2019-2020年高考物理一輪復習 課時提升練17 功能關系 能量守恒定律.doc

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2019-2020年高考物理一輪復習 課時提升練17 功能關系 能量守恒定律 題組一　對功能關系的理解 1．(多選)(xx海南高考)下列關于功和機械能的說法，正確的是 (　　) A．在有阻力作用的情況下，物體重力勢能的減少不等于重力對物體所做的功 B．合力對物體所做的功等于物體動能的改變量 C．物體的重力勢能是物體與地球之間的相互作用能，其大小與勢能零點的選取有關 D．運動物體動能的減少量一定等于其重力勢能的增加量 【解析】　物體重力做的功總等于重力勢能的減少量，因此A錯；根據(jù)動能定理可知合力對物體所做的功等于物體動能的改變量，因此B正確；根據(jù)重力勢能的定義和特點可知C正確；當有除重力以外的力對物體做功時，運動物體動能的減少量不等于其重力勢能的增加量，因此D錯． 【答案】　BC 2．(多選)(xx山東濟南調研)跳傘運動員從懸停的直升機上跳下，經(jīng)過一段時間后拉開繩索開啟降落傘，如圖5415所示是跳傘過程中的vt圖象．若將人和傘看成—個系統(tǒng)，則(　　) 圖5415 A．系統(tǒng)先加速運動，接著減速運動，最后勻速運動 B．系統(tǒng)受到的合外力始終向下 C．阻力對系統(tǒng)始終做負功 D．系統(tǒng)的機械能守恒 【解析】　由速度圖象可知，系統(tǒng)先加速運動，接著減速運動，最后勻速運動，系統(tǒng)受到的合外力先向下后向上最后為零，A正確，B錯誤．阻力與速度方向相反，對系統(tǒng)始終做負功，系統(tǒng)的機械能不守恒，C正確，D錯誤． 【答案】　AC 3.如圖5416，長為L的木板固定在水平地面上，質量為m的鐵塊在水平恒力F作用下沿木板上表面從左端滑到右端，鐵塊與木 圖5416 板間的動摩擦因數(shù)為μ.不計鐵塊的大小，重力加速度為g，以地面為參考系．此過程中(　　) A．恒力F對鐵塊做的功為FL B．鐵塊對木板的摩擦力對木板做的功為μmgL C．鐵塊對木板的摩擦力對木板做的功為－μmgL D．木板對鐵塊的摩擦力對鐵塊做的功與鐵塊對木板的摩擦力對木板做的功的代數(shù)和為零 【解析】　根據(jù)功的定義可知，選項A正確；木板對鐵塊的摩擦力對鐵塊做的功為－μmgL，由于木板對地的位移為零，所以鐵塊對木板的摩擦力對木板做功為零．故選項B、C、D均錯誤． 【答案】　A 4.(xx東北師大附中檢測)如圖5417所示，一輕彈簧的左端固定，右端與一小球相連，小球處于光滑水平面上．現(xiàn)對小球施加一個方向水平向右的恒力F，使小 圖5417 球從靜止開始運動，則小球在向右運動的整個過程中(　　) A．小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒 B．小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能逐漸減小 C．小球的動能逐漸增大 D．小球的動能先增大然后減小 【解析】　小球在向右運動的整個過程中，力F做正功，由功能關系知小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能逐漸增大，A項錯誤，B項錯誤；彈力一直增大，當彈力等于F時，小球的速度最大，動能最大，當彈力大于F時，小球開始做減速運動，速度減小，動能減小，C項錯誤，D項正確． 【答案】　D 題組二　功能關系、能量守恒的應用 5．如圖5418所示，電梯的質量為M，其天花板上通過一輕質彈簧懸掛一質量為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，不計空氣阻力的影響，當上升高度為H時，電梯的速度達到v，則在這段運動過程中，以下說法正確的是 (　　) 圖5418 A．輕質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 【答案】　C 6．(xx沈陽高三質量檢測(二))將一質量為m的小球套在一光滑的、與水平面夾角為α(α<45)的固定桿上，小球與一原長為L的輕質彈性繩相連接，彈性繩的一端固定在水平面上，將小球從離地面 圖5419 L高處由靜止釋放，剛釋放時，彈性繩長為L，如圖5419所示．小球滑到底端時速度恰好為零，則小球運動過程中，下列說法中正確的是(　　) A．小球的機械能守恒 B．彈性繩的彈性勢能將一直增大 C．小球到達底端時，彈性繩的彈性勢能為mgL(cot α－1) D．