（新課標(biāo)）2020版高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練6 功能關(guān)系在力學(xué)中的應(yīng)用

《（新課標(biāo)）2020版高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練6 功能關(guān)系在力學(xué)中的應(yīng)用》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（新課標(biāo)）2020版高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練6 功能關(guān)系在力學(xué)中的應(yīng)用（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題強(qiáng)化訓(xùn)練(六) 一、選擇題 1．(多選)(2019·四川省攀枝花市第二次統(tǒng)考)物體由地面以120 J的初動能豎直向上拋出，當(dāng)它從拋出至上升到某一點A的過程中，動能減少40 J，機(jī)械能減少10 J．設(shè)空氣阻力大小不變，以地面為參考平面，則物體(　　) A．落回到地面時機(jī)械能為70 J B．到達(dá)最高點時機(jī)械能為90 J C．從最高點落回地面的過程中重力做功為60 J D．從拋出到落回地面的過程中克服空氣阻力做功為60 J [解析]　物體以120 J的初動能豎直向上拋出，做豎直上拋運(yùn)動，向上運(yùn)動的過程中重力和阻力都做負(fù)功，當(dāng)上升到某一高度時，動能減少了40 J，而機(jī)械能損失了10

2、J．根據(jù)功能關(guān)系可知：合力做功為－40 J，空氣阻力做功為－10 J，對從拋出點到A點的過程，根據(jù)功能關(guān)系：－mgh－Ffh＝－40 J，－Ffh＝－10 J，得Ff＝mg；當(dāng)上升到最高點時，動能為零，動能減少120 J，設(shè)最大高度為H，則有：mgH＋FfH＝120 J，解得FfH＝30 J，即機(jī)械能減少30 J，在最高點時機(jī)械能為120 J－30 J＝90 J，即上升過程機(jī)械能共減少了30 J；下落過程中，由于空氣阻力做功不變，所以機(jī)械能又損失了30 J，故整個過程克服空氣阻力做功為60 J，則該物體落回到地面時的機(jī)械能為60 J，從最高點落回地面的過程中重力做功為mgH＝90 J，故A、C

3、錯誤，B、D正確． [答案]　BD 2. (多選)(2019·惠州市高三調(diào)研)如圖所示，粗糙斜面上的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小物塊相連，彈簧處于自然長度時物塊位于O點．現(xiàn)將物塊拉到A點后由靜止釋放，物塊運(yùn)動到最低點B，圖中B點未畫出．下列說法正確的是(　　) A．速度最大時，B點一定在O點左下方 B．速度最大時，物塊的位置可能在O點左下方 C．從A到B的過程中，物塊和彈簧的總機(jī)械能一定減少 D．從A到B的過程中，物塊減少的機(jī)械能一定等于它克服摩擦力做的功 [解析]　彈簧處于自然長度時物塊處于O點，所以在O點時彈簧彈力為零，物塊從A向B運(yùn)動的過程中，受重力、支持力、彈簧的彈力

4、和滑動摩擦力作用，當(dāng)受力平衡時物塊的速度最大，由于摩擦力平行斜面向上，所以當(dāng)彈力和重力沿斜面的分力之和大小等于摩擦力時，速度最大，由于不知道物塊重力沿斜面方向的分力與摩擦力的大小關(guān)系，故無法判斷彈簧此時是處于伸長還是壓縮狀態(tài)，即B點可能在O點，也可能在O點左下方，也可能在O點右上方，A錯誤，B正確；從A到B的過程中，滑動摩擦力一直做負(fù)功，故物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少，C正確；從A到B的過程中，根據(jù)能量守恒定律，當(dāng)彈簧的彈性勢能增加時，物塊減少的機(jī)械能大于它克服摩擦力做的功，D錯誤． [答案]　BC 3. (多選)(2019·安徽省示范高中聯(lián)考)如圖所示，靜止在光滑水平面上的木板，右端有

5、一根輕質(zhì)彈簧沿水平方向與木板相連，木板質(zhì)量M＝6 kg，質(zhì)量m＝2 kg的鐵塊以水平速度v0＝12 m/s從木板的左端沿板面向右滑行，壓縮彈簧后又被彈回，最后恰好停在木板的左端，則下列說法中正確的是(　　) A．鐵塊和木板最終共同以3 m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動 B．運(yùn)動過程中彈簧的最大彈性勢能為54 J C．運(yùn)動過程中鐵塊與木板因摩擦而產(chǎn)生的熱量為54 J D．運(yùn)動過程中鐵塊與木板因摩擦而產(chǎn)生的熱量為108 J [解析]　設(shè)最終鐵塊與木板的共同速度大小為v，鐵塊相對木板向右運(yùn)動時，滑動的最大路程為L，滑動摩擦力大小為f.取向右為正方向，根據(jù)系統(tǒng)動量守恒可知mv0＝(M＋m)

