開始滑到B。然后，將A著地，抬高B，使木板的傾角與前一過程相同，再讓物塊從B由靜止開始滑到A。上述兩過程相比較，下列說法中一定正確的有（　?。? A．物塊經(jīng)過P點的動能，前一過程較小 B．物塊從頂端滑到P點的過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量，前一過程較少 C．物塊滑到底端的速度，前一過程較大 D．物塊從頂端滑到底端的時間，前一過程較長 5．如圖所示，置于足夠長斜面上的盒子A內(nèi)放有光滑球B，B恰與A前、后

4、壁接觸，斜面光滑且固定于水平地面上。一輕質(zhì)彈簧的一端與固定在斜面上的木板P拴接，另一端與A相連。今用外力推A使彈簧處于壓縮狀態(tài)，然后由靜止釋放，則從釋放盒子直至其獲得最大速度的過程中（　?。? A．彈簧的彈性勢能一直減小直至為零 B．A對B做的功等于B機械能的增加量 C．彈簧彈性勢能的減少量等于A和B機械能的增加量 D．A所受重力做功和彈簧彈力做功的代數(shù)和小于A動能的增加量 6．（2012·浙江溫州期末）如圖所示，質(zhì)量分別為m1和m2的兩個小球A、B，帶有等量異種電荷，通過絕緣輕彈簧相連接，置于絕緣光滑的水平面上。當(dāng)突然加一水平向右的勻強電場后，兩小球A、B將由靜止開始向兩側(cè)運動，

5、在以后的整個運動過程中，對兩個小球和彈簧組成的系統(tǒng)（設(shè)整個過程中不考慮電荷間庫侖力的作用且彈簧不超過彈性限度），以下說法正確的是（　?。? A．系統(tǒng)機械能不斷增加 B．彈簧對A、B兩球做正功 C．當(dāng)彈簧長度達(dá)到最大值時，系統(tǒng)機械能最大 D．當(dāng)小球所受電場力與彈簧的彈力相等時，系統(tǒng)動能最大 三、非選擇題（分值依次為18分、20分、20分） 7．如圖，一個質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點）以某一初速度從A點水平拋出，恰好從圓管BCD的B點沿切線方向進入圓管，經(jīng)BCD從圓管的最高點D射出，恰好又落到B點。已知圓弧的半徑為R且A與D在同一水平線上，BC弧對應(yīng)的圓心角θ=60°，不計空氣阻力。求

6、： （1）小球從A點做平拋運動的初速度v0的大小； （2）在D點處管壁對小球的作用力N； （3）小球在圓管中運動時克服阻力做的功Wf。 8．飛機若僅依靠自身噴氣式發(fā)動機推力起飛需要較長的跑道，某同學(xué)設(shè)計在航空母艦上安裝電磁彈射器以縮短飛機起飛距離，他的設(shè)計思想如下：如圖所示，航空母艦的水平跑道總長l＝180 m，其中電磁彈射器是一種長度為l1＝120 m的直線電機，這種直線電機從頭至尾可以提供一個恒定的牽引力F牽。一架質(zhì)量為m＝2.0×104 kg的飛機，其噴氣式發(fā)動機可以提供恒定的推力F推＝1.2×105 N。考慮到飛機在起飛過程中受到的阻力與速度大小有關(guān)，假設(shè)在電磁彈射階段的平

7、均阻力為飛機重力的0.05倍，在后一階段的平均阻力為飛機重力的0.2倍。飛機離艦起飛的速度v＝100 m/s，航母處于靜止?fàn)顟B(tài)，飛機可視為質(zhì)量恒定的質(zhì)點。請你求出（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）： （1）飛機在后一階段的加速度大?。? （2）電磁彈射器的牽引力F牽的大??； （3）電磁彈射器輸出效率可以達(dá)到80%，則每彈射這樣一架飛機電磁彈射器需要消耗多少能量。 9．如圖所示，AB為半徑R＝0.8 m的1/4光滑圓弧軌道，下端B恰與小車右端平滑對接。小車質(zhì)量M＝3 kg，車長L＝2.06 m，車上表面距地面的高度h＝0.2 m?，F(xiàn)有一質(zhì)量m＝1 kg的滑塊，由軌道頂端無初速釋放，滑到B端

8、后沖上小車。已知地面光滑，滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，當(dāng)車運行了1.5 s時，車被地面裝置鎖定。（取g＝10 m/s2）試求： （1）滑塊到達(dá)B端時，軌道對它支持力的大??； （2）車被鎖定時，車右端距軌道B端的距離； （3）從車開始運動到被鎖定的過程中，滑塊與車面間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能大小； （4）滑塊落地點離車左端的水平距離。 參考答案 1．D 2．C　解析：輕質(zhì)彈簧對物體的拉力所做的功等于物體增加的動能和重力勢能，大于mv2，選項A錯誤，C正確；鋼索的拉力所做的功等于電梯和物體增加的動能和重力勢能，選項B錯誤；由于電梯豎直向上做加速運動，彈簧長度增大，電梯

9、上升高度為H時，物體上升高度小于H，鋼索的拉力所做的功小于（m＋M）v2＋（m＋M）gH，選項D錯誤。 3．B　解析：斜面上摩擦力做的功等效為μmgs水平，斜面1、2的水平位移相同，故產(chǎn)生熱量和損失機械能相同，A錯；斜面2的水平位移小于3的水平位移，故從斜面3下滑時產(chǎn)生熱量較多，B對；斜面1、2比較，物體損失能量相同，但物體從斜面1下滑時重力勢能較大，到底端時速率較大，斜面2和3比較，物體從斜面3下滑損失能量較多，初始重力勢能相同，故從斜面3下滑到底端時速率最小，C錯；由于動摩擦因數(shù)和斜面1、2的傾角關(guān)系未知，無法確定t1和t2，但顯然t2小于t3，D錯。 4．AD　解析：前一過程，從A到

