2020版高考物理一輪復習 分層規(guī)范快練18 功能關系 能量守恒定律 新人教版.doc

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分層規(guī)范快練(十八)功能關系能量守恒定律 雙基過關練1.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧形軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力已知AP2R，重力加速度為g，則小球從P至B的運動過程中()A重力做功2mgRB機械能減少mgRC合外力做功mgRD克服摩擦力做功mgR解析：A項，重力做的功WGmghmgR，故A錯誤；B項，小球在B時恰好對軌道沒有壓力，重力提供向心力，由牛頓第二定律得：mgm，解得：vB，從P到B的過程，由動能定理可得：mgRWfmv0，解得：WfmgR，則物體機械能減少mgR，故B錯誤；C項，由動能定理可得，合外力做的功WmvmgR，故C錯誤；D項，由B可知，克服摩擦力做功mgR，故D正確故選D.答案：D2.(多選)一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點時距水面還有數(shù)米距離假定空氣阻力可忽略，運動員可視為質(zhì)點，下列說法正確的是()A運動員到達最低點前重力勢能始終減小B蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負功，彈性勢能增加C蹦極過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒D蹦極過程中，重力勢能的改變量與重力勢能零點的選取有關解析：在運動員到達最低點前，運動員一直向下運動，根據(jù)重力勢能的定義可知重力勢能始終減小，故選項A正確；蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力方向向上，而運動員向下運動，所以彈力做負功，彈性勢能增加，故選項B正確；對于運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)，蹦極過程中只有重力和彈力做功，所以系統(tǒng)機械能守恒，故選項C正確；重力做功是重力勢能轉(zhuǎn)化的量度，即WGEp，而蹦極過程中重力做功與重力勢能零點的選取無關，所以重力勢能的改變量與重力勢能零點的選取無關，故選項D錯誤答案：ABC3.一線城市道路越來越擁擠，因此自行車越來越受城市人們的喜愛，如圖，當你騎自行車以較大的速度沖上斜坡時，假如你沒有蹬車，受阻力作用，則在這個過程中，下面關于你和自行車的有關說法正確的是()A機械能增加B克服阻力做的功等于機械能的減少量C減少的動能等于增加的重力勢能D因為要克服阻力做功，故克服重力做的功小于克服阻力做的功解析：A項，騎自行車以較大的速度沖上斜坡時，受阻力作用，部分的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以機械能減小，故A不正確；B項，由于你沒有蹬車，受阻力作用，所以除重力外，只有阻力做功，人與自行車克服阻力做的功等于機械能的減少量，故B正確；C項，由于阻力做負功，所以減少的動能大于增加的重力勢能，故C錯誤；D項，克服重力做功，則物體的重力勢能增大，可知克服重力做的功始終等于重力勢能的增加量，故D錯誤故選B.答案：B4.滑塊靜止于光滑水平面上，與之相連的輕質(zhì)彈簧處于自然伸直狀態(tài)，現(xiàn)用恒定的水平外力F作用于彈簧右端，在向右移動一段距離的過程中拉力F做了10 J的功在上述過程中()A彈簧的彈性勢能增加了10 JB滑塊的動能增加了10 JC滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加了10 JD滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒解析：拉力F做功的同時，彈簧伸長，彈性勢能增大，滑塊向右加速，滑塊動能增加，由功能關系可知，拉力做功等于滑塊的動能與彈簧彈性勢能的增加量之和，C正確，A、B、D均錯誤答案：C5.如圖所示，一足夠長的木板在光滑的水平面上以速度v向右勻速運動，現(xiàn)將質(zhì)量為m的物體豎直向下輕輕地放置在木板上的右端，已知物體m和木板之間的動摩擦因數(shù)為，為保持木板的速度不變，從物體m放到木板上到它相對木板靜止的過程中，須對木板施一水平向右的作用力F，那么力F對木板做功的數(shù)值為()A.B.Cmv2 D2mv2解析：由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，拉力F對木板所做的功W一部分轉(zhuǎn)化為物體m的動能，一部分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)能，故Wmv2mgs相，s相vtt，vgt，以上三式聯(lián)立可得Wmv2，故C項正確答案：C6.如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊以一定初速度滑上傾角為的固定斜面，同時施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin ；已知滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)tan ，取出發(fā)點為參考點，能正確描述滑塊運動到最高點過程中產(chǎn)生的熱量Q、滑塊動能Ek、勢能Ep、機械能E隨時間t、位移x關系的是()解析：根據(jù)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)tan 可知，滑動摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin ，物體機械能保持不變，重力勢能隨位移x均勻增大，C項正確，D項錯誤；產(chǎn)生的熱量QFfx，隨位移均勻增大，滑塊動能Ek隨位移x均勻減小，A、B項錯誤答案：C7.