6、v，解得v＝3 m/s，方向向右，所以鐵塊和木板最終共同以3 m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動，A正確．鐵塊相對于木板向右運(yùn)動，鐵塊與木板的速度相同時彈簧的彈性勢能最大，由動量守恒定律知此時兩者的速度也為v＝3 m/s，根據(jù)能量守恒定律，鐵塊相對于木板向右運(yùn)動過程，有mv＝fL＋(M＋m)v2＋Ep，鐵塊相對于木板運(yùn)動的整個過程有，mv＝2fL＋(M＋m)v2，聯(lián)立解得彈簧的最大彈性勢能Ep＝54 J、fL＝54 J，B正確．由功能關(guān)系知，運(yùn)動過程中鐵塊與木板因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q＝2fL＝108 J，C錯誤，D正確． [答案]　ABD 4．(2019·漢中市高三質(zhì)檢一)空降兵是現(xiàn)代軍隊的重要

7、兵種．一次訓(xùn)練中，空降兵從靜止在空中的直升機(jī)上豎直跳下(初速度可看成零，未打開降落傘前不計空氣阻力)，下落高度h之后打開降落傘，接著又下降高度H之后，空降兵勻速下降．設(shè)空降兵打開降落傘之后受到的空氣阻力與速度平方成正比，比例系數(shù)為k，即f＝kv2，重力加速度為g，那么關(guān)于空降兵的說法正確的是(　　) A．空降兵從跳下到下落高度為h時，機(jī)械能一定損失了mgh B．空降兵從跳下到剛勻速下降時，重力勢能一定減少了mgH C．空降兵勻速下降時，速度大小為 D．空降兵從跳下到剛勻速下降的過程，克服阻力做功為mg(H＋h)－ [解析]　空降兵從跳下到下落高度為h的過程中，只有重力做功，機(jī)械能不

8、變，選項A錯誤；空降兵從跳下到剛勻速下降時，重力做功為mg(H＋h)，重力勢能一定減少了mg(H＋h)，選項B錯誤；空降兵勻速運(yùn)動時，重力與阻力大小相等，所以：kv2＝mg，得：v＝ ，選項C正確；空降兵從跳下到剛勻速下降的過程，重力和阻力對空降兵做的功等于空降兵動能的變化，即：mg(H＋h)－Wf＝mv2，解得：Wf＝mg(H＋h)－m2＝mg(H＋h)－，選項D錯誤． [答案]　C 5．(多選)(2019·重慶市高三調(diào)研)如圖所示，水平傳送帶以恒定速率轉(zhuǎn)動．每隔相同時間T，在左端A點，輕輕放上一個完全相同的工件，已知工件與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ，工件質(zhì)量為m.經(jīng)測量，發(fā)現(xiàn)那些已經(jīng)和

9、傳送帶共速的工件之間的距離均為L.已知重力加速度為g，下列說法正確的是(　　) A．傳送帶的速度大小為 B．工件在傳送帶上的加速時間為 C．每個工件與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為 D．傳送帶因傳送一個工件而多消耗的能量為 [解析]　工件在傳送帶上先做勻加速直線運(yùn)動，然后做勻速直線運(yùn)動，每個工件放在傳送帶上后運(yùn)動的規(guī)律相同，可知L＝vT，解得傳送帶的速度v＝，A正確；設(shè)每個工件做勻加速運(yùn)動的時間為t，根據(jù)牛頓第二定律有，工件的加速度為μg，根據(jù)v＝v0＋at，解得t＝＝，B錯誤；工件與傳送帶相對滑動的路程為Δx＝v－＝＝，則摩擦產(chǎn)生的熱量為Q＝μmg·Δx＝，C錯誤；根據(jù)能量守恒有，

10、傳送帶因傳送一個工件多消耗的能量E＝mv2＋μmg·Δx＝，D正確． [答案]　AD 6．(多選)(2019·安徽師大附中模擬) 如圖所示，質(zhì)量m＝1 kg的物體從高為h＝0.2 m的光滑軌道上P點由靜止開始下滑，滑到水平傳送帶上的A點，物體和傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，傳送帶AB之間的距離為L＝5 m，傳送帶一直以v＝4 m/s的速度勻速運(yùn)動，則(　　) A．物體從A運(yùn)動到B的時間是1.5 s B．物體從A運(yùn)動到B的過程中，摩擦力對物體做功為2 J C．物體從A運(yùn)動到B的過程中，產(chǎn)生的熱量為2 J D．物體從A運(yùn)動到B的過程中，帶動傳送帶轉(zhuǎn)動的電動機(jī)多做功10 J

