（浙江專版）2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 機械能及其守恒定律 12 第四節(jié) 功能關(guān)系 能量守恒定律課后達標(biāo)能力提升 新人教版.doc

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12 第四節(jié) 功能關(guān)系 能量守恒定律 一、單項選擇題 1. (2018南京高三模擬考試)一顆小鋼珠從水面上方由靜止釋放落入水中，濺起的水珠跳得比鋼珠釋放時的位置還高，如圖所示．對這種現(xiàn)象下列說法中正確的是(　　) A．水珠濺起的高度超過鋼珠下落時的高度，違背了能量守恒定律 B．小鋼珠下落時具有的重力勢能小于濺起的水珠在最高點的重力勢能 C．小鋼珠下落時具有的重力勢能等于濺起的水珠在最高點的重力勢能 D．小鋼珠下落時具有的重力勢能大于濺起的水珠在最高點的重力勢能 解析：選D.由能量守恒定律可知，由于系統(tǒng)能量損失，小鋼珠下落時具有的重力勢能大于濺起的水珠在最高點的重力勢能，選項D正確． 2．(2018鎮(zhèn)江模擬) 如圖所示，一個質(zhì)量為m的小鐵塊沿半徑為R的固定半圓軌道上邊緣由靜止滑下，到半圓軌道最低點時，軌道所受壓力為鐵塊重力的1.5倍，則此過程中鐵塊損失的機械能為(重力加速度為g)(　　) A.mgR　　　　　　 B．mgR C.mgR D．mgR 解析：選D.鐵塊在最低點，支持力與重力合力等于向心力，即1.5mg－mg＝m，即鐵塊動能Ek＝mv2＝mgR，初動能為零，故動能增加mgR，鐵塊重力勢能減少mgR，所以機械能損失mgR，D項正確． 3. (2018江西重點中學(xué)聯(lián)考)如圖所示，在粗糙的水平面上，質(zhì)量相等的兩個物體A、B間用一輕質(zhì)彈簧相連組成系統(tǒng)，且該系統(tǒng)在水平拉力F作用下以相同加速度保持間距不變一起做勻加速直線運動，當(dāng)它們的總動能為2Ek時撤去水平力F，最后系統(tǒng)停止運動．不計空氣阻力，認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，從撤去拉力F到系統(tǒng)停止運動的過程中(　　) A．外力對物體A所做總功的絕對值等于2Ek B．物體A克服摩擦阻力做的功等于Ek C．系統(tǒng)克服摩擦阻力做的功可能等于系統(tǒng)的總動能2Ek D．系統(tǒng)克服摩擦阻力做的功一定等于系統(tǒng)機械能的減少量 解析：選D.當(dāng)它們的總動能為2Ek時，物體A動能為Ek，撤去水平力F，最后系統(tǒng)停止運動，外力對物體A所做總功的絕對值等于Ek，選項A、B錯誤；由于二者之間有彈簧，彈簧具有彈性勢能，根據(jù)功能關(guān)系，系統(tǒng)克服摩擦阻力做的功一定等于系統(tǒng)機械能的減少量，選項D正確，C錯誤． 4．(2018宿遷市高三調(diào)研測試)如圖所示，楔形木塊ABC固定在水平面上，斜面AB、BC與水平面的夾角分別為53、37.質(zhì)量分別為2m、m的兩滑塊P、Q，通過不可伸長的輕繩跨過輕質(zhì)定滑輪連接，輕繩與斜面平行．已知滑塊P與AB間的動摩擦因數(shù)為，其他摩擦不計，重力加速度為g，sin 53＝0.8，sin 37＝0.6.在兩滑塊運動的過程中(　　) A．Q動能的增加量等于輕繩對Q做的功 B．Q機械能的增加量等于P機械能的減少量 C．P機械能的減少量等于系統(tǒng)摩擦產(chǎn)生的熱量 D．兩滑塊運動的加速度大小為g 解析：選D.輕繩和重力都對Q做功，由動能定理，合力做的功等于動能的增加量可知，選項A錯誤；由于P與斜面間有摩擦，由功能關(guān)系可得P機械能的減少量等于Q機械能的增加量與內(nèi)能的增加量之和，選項B、C錯誤；對P、Q兩滑塊整體使用牛頓第二定律可得2mgsin 53－mgsin 37－μ2mgcos 53＝3ma，解得加速度a＝g，選項D正確． 5. 如圖所示，一張薄紙板放在光滑水平面上，其右端放有小木塊，小木塊與薄紙板的接觸面粗糙，原來系統(tǒng)靜止．現(xiàn)用水平恒力F向右拉薄紙板，小木塊在薄紙板上發(fā)生相對滑動，直到從薄紙板上掉下來．上述過程中有關(guān)功和能的說法正確的是(　　) A．拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動能的增加量 B．摩擦力對小木塊做的功一定等于系統(tǒng)中由摩擦產(chǎn)生的熱量 C．離開薄紙板前小木塊可能先做加速運動，后做勻速運動 D．小木塊動能的增加量可能小于系統(tǒng)中由摩擦產(chǎn)生的熱量 解析：選D.