福建2014高三物理課時提能演練：功能關系 能量守恒定律 a

1、2014屆高三物理（魯科版-福建）全程復習方略課時提能演練：5.4功能關系 能量守恒定律 A (40分鐘 100分)一、選擇題(本大題共8小題，每小題9分，共72分.每小題只有一個選項正確)1.(2012·無錫模擬)如圖所示，汽車在拱形橋上由A勻速率運動到B，以下說法正確的是( )A.牽引力與克服摩擦力做的功相等B.合外力對汽車不做功C.牽引力和重力做的總功大于克服摩擦力做的功D.汽車在上拱形橋的過程中重力做的功等于汽車增加的重力勢能2.(易錯題)如圖為一粗糙的四分之一圓弧軌道，半徑為R，軌道圓心O與A點等高，一質量為m的小球在不另外施力的情況下，能以速率v沿軌道自A點勻速運動到B點

2、，取小球在A點時為計時起點，且此時的重力勢能為零.重力加速度為g.則在此過程中，下列說法正確的是( )A.重力做功的平均功率為mgvB.重力做的功等于小球克服摩擦力做的功C.小球重力勢能隨時間的變化關系為Ep=mgRsinD.小球的機械能隨時間的變化關系為E=+mgRsin3.如圖所示，一物體從斜面上高為h處的A點由靜止滑下，滑至斜面底端B時，因與水平面碰撞僅保留了水平分速度而進入水平軌道，在水平面上滑行一段距離后停在C點，測得A、C兩點間的水平距離為x，設物體與斜面、水平面間的動摩擦因數均為，則( )A.B.C.=hxD.無法確定4.2010年廣州亞運會上，劉翔重歸賽場，以打破亞運記錄的方式

3、奪得110米跨欄的冠軍.他采用蹲踞式起跑，在發(fā)令槍響后，左腳迅速蹬離起跑器，在向前加速的同時提升身體重心.如圖所示，假設質量為m的運動員，在起跑時前進的距離x內，重心升高量為h，獲得的速度為v,阻力做功為W阻，則在此過程中( )A.運動員的機械能增加了B.運動員的機械能增加了+mghC.運動員的重力做功為W重=mghD.運動員自身做功W人=+mgh5.(2012·長春模擬)如圖所示，質量為m的可看成質點的物塊置于粗糙水平面上的M點，水平面的右端與固定的斜面平滑連接，物塊與水平面及斜面之間的動摩擦因數處處相同.物塊與彈簧未連接，開始時物塊擠壓彈簧使彈簧處于壓縮狀態(tài).現從M點由靜止釋放物

4、塊，物塊運動到N點時恰好靜止,彈簧原長小于MM.若物塊從M點運動到N點的過程中，物塊與接觸面之間由于摩擦所產生的熱量為Q，物塊、彈簧與地球組成系統的機械能為E，物塊通過的路程為s.不計轉折處的能量損失，下列圖象所描述的關系中可能正確的是( )6.(創(chuàng)新題)如圖所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個質量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與豎直放置的輕質彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點，彈簧處于原長h.讓圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端時速度為零.則在圓環(huán)下滑過程中( )A.圓環(huán)機械能守恒B.彈簧的彈性勢能先增大后減小C.彈簧的彈性勢能變化了mghD.彈簧的彈性勢能最大時圓環(huán)動能最大7.(2012·龍巖模

5、擬)水平傳送帶在外力的作用下始終以速度v勻速運動，某時刻放上一個小物體，質量為m，初速度大小也是v，但方向與傳送帶的運動方向相反，已知小物體與傳送帶之間的動摩擦因數為,最后小物體的速度與傳送帶相同.在小物體與傳送帶間有相對運動的過程中，滑動摩擦力對小物體做的功為W，摩擦生成的熱量為Q，則下面的判斷中正確的是( )A.W=0,Q=0B.W0,Q=0C.W0,Q0D.W=0,Q08.(預測題)光滑水平地面上疊放著兩個物體A和B，如圖所示.水平拉力F作用在物體B上，使A、B兩物體從靜止出發(fā)一起運動.經過時間t，撤去拉力F，再經過時間t，物體A、B的動能分別設為EA和EB，在運動過程中A、B始終保持相

6、對靜止.以下有幾個說法:其中正確的是( )A.EA+EB等于拉力F做的功B.EA+EB小于拉力F做的功C.EA小于撤去拉力F前摩擦力對物體A做的功D.EA大于撤去拉力F前摩擦力對物體A做的功二、非選擇題(本大題共2小題，共28分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數值計算的要注明單位)9.(創(chuàng)新題)(14分)當今流行一種“蹦極”運動，如圖所示，距河面45 m高的橋上A點系彈性繩，另一端B點系住重50 kg男孩的腳，彈性繩原長AB為15 m，設男孩從橋面自由下墜直至緊靠水面的C點，末速度為0.假定整個過程中，彈性繩遵循胡克定律，繩的質量、空氣阻力忽略不計，男孩視為質點.彈性勢能可用公式： (k為彈