11、[解析]　設(shè)物體下滑到A點的速度為v0，對PA過程，由機(jī)械能守恒定律有：mv＝mgh，代入數(shù)據(jù)得：v0＝＝2 m/s

12、；在t1時間內(nèi)，傳送帶做勻速運(yùn)動的位移為x帶＝vt1＝4 m，故產(chǎn)生熱量Q＝μmgΔx＝μmg(x帶－x1)，代入數(shù)據(jù)得：Q＝2 J，C正確；電動機(jī)多做的功一部分轉(zhuǎn)化成了物體的動能，另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則電動機(jī)多做的功W＝＋Q＝ J＝8 J，D錯誤． [答案]　AC 7．(多選)(2019·江蘇卷)如圖所示，輕質(zhì)彈簧的左端固定，并處于自然狀態(tài)．小物塊的質(zhì)量為m，從A點向左沿水平地面運(yùn)動，壓縮彈簧后被彈回，運(yùn)動到A點恰好靜止．物塊向左運(yùn)動的最大距離為s，與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，彈簧未超出彈性限度．在上述過程中(　　) A．彈簧的最大彈力為μmg B．物塊克服摩擦力做

13、的功為2μmgs C．彈簧的最大彈性勢能為μmgs D．物塊在A點的初速度為 [解析]　小物塊處于最左端時，彈簧的壓縮量最大，然后小物塊先向右加速運(yùn)動再減速運(yùn)動，可知彈簧的最大彈力大于滑動摩擦力μmg，選項A錯誤；物塊從開始運(yùn)動至最后回到A點過程，由功的定義可得物塊克服摩擦力做功為2μmgs，選項B正確；自物塊從最左側(cè)運(yùn)動至A點過程由能量守恒定律可知Ep＝μmgs，選項C正確；設(shè)物塊在A點的初速度為v0，整個過程應(yīng)用動能定理有－2μmgs＝0－mv，解得v0＝2，選項D錯誤． [答案]　BC 8．(多選)(2019·全國卷Ⅱ)從地面豎直向上拋出一物體，其機(jī)械能E總等于動能Ek與重力勢

14、能Ep之和．取地面為重力勢能零點，該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度h的變化如圖所示．重力加速度取10 m/s2.由圖中數(shù)據(jù)可得(　　) A．物體的質(zhì)量為2 kg B．h＝0時，物體的速率為20 m/s C．h＝2 m時，物體的動能Ek＝40 J D．從地面至h＝4 m，物體的動能減少100 J [解析]　根據(jù)題給圖像可知h＝4 m時物體的重力勢能mgh＝80 J，解得物體質(zhì)量m＝2 kg，拋出時物體的動能為Ek＝100 J，由動能表達(dá)式Ek＝mv2，可知h＝0時物體的速率為v＝10 m/s，選項A正確，B錯誤；由功能關(guān)系可知fh＝|ΔE|＝20 J，解得物體上升過程中所受空氣

15、阻力f＝5 N，從物體開始拋出至上升到h＝2 m的過程中，由動能定理有－mgh－fh＝Ek－100 J，解得Ek＝50 J，選項C錯誤；由題給圖像可知，物體上升到h＝4 m時，機(jī)械能為80 J，重力勢能為80 J，動能為零，即物體從地面上升到h＝4 m，物體動能減少100 J，選項D正確． [答案]　AD 9．(多選)(2019·鄭州外校期末測試)如圖所示，質(zhì)量為m的物塊從傾角為θ的傳送帶底端由靜止釋放，傳送帶由電動機(jī)帶動，始終保持速率v勻速運(yùn)動，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ(μ>tanθ)，物塊到達(dá)頂端前能與傳送帶保持相對靜止．在物塊從靜止釋放到相對傳送帶靜止的過程中，下列說法正確的是

16、(　　) A．電動機(jī)因運(yùn)送物塊多做的功為mv2 B．系統(tǒng)因運(yùn)送物塊增加的內(nèi)能為 C．傳送帶克服摩擦力做的功為mv2 D．電動機(jī)因運(yùn)送物塊增加的功率為μmgvcosθ [解析]　電動機(jī)多做的功等于系統(tǒng)摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能和物塊機(jī)械能的增加量．對物塊，增加的機(jī)械能為ΔE＝f·L＝μmgcosθ··t，系統(tǒng)增加的內(nèi)能Q＝f·Δs＝f·(s帶－s物)＝f＝μmgcosθ·t，故ΔE＝Q.故電動機(jī)多做的功等于物塊機(jī)械能增加量的2倍，大于mv2，故A錯誤．系統(tǒng)增加的內(nèi)能Q＝f·Δs＝μmgcosθ·t.物塊的加速度a＝＝g(μcosθ－sinθ)．故加速時間t＝＝，故系統(tǒng)增加的內(nèi)能Q＝，故B正確．