由功能關(guān)系，拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動能的增加量與系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能之和，選項A錯誤；摩擦力對小木塊做的功等于小木塊動能的增加量，選項B錯誤；離開薄紙板前小木塊一直在做勻加速運動，選項C錯誤；對于系統(tǒng)，由摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝fΔL，其中ΔL為小木塊相對薄紙板運動的路程，若薄紙板的位移為L1，小木塊相對地面的位移為L2，則ΔL＝L1－L2，且ΔL存在大于、等于或小于L2三種可能，對小木塊，fL2＝ΔEk，即Q存在大于、等于或小于ΔEk三種可能，選項D正確． 6. 將三個木板1、2、3固定在墻角，木板與墻壁和地面構(gòu)成了三個不同的三角形，如圖所示，其中1與2底邊相同，2和3高度相同．現(xiàn)將一個可以視為質(zhì)點的物塊分別從三個木板的頂端由靜止釋放，并沿斜面下滑到底端，物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ均相同．在這三個過程中，下列說法不正確的是(　　) A．沿著1和2下滑到底端時，物塊的速率不同，沿著2和3下滑到底端時，物塊的速率相同 B．沿著1下滑到底端時，物塊的速度最大 C．物塊沿著3下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是最多的 D．物塊沿著1和2下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是一樣多的 解析：選A.設(shè)1、2、3木板與地面的夾角分別為θ1、θ2、θ3，木板長分別為l1、l2、l3，當(dāng)物塊沿木板1下滑時，由動能定理有mgh1－μmgl1cos θ1＝mv－0，當(dāng)物塊沿木板2下滑時，由動能定理有mgh2－μmgl2cos θ2＝mv－0，又h1＞h2，l1cos θ1＝l2cos θ2，可得v1＞v2；當(dāng)物塊沿木板3下滑時，由動能定理有mgh3－μmgl3cos θ3＝mv－0，又h2＝h3，l2cos θ2＜l3cos θ3，可得v2＞v3，故A錯、B對；三個過程中產(chǎn)生的熱量分別為Q1＝μmgl1cos θ1，Q2＝μmgl2cos θ2，Q3＝μmgl3cos θ3，則Q1＝Q2＜Q3，故C、D對． 二、多項選擇題 7. (2018江蘇質(zhì)檢)如圖所示，在豎直向上的勻強電場中，絕緣輕質(zhì)彈簧直立于地面上，上面放一個質(zhì)量為m的帶負電的小球，小球與彈簧不連接．現(xiàn)用外力將小球向下壓到某一位置后撤去外力，小球從靜止開始運動到剛離開彈簧的過程中，小球克服重力和電場力做功分別為W1和W2，小球剛好離開彈簧時速度為v，不計空氣阻力，則在上述過程中，下列說法正確的是(　　) A．帶電小球電勢能增加W2 B．彈簧彈性勢能最大值為W1＋W2＋mv2 C．彈簧彈性勢能減少量為W2＋W1 D．帶電小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能減少W2 解析：選ABD.小球從靜止開始運動到剛離開彈簧的過程中，小球克服電場力做的功W2等于小球增加的電勢能，故A正確；小球從靜止開始運動時彈性勢能最大，自小球從靜止開始運動到剛離開彈簧的過程中，對小球和彈簧組成的系統(tǒng)由能量轉(zhuǎn)化與守恒得，彈性勢能的減少量轉(zhuǎn)化為重力勢能、電勢能和動能三者增量之和，即彈簧彈性勢能最大值為W1＋W2＋mv2，故B項正確，C項錯誤；由于帶電小球電勢能增加W2，所以帶電小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能減少W2，故D項正確． 8. (2018南京一中模擬)在兒童樂園的蹦床項目中，小孩在兩根彈性繩和彈性床的協(xié)助下實現(xiàn)上下彈跳，如圖所示．某次蹦床活動中小孩靜止時處于O點，當(dāng)其彈跳到最高點A后下落可將蹦床壓到最低點B，小孩可看成質(zhì)點．不計空氣阻力，下列說法正確的是(　　) A．從A點運動到O點，小孩重力勢能的減少量大于動能的增加量 B．從O點運動到B點，小孩動能的減少量等于蹦床彈性勢能的增加量 C．從A點運動到B點，小孩機械能的減少量小于蹦床彈性勢能的增加量 D．從B點返回到A點，小孩機械能的增加量大于蹦床彈性勢能的減少量 解析：選AD.小孩從A點運動到O點，由動能定理可得mghAO－W彈1＝ΔEk1，選項A正確；小孩從O點運動到B點，由動能定理可得mghOB－W彈2＝ΔEk2，選項B錯誤；小孩從A點運動到B點，由功能關(guān)系可得－W彈＝ΔE機1，選項C錯誤；小孩從B點返回到A點，彈性繩和蹦床的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小孩的機械能，則知小孩機械能的增加量大于蹦床彈性勢能的減少量，選項D正確． 9．