10、P，所受摩擦力較大，下滑加速度較小，位移較小，故在P點的動能較小；后一過程，從B到P，下滑加速度較大，位移較大，故在P點的動能較大，所以A正確；兩過程中，前者摩擦力大，位移小，后者摩擦力小，位移大，無法比較產(chǎn)生熱量的大小，故B不正確；物塊滑到底端的兩過程合外力的功相同，根據(jù)動能定理，滑到底端速度相等，即C不正確；由牛頓第二定律，結(jié)合兩次加速度變化特點，兩次v－t圖象如圖所示，位移相等，故前一過程時間較長，D正確。 5．BC 6．CD　解析：首先要弄清系統(tǒng)的整個運動過程：兩球在恒定的電場力的作用下分別向兩側(cè)運動，初始階段，恒定的電場力大于彈力，但彈力逐漸增大，所以合力指向兩側(cè)，大小逐漸減

11、小，加速度也逐漸減小，兩小球均做加速度逐漸減小的加速運動；當(dāng)彈力增大到等于電場力時，加速度為零，小球速度達(dá)到最大（注意此時系統(tǒng)動能最大）；之后，彈力繼續(xù)增大，彈力大于電場力，合力指向內(nèi)側(cè)，大小逐漸增大，加速度方向指向內(nèi)側(cè)即與運動方向相反，大小逐漸增大，所以小球做加速度逐漸增大的減速運動；當(dāng)彈簧長度達(dá)到最大值時，彈力最大，加速度最大，小球速度均為零；因為此時小球受力不平衡，合力指向內(nèi)側(cè)，所以小球又要折回，向內(nèi)側(cè)運動，彈力逐漸減小，小球做加速度逐漸減小的加速運動，當(dāng)彈力減小到等于電場力時，加速度為零，小球速度達(dá)到最大（注意此時系統(tǒng)動能最大），之后，彈力繼續(xù)減小，彈力小于電場力，合力指向外側(cè)，大小逐

12、漸增大，小球做加速度逐漸增大的減速運動。 根據(jù)以上分析可知，在小球向兩邊運動的過程中，電場力對兩小球均做正功，系統(tǒng)機械能不斷增加，但當(dāng)小球折回時，電場力做負(fù)功，系統(tǒng)的機械能減小，所以選項A錯誤；小球向兩側(cè)運動時，彈簧對兩球均做負(fù)功，當(dāng)小球折回時，彈簧做正功，所以選項B錯誤；當(dāng)彈簧長度達(dá)到最大值時，電場力對系統(tǒng)做的正功最大，所以系統(tǒng)機械能最大，選項C正確；當(dāng)小球所受電場力與彈簧的彈力相等時，小球速度最大，系統(tǒng)動能最大，選項D正確。本題答案為C、D。 7．答案：（1）　（2）mg　方向豎直向上?。?）mgR 解析：（1）小球從A到B：豎直方向v＝2gR（1＋cos 60°）＝3gR 則vy

13、＝ 在B點，由速度關(guān)系v0＝＝ （2）小球從D到B：豎直方向R（1＋cos 60°）＝gt2 解得：t＝ 則小球從D點拋出的速度vD＝＝ 在D點，由向心力公式得：mg－N＝m 解得：N＝mg　方向豎直向上 （3）從A到D全程應(yīng)用動能定理：－Wf＝mv－mv 解得：Wf＝mgR 8．答案：（1）4.0 m/s2　（2）6.8×105 N?。?）1.0×108 J 解析：（1）令后一階段飛機加速度為a2，平均阻力為f2＝0.2mg， 則F推－f2＝ma2 得：a2＝4.0 m/s2 （2）由動能定理：F牽l1＋F推l－f1l1－f2（l－l1）＝mv2 得F牽＝6.8×

14、105 N （3）電磁彈射器對飛機做功W＝F牽l1＝8.2×107 J 則其消耗的能量E＝＝1.0×108 J 9．答案：（1）30 N?。?）1 m?。?）6 J?。?）0.16 m 解析：（1）設(shè)滑塊到達(dá)B端時速度為v， 由動能定理，得mgR＝mv2 由牛頓第二定律，得FN－mg＝m 聯(lián)立兩式，代入數(shù)值得軌道對滑塊的支持力：FN＝3mg＝30 N。 （2）當(dāng)滑塊滑上小車后，由牛頓第二定律，得 對滑塊有：－μmg＝ma1 對小車有：μmg＝Ma2 設(shè)經(jīng)時間t兩者達(dá)到共同速度，則有：v＋a1t＝a2t 解得t＝1 s。由于1 s＜1.5 s，此時小車還未被鎖定，兩者的共同速度：v′＝a2t＝1 m/s 因此，車被鎖定時，車右端距軌道B端的距離：x＝a2t2＋v′t′＝1 m。 （3）從車開始運動到被鎖定的過程中，滑塊相對小車滑動的距離Δx＝t－a2t2＝2 m 所以產(chǎn)生的內(nèi)能：E＝μmgΔx＝6 J。 （4）對滑塊由動能定理，得－μmg（L－Δx）＝mv″2－mv′2 滑塊脫離小車后，在豎直方向有：h＝gt″2 所以，滑塊落地點離車左端的水平距離：x′＝v″t″＝0.16 m。 5