小球和彈性繩，組成的系統(tǒng)機械能守恒 【解析】　在小球下滑過程中，小球和彈性繩的機械能守恒，則A錯誤，D正確；彈性繩的彈性勢能先不變后增大，選項B錯誤；由機械能守恒定律，彈性繩的彈性勢能增加了mgL，選項C錯誤． 【答案】　D 7．(xx揚州模擬)如圖5420所示，質量m＝10 kg和M＝20 kg的兩物塊，疊放在光滑水平面上，其中物塊m通過處于水平方向的輕彈簧與豎直墻 圖5420 壁相連，初始時刻，彈簧處于原長狀態(tài)，彈簧的勁度系數(shù)k＝250 N/m.現(xiàn)用水平力F作用在物塊M上，使其緩慢地向墻壁移動，當移動40 cm時，兩物塊間開始相對滑動，在相對滑動前的過程中，下列說法中正確的是(　　) A．M受到的摩擦力保持不變 B．物塊m受到的摩擦力對物塊m不做功 C．推力做的功等于彈簧增加的彈性勢能 D．開始相對滑動時，推力F的大小等于200 N 【解析】　取m和M為一整體，由平衡條件可得：F＝kx，隔離m，由平衡條件可得：Ff＝kx，可見M緩慢左移過程中，M受的摩擦力在增大，開始滑動時，F(xiàn)f＝kxm＝100 N，故此時推力F為100 N，A、D均錯誤，m受的摩擦力對m做正功，B錯誤；系統(tǒng)緩慢移動，動能不變，且又無內能產生，由能量守恒定律可知，推力F做的功全部轉化為彈簧的彈性勢能，C正確． 【答案】　C 8．(多選)山東電視臺“快樂向前沖”欄目最后一關，選手需要抓住固定在支架上的繩子向上攀登，才可沖上領獎臺，如圖5421所示．如果某選手剛剛勻速攀爬到繩子頂端時，突然因抓不住繩子而加速滑下，對該過程進行分析(不考慮腳蹬墻壁的作用)，下述說法正確的是 圖5421 (　　) A．上行時，人受到繩子的拉力與重力和摩擦力平衡 B．上行時，繩子拉力對人做的功等于人重力勢能的增加 C．下滑時，人受到的重力大于摩擦力，加速度小于g D．下滑時，重力勢能的減小大于動能的增加，機械能的減少量等于克服摩擦力做的功 【解析】　人勻速上升時，繩子對人的摩擦力等于人的重力，A錯誤；人上升過程中，人拉繩子，對自身做功，繩子并不對人做功，B錯誤；人下滑時，由mg－Ff＝ma，可知，F(xiàn)f，使A開始沿斜面向下運動，B向上運動，物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到C點．已知重力加速度為g，不計空氣阻力，整個過程中，輕繩始終處于伸直狀態(tài)，求： (1)物體A向下運動剛到C點時的速度； (2)彈簧的最大壓縮量； (3)彈簧的最大彈性勢能． 【解析】　(1)A與斜面間的滑動摩擦力Ff＝2μmgcos θ 物體從A向下運動到C點的過程中，根據(jù)功能關系有 2mgLsin θ＋3mv＝3mv2＋mgL＋FfL 解得v＝ (2)從物體A接觸彈簧，將彈簧壓縮到最短后又恰回到C點，對系統(tǒng)應用動能定理－Ff2x＝0－3mv2 解得x＝－ (3)彈簧從壓縮到最短到恰好能彈到C點的過程中，對系統(tǒng)根據(jù)功能關系有Ep＋mgx＝2mgxsin θ＋Ffx 所以Ep＝Ffx＝－ 【答案】　(1)　(2)－　(3)－ 12．如圖5425所示，傾角為37的部分粗糙的斜面軌道和兩個光滑半圓軌道組成翹尾巴的S形軌道．兩個光滑半圓軌道半徑都為R＝0.2 m，其連接處CD之間留有很小空隙，剛好能夠使小球通過，CD之間距離可忽略．斜面上端有一彈簧，彈簧上端固定在斜面上的擋板上，彈簧下端與一個可視為質點、質量為m＝0.02 kg的小球接觸但不固定，此時彈簧處于壓縮狀態(tài)并鎖定，彈簧的彈性勢能Ep＝0.27 J．現(xiàn)解除彈簧的鎖定，小球從A點出發(fā)，經(jīng)翹尾巴的S形軌道運動后從E點水平飛出，落到水平地面上，落點到與E點在同一豎直線上B點的距離為s＝2.0 m．已知斜面軌道的A點與水平面上B點之間的高度為h＝1.0 m，小球與斜面的粗糙部分間的動摩擦因數(shù)為0.75，小球從斜面到達半圓軌道通過B點時，前后速度大小不變，不計空氣阻力，g取10 m/s2，求： 圖5425 (1)小球從E點水平飛出時的速度大??； (2)小球對B點軌道的壓力； (3)斜面粗糙部分的長度x. 【解析】　(1)小球從E點水平飛出做平拋運動，設小球從E點水平飛出時的速度大小為vE，由平拋運動規(guī)律知，s＝vEt,4R＝gt2，聯(lián)立解得vE＝＝5 m/s. (2)小球從B點運動到E點的過程，由機械能守恒有mv＝mg4R＋mv，解得v＝8gR＋，則vB＝ m/s 在B點有FN－mg＝m，所以F′N＝FN＝9mg＋＝4.3 N，方向豎直向下． (3)小球沿斜面下滑到B點的過程，由功能關系有mgh－μmgcos 37x＝mv－Ep，解得x＝0.5 m. 【答案】　(1)5 m/s　(2)4.3 N　豎直向下 (3)x＝0.5 m