7、性繩的勁度系數,x為彈性繩的形變長度)計算.(g=10 m/s2)則：(1)男孩在最低點時，彈性繩具有的彈性勢能為多大？彈性繩的勁度系數又為多大？(2)在整個運動過程中，男孩的最大速度為多少？10.(2012·江門模擬)(14分)如圖所示，滑塊質量為m，與水平地面間的動摩擦因數為0.1,它以v0=的初速度由A點開始向B點滑行，AB=5R，并滑上光滑的半徑為R的圓弧BC，在C點正上方有一離C點高度也為R的旋轉平臺，沿平臺直徑方向開有兩個離軸心距離相等的小孔P、Q，旋轉時兩孔均能達到C點的正上方.若滑塊滑過C點后從P孔上升又恰能從Q孔落下，求：(1)滑塊在B點時對軌道的壓力大??；(2)平

8、臺轉動的角速度應滿足什么條件？答案解析1.【解析】選B.汽車由A勻速率運動到B，合外力始終指向圓心，合外力做功為零，即W牽+WG-Wf=0，即牽引力與重力做的總功等于克服摩擦力做的功，A、C錯誤，B正確；汽車在上拱形橋的過程中，克服重力做的功轉化為汽車的重力勢能，D錯誤.2.【解析】選B.小球由A到B，t=，重力的平均功率P= = mgv,故A錯；由于小球的動能不變，重力與摩擦力所做的總功為零，故B正確;小球的重力勢能為Ep=-mgRsin=-mgRsin,故C錯誤；小球的機械能為E=Ek+Ep=-mgRsin,故D錯誤.3.【解析】選B.設物體與水平面碰撞損失的能量為E,由能量守恒定律可得：

9、mgh=E+mgcos·+mg(x-).化簡得：mgh=E+mgx,可得：,B正確.4.【解析】選B.運動員機械能的增加量等于+mgh,A錯誤，B正確；運動員的重力對運動員做功為-mgh,C錯誤；由動能定理得：W人+WG+W阻=W人-mgh+W阻=,故W人=+mgh-W阻，D錯誤.【變式備選】如圖所示，木塊質量為M，放在光滑水平面上，一顆質量為m的子彈以初速度v0水平射入木塊中，射入深度為d，平均阻力為f.設木塊離原點s時開始勻速前進，最終速度為v,下列判斷正確的是( )A.fd=-B.fs=-C.f(s+d)=-D.上面公式均不正確【解析】選D.選項A中，fd表示系統產生的熱量，根

10、據能量守恒有fd=-;選項B中fs表示阻力對木塊做的功，根據動能定理有fs=；選項C中，f(s+d)表示子彈克服阻力做的功，有f(s+d)= -,所以只有D項正確.5.【解析】選C.由Q=f·s可知，Q-s圖線的斜率大小表示物塊與接觸面間摩擦力的大小，因fMMfMN,故Q-s圖線的斜率是分段恒定的，A、B均錯誤；設在M點時物塊、彈簧與地面組成的系統的機械能為E0,則由能量守恒可得：E=E0-Q=E0-fs，考慮fMMfMN,可知，C正確，D錯誤.6.【解析】選C.圓環(huán)下滑過程中，圓環(huán)和彈簧組成的系統機械能守恒，圓環(huán)減少的重力勢能轉化為動能和彈簧的彈性勢能，因初末狀態(tài)的動能均為零，故彈

11、簧彈性勢能的增加量等于圓環(huán)重力勢能的減少量，故A錯誤，C正確；在整個過程中彈簧先逐漸壓縮，再恢復原長，最后又伸長，彈簧的壓縮量最大時，圓環(huán)的速度還在增大，故B、D均錯誤.7.【解析】選D.小物體以-v的初速度放到傳送帶上，到后來速度變?yōu)楹蛡魉蛶嗤倪^程中，根據動能定理可知：因小物體的初末動能相等，故合外力做功為0，重力和支持力均未做功，故摩擦力做功W=0，但小物體和傳送帶在此過程中發(fā)生了相對運動，故熱量Q0,D正確.8.【解析】選A.由于A、B始終相對靜止，故A、B之間沒有相對運動，沒有摩擦生熱，所以拉力F做的功全部轉化為A、B的動能.物體A獲得的能量是在A、B加速過程中靜摩擦力對A所做的功

12、，故選項A正確，B、C、D錯誤.9.【解析】男孩從橋面自由下落到緊靠水面的C點的過程中，重力勢能的減少量對應彈性勢能的增加量，男孩速度最大時，應位于加速度為零的位置.(1)由功能轉化關系可知，mgh=Es (2分)Es=50×10×45 J=2.25×104 J(1分)又Es=,x=45 m-15 m=30 m(2分)所以k=N/m=50 N/m(2分)(2)男孩加速度為零時，mg=kx,(2分)得x=10 m(1分)由能量轉化和守恒定律得：mg(hAB+x)= (2分)所以vm=20 m/s.(2分)答案：(1)2.25×104 J 50 N/m (2)20 m/s10.【解題指南】解答本題時應注意以下兩點：(1)滑塊穿過P孔后做豎直上拋運動.(2)滑塊穿過P孔豎直上拋的時間內，平臺轉動的可能角度.【解析】(1)設滑塊滑至B點時速度為vB,對滑塊由A點到B點應用動能定理有-mg·5R=- (2分)對滑塊在B點，由牛頓第二定律有FN-mg= (