將一質(zhì)量為1 kg的滑塊輕輕放置于傳送帶的左端，已知傳送帶正以4 m/s的速度順時針運行，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.2，傳送帶左右距離無限長，當(dāng)滑塊放上去2 s時，突然斷電，傳送帶以1 m/s2的加速度做勻減速運動至停止，則滑塊從放上去到最后停下的過程中，下列說法正確的是(　　) A．前2 s傳送帶與滑塊之間因摩擦力所產(chǎn)生的熱量為8 J B．前2 s傳送帶與滑塊之間因摩擦力所產(chǎn)生的熱量為 16 J C．2 s后傳送帶與滑塊之間因摩擦力所產(chǎn)生的熱量為8 J D．2 s后傳送帶與滑塊之間因摩擦力所產(chǎn)生的熱量為0 解析：選AD.前2 s，滑塊的位移x1＝μgt2＝4 m，傳送帶的位移x2＝vt＝8 m，相對位移Δx＝x2－x1＝4 m，2 s后滑塊隨傳送帶一起做勻減速運動，無相對位移，整個過程中傳送帶與滑塊之間因摩擦力而產(chǎn)生的熱量為Q＝μmgΔx＝8 J，選項A、D正確． 10．(2018鹽城高三調(diào)研測試)光滑的斜面A靜止在光滑水平面上，將物塊B輕輕放到A上，并由靜止釋放．在B沿斜面下滑的同時，斜面A沿水平方向向右做勻加速運動，則此過程中(　　) A．B機械能守恒 B．B對A的壓力逐漸變小 C．B做初速度為零的勻加速直線運動 D．B對A的壓力做的功與A對B的支持力做的功代數(shù)和為零 解析：選CD.AB組成的系統(tǒng)機械能守恒，在B沿斜面下滑時，A也開始向右運動，所以B減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為A的動能和B的動能之和，所以B的機械能不守恒，故A錯誤；A受重力、支持力和B對A的壓力，因A沿水平方向向右做勻加速運動，所以A受到的合力不變，所以B對A的壓力不變，故B錯誤；B受重力與A對B的支持力，合力不變，所以B做初速度為零的勻加速直線運動，故C正確；B對A的壓力與A對B的支持力是一對作用力與反作用力，在兩力的方向上運動的位移等大反向，所以做功的代數(shù)和等于零，故D正確． 三、非選擇題 11. 某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意如圖，皮帶在電動機的帶動下保持v＝1 m/s 的恒定速度向右運動，現(xiàn)將一質(zhì)量為m＝2 kg的郵件輕放在皮帶上，郵件和皮帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5.設(shè)皮帶足夠長，取g ＝10 m/s2，在郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中，求： (1)郵件滑動的時間t； (2)郵件對地的位移大小x； (3)郵件與皮帶間的摩擦力對皮帶做的功W. 解析：(1)設(shè)郵件放到皮帶上與皮帶發(fā)生相對滑動過程中受到的滑動摩擦力為F，則 F＝μmg＝ma ① 又v＝at ② 由①②式并代入數(shù)據(jù)得 t＝0.2 s． ③ (2)郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中，對郵件應(yīng)用動能定理，有 Fx＝mv2－0 ④ 由①④式并代入數(shù)據(jù)得 x＝0.1 m． ⑤ (3)郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中，設(shè)皮帶相對地面的位移為s，則 s＝vt ⑥ 摩擦力對皮帶做的功 W＝－Fs ⑦ 由①③⑥⑦式并代入數(shù)據(jù)得 W＝－2 J. 答案：(1)0.2 s　(2)0.1 m　(3)－2 J 12. (2018蘇州第一中學(xué)高三檢測)如圖所示，光滑的水平面AB與半徑R＝0.4 m的光滑豎直半圓軌道BCD在B點相切，D點為半圓軌道最高點， A右側(cè)連接一粗糙水平面．用細線連接甲、乙兩物體，中間夾一輕質(zhì)壓縮彈簧，彈簧與甲、乙兩物體不拴接，甲質(zhì)量為m1＝4 kg，乙質(zhì)量m2＝5 kg，甲、乙均靜止．若固定乙，燒斷細線，甲離開彈簧后經(jīng)過B點進入半圓軌道，過D點時對軌道壓力恰好為零．取g＝10 m/s2，甲、乙兩物體均可看做質(zhì)點，求： (1)甲離開彈簧后經(jīng)過B時速度大小vB； (2)彈簧壓縮量相同情況下，若固定甲，燒斷細線，乙物體離開彈簧后從A進入動摩擦因數(shù)μ＝0.4的粗糙水平面，則乙物體在粗糙水平面上運動位移s. 解析：(1)甲在最高點D，由牛頓第二定律得： m1g＝m1， 甲離開彈簧運動至D點的過程中由機械能守恒得： m1v＝m1g2R＋m1v. 代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得：vB＝2 m/s. (2)甲固定，燒斷細線后乙的速度大小為v2，由能量守恒得：Ep＝m1v＝m2v， 得：v2＝4 m/s. 乙在粗糙水平面做勻減速運動：μm2g＝m2a， 解得：a＝4 m/s2， 則有：s＝＝ m＝2 m. 答案：(1)2 m/s　(2)2 m