(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的物體以某一速度沖上一個傾角為37的斜面，其運動的加速度的大小為0.9 g，這個物體沿斜面上升的最大高度為H，則在這一過程中()A物體的重力勢能增加了0.9mgHB物體的重力勢能增加了mgHC物體的動能損失了0.5mgHD物體的機械能損失了0.5mgH解析：在物體上滑到最大高度的過程中，重力對物體做負功，故物體的重力勢能增加了mgH，故A錯誤，B正確；物體所受的合力沿斜面向下，其合力做的功為WFma1. 5mgH，故物體的動能損失了1.5mgH，故C錯誤；設物體受到的摩擦力為Ff，由牛頓第二定律得mgsin 37Ffma，解得Ff0.3mg.摩擦力對物體做的功為WfFf0.5mgH，因此物體的機械能損失了0.5mgH，故D正確答案：BD8.如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導軌在B點相切，半圓形導軌的半徑為R.一個質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧，當它經(jīng)過B點進入導軌的瞬間對軌道的壓力為其重力的8倍，之后向上運動恰能到達最高點C.不計空氣阻力，試求：(1)物體在A點時彈簧的彈性勢能(2)物體從B點運動至C點的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能解析：(1)設物體在B點的速度為vB，所受彈力為FNB，由牛頓第二定律得：FNBmgm由牛頓第三定律FNBFNB8mg由能量守恒定律可知物體在A點時的彈性勢能EpmvB2mgR(2)設物體在C點的速度為vC，由題意可知mgm，物體由B點運動到C點的過程中，由能量守恒定律得QmvB2(mvC22mgR)解得QmgR.答案：(1)mgR(2)mgR技能提升練9.如圖所示，在高度為h、傾角為30的粗糙固定的斜面上，有一質(zhì)量為m、與一輕彈簧拴接的物塊恰好靜止于斜面底端物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力現(xiàn)用一平行于斜面的力F拉動彈簧的A點，使m緩慢上滑到斜面頂端此過程中()AF做功為2mghBF做的功大于2mghCF做的功等于物塊克服重力做功與克服摩擦力做功之和DF做的功等于物塊的重力勢能與彈簧的彈性勢能增加量之和解析：對施加上力F開始到物塊恰好開始運動的過程，由動能定理得W1W彈0，由功能關系得W彈Ep，對物塊開始運動到到達頂端的過程，由動能定理得0W2mghmgcos302h，解以上各式得WFW1W2Ep2mgh，可見F做的功大于2mgh，故選項A錯誤、B正確；全過程外力F做的功等于物塊的重力勢能與彈簧的彈性勢能增加量以及摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能之和，故選項C、D錯誤答案：B10.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，上升高度為H時，電梯的速度為v電梯，物體的速度達到v，物體上升的高度為H物，彈簧的彈性勢能為Ep彈，重力加速度為g，則在這段運動過程中，下列說法中正確的是()A輕質(zhì)彈簧對物體的拉力所做的功等于mv2B鋼索的拉力所做的功等于mv2MgHC輕質(zhì)彈簧對物體的拉力所做的功大于mv2D鋼索的拉力所做的功等于mv2MgHMvmgH物Ep彈解析：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，故A錯誤，C正確；鋼索的拉力做的功應等于系統(tǒng)增加的動能、重力勢能和彈性勢能之和，即系統(tǒng)增加的機械能，所以鋼索的拉力做功應大于mv2MgH，故B錯誤；由于物體是由靜止開始向上做加速運動，所以彈簧的彈力增大，可知物體上升的高度小于H，但彈性勢能增大，故拉力做功Wmv2MgHMvmgH物Ep彈，故D正確答案：CD11.如圖所示，水平傳送帶在電動機帶動下以速度v12 m/s勻速運動，小物體P、Q質(zhì)量分別為0.2 kg和0.3 kg，由通過定滑輪且不可伸長的輕繩相連，t0時刻P放在傳送帶中點處由靜止釋放已知P與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5，傳送帶水平部分兩端點間的距離為4 m，不計定滑輪質(zhì)量及摩擦，P與定滑輪間的繩水平，g取10 m/s2.(1)判斷P在傳送帶上的運動方向并求其加速度大小(2)求P從開始到離開傳送帶水平端點的過程中，與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量(3)求P從開始到離開傳送帶水平端點的過程中，電動機多消耗的電能解析：(1)傳送帶給P的摩擦力Ffm1g1 N小于Q的重力m2g3 N，P將向左運動根據(jù)牛頓第二定律，對P，F(xiàn)Tm1gm1a對Q，m2gFTm2a解得a4 m/s2.(2)從開始到末端：v22a，t，傳送帶的位移sv1t，Qm1g4 J.(3)電動機多消耗的電能為克服摩擦力所做的功解法一：E電W克m1gs，E電2 J.解法二：E電m2g(m1m2)v2Q，E電2 J答案：(1)向左4 m/s2(2)4 J(3)2 J