17、傳送帶運(yùn)動的距離s帶＝vt＝，故傳送帶克服摩擦力做功Wf克＝f·s帶＝μmgcosθ·＝，故C錯誤．電動機(jī)增加的功率即為克服摩擦力做功的功率，大小為P＝fv＝μmgcosθ·v，故D正確． [答案]　BD 二、非選擇題 10．(2019·寧夏銀川模擬)如圖所示，在光滑水平地面上放置質(zhì)量M＝2 kg的長木板，木板上表面與固定的豎直弧形軌道相切．一質(zhì)量m＝1 kg的小滑塊自A點沿弧面由靜止滑下，A點距離長木板上表面的高度h＝0.6 m．滑塊在木板上滑行t＝1 s后和木板以共同速度v＝1 m/s勻速運(yùn)動，取g＝10 m/s2.求： (1)滑塊與木板間的摩擦力； (2)滑塊沿弧面下滑過

18、程中克服摩擦力做的功； (3)滑塊自A點沿弧面由靜止滑下到與木板共同運(yùn)動，產(chǎn)生的內(nèi)能是多少？ [解析]　(1)滑塊在木板上滑行時，對木板，根據(jù)牛頓第二定律有 Ff＝Ma1 由運(yùn)動學(xué)公式得v＝a1t 代入數(shù)據(jù)解得Ff＝2 N. (2)滑塊在木板上滑行時，對滑塊，根據(jù)牛頓第二定律有 －Ff＝ma2 設(shè)滑塊滑上木板時的初速度為v0，則有 v－v0＝a2t，代入數(shù)據(jù)解得v0＝3 m/s 滑塊沿弧面下滑的過程，由動能定理得 mgh－Wf＝mv，則Wf＝mgh－mv Q1＝Wf＝mgh－mv＝1.5 J. (3)滑塊在木板上滑行，t＝1 s時木板的位移為s1＝a1t2 此過程中

19、滑塊的位移為s2＝v0t＋a2t2 故滑塊相對木板滑行的距離為L＝s2－s1＝1.5 m 所以Q2＝Ff·L＝3 J，則Q＝Q1＋Q2＝4.5 J. [答案]　(1)2 N　(2)1.5 J　(3)4.5 J 11．(2019·山東省淄博市一中三模)如圖所示，一勁度系數(shù)很大的輕質(zhì)彈簧下端固定在傾角θ＝30°的斜面底端，將彈簧上端壓縮到A點鎖定．一質(zhì)量為m的小物塊緊靠彈簧上端放置，解除彈簧鎖定，小物塊將沿斜面上滑至B點后又返回，A、B兩點的高度差h，彈簧鎖定時具有的彈性勢能Ep＝mgh，鎖定及解除鎖定均無機(jī)械能損失，斜面上A點以下部分的摩擦不計，已知重力加速度為g.求： (1)物塊

20、與斜面間的動摩擦因數(shù)； (2)物塊在離開彈簧后上滑和下滑過程中的加速度大小之比； (3)若每次當(dāng)物塊離開彈簧后立即將彈簧壓縮到A點鎖定，當(dāng)物塊返回A點時立刻解除鎖定．設(shè)斜面最高點C(未畫出)與A的高度差為3h，試通過計算判斷物塊最終能否從C點拋出． [解析]　(1)物塊從A第一次上滑到B的過程中，由功能關(guān)系得： Wf＋mgh＝Ep. 即μmgcosθ·＋mgh＝mgh 解得：μ＝ (2)在上滑和下滑的過程中物塊都受到重力、支持力和滑動摩擦力的作用，設(shè)上滑和下滑過程中的加速度大小分別是a1和a2，根據(jù)牛頓第二定律得： 物塊上滑過程中有：mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1， 得a1＝g(sinθ＋μcosθ)＝g×＝g 物塊下滑過程中有：mgsinθ－μmgcosθ＝ma2， 得a2＝g(sinθ－μcosθ)＝g×＝g 故a1∶a2＝5∶3. (3)經(jīng)過足夠長時間后，彈簧給物塊補(bǔ)充的彈性勢能將全部用來克服物塊在斜面上來回運(yùn)動時受到的阻力做功，設(shè)穩(wěn)定時物塊上升的最大高度為hm.則由功能關(guān)系得：Ep＝Wf總． 即mgh＝2μmgcosθ· 解得；hm＝2.5h<3h 所以物塊不可能到達(dá)C點，即不能從C點拋出． [答案]　(1)　(2)5∶3　(3)不能 9