專題物理復習測試專題二、功和能第2講　功能關(guān)系　能量守恒

1、2014屆高考二輪專題物理復習測試 專題二、功和能第2講功能關(guān)系能量守恒一、選擇題每題6分1(2013·湖北聯(lián)考)在離水平地面h高處將一質(zhì)量為m的小球水平拋出，在空中運動的過程中所受空氣阻力大小恒為f，落地時小球距拋出點的水平距離為x，速率為v，那么，在小球運動的過程中()A重力做功為mghB克服空氣阻力做的功為f·C落地時，重力的瞬時功率為mgvD重力勢能和機械能都逐漸減少解析：本題考查功能關(guān)系和功率的計算，意在考查學生對重力做功和重力功率的計算以及機械能變化的理解和應(yīng)用重力做功為WGmgh，A正確空氣阻力做功與經(jīng)過的路程有關(guān)，而小球經(jīng)過的路程大于，故克服空氣阻力的功大于

2、f·，B錯誤落地時，重力的瞬時功率為重力與沿重力方向的分速度的乘積，故落地時重力的瞬時功率小于mgv，C錯誤重力做正功，重力勢能減少，空氣阻力做負功，機械能減少，D正確答案：AD2(2013·南昌調(diào)研)圖229如圖229所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一質(zhì)量為m的小球向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面設(shè)物體在斜面最低點A的速度為v，壓縮彈簧至C點時彈簧最短，C點距地面的高度為h，不計小球與彈簧碰撞過程中的能量損失，則小球在C點時彈簧的彈性勢能為()Amghmv2B.mv2mghCmghmv2 Dmgh解析：本題考查功能關(guān)系及機械能守恒定律，意在考查學生對機械能守恒定律的理解

3、，以及應(yīng)用功能關(guān)系分析問題的能力由題意可知，在小球運動過程中，小球與彈簧整體的機械能守恒，由機械能守恒定律可得mv2Epmgh，對此各選項可知，答案選B.答案：B圖22103(2013·山東卷)如圖2210所示，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪質(zhì)量分別為M、m(M>m)的滑塊，通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運動若不計滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩塊沿斜面運動的過程中()A兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能守恒B重力對M做的功等于M動能的增加C輕繩對m做的功等于m機械能的增加D兩滑塊組

4、成系統(tǒng)的機械能損失等于M克服摩擦力做的功解析：由于M與ab面之間存在滑動摩擦力，故兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能不守恒，A項錯；合外力對M做的功等于M動能的增加，B項錯；除了m的重力對其做功外，只有輕繩對其做功，故輕繩對m做的功等于m機械能的增加，C項正確；對于兩滑塊組成的系統(tǒng)，其在運動過程中克服摩擦阻力做功，系統(tǒng)的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故該系統(tǒng)機械能的損失等于M克服摩擦力做的功，D項正確答案：CD4.圖2211(2013·江蘇卷)如圖2211所示，水平桌面上的輕質(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(圖中未標出)物塊的質(zhì)量為m，ABa，物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為.現(xiàn)用

5、水平向右的力將物塊從O點拉至A點，拉力做的功為W.撤去拉力后物塊由靜止向左運動，經(jīng)O點到達B點時速度為零重力加速度為g.則上述過程中()A物塊在A點時，彈簧的彈性勢能等于WmgaB物塊在B點時，彈簧的彈性勢能小于WmgaC經(jīng)O點時，物塊的動能小于WmgaD物塊動能最大時彈簧的彈性勢能小于物塊在B點時彈簧的彈性勢能解析：設(shè)O點到A點的距離為x，則物塊在A點時彈簧的彈性勢能為EpAWmgx，由于摩擦力的存在，因此A、B間的距離a小于2x，即x>a，所以EpA>Wmga，A項錯誤；物塊從O點經(jīng)A點到B點，根據(jù)動能定理Wmg(xa)EpB，mg(xa)>mga，所以EpB<Wm

6、ga，B項正確；在O點彈性勢能為零，從O點再到O點W2mgxEkO，由于x>a，因此EkO<Wmga，C項正確；物塊動能最大時，是摩擦力等于彈簧的彈力的時候，此位置在O點右側(cè)，如果B點到O點的距離小于動能最大的位置到O點的距離，則物塊動能最大時彈簧的彈性勢能大于物塊在B點時的彈簧的彈力勢能，D項錯誤答案：BC5如圖2212所示，在傾角為30°的斜面上，某人用平行于斜面的力把原來靜止于斜面上的質(zhì)量為2 kg的物體沿斜面向下推了2 m的距離，并使物體獲得1 m/s的速度，已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為，g取10 m/s2，則在這過程中()圖2212A人對物體做功21 JB合外

7、力對物體做功1 JC物體克服摩擦力做功21 JD物體重力勢能減少40 J解析：物體沿斜面下滑2 m，在豎直方向下降了1 m，重力對物體做功WGmgh20 J，物體重力勢能減少了20 J，選項D錯誤；物體克服摩擦力做功即為摩擦力對物體做功Wfmglcos20 J，選項C錯誤；設(shè)人對物體做的功為W人，由動能定理可得W合W人WGWfmv2，代入數(shù)據(jù)可得W人1 J，W合1 J可見，選項A錯誤，選項B正確答案：B6.圖2213如圖2213，人站在自動扶梯上不動，隨扶梯勻速上升的過程中()A人克服重力做功，重力勢能增加B支持力對人做正功，人的動能增加C合外力對人不做功，人的動能不變D合外力對人不做功，人的

8、機械能不變解析：由于人站在自動扶梯上做勻速運動，則人受到重力和支持力而處于平衡狀態(tài)在上升過程中，重力對人做負功，支持力對人做正功，合外力對人所做的功等于人的動能的變化量，即為零人的動能不變，而重力勢能卻不斷增大，故人的機械能不斷增大，則正確選項為AC.答案：AC7(2013·蘇北調(diào)研)圖2214傾角為37°的光滑斜面上固定一個槽，勁度系數(shù)k20 N/m、原長l00.6 m的輕彈簧下端與輕桿相連，開始時桿在槽外的長度l0.3 m，且桿可在槽內(nèi)移動，桿與槽間的滑動摩擦大小Ff6 N，桿與槽之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力質(zhì)量m1 kg的小車從距彈簧上端L0.6 m處由靜止釋放沿

9、斜面向下運動已知彈性勢能Epkx2，式中x為彈簧的形變量g10 m/s2，sin37°0.6.關(guān)于小車和桿的運動情況，下列說法正確的是()A小車先做勻加速運動，然后做加速度逐漸減小的變加速運動B小車先做勻加速運動，然后做加速度逐漸減小的變加速運動，最后做勻速直線運動C桿剛要滑動時小車已通過的位移為0.9 mD桿從開始運動到完全進入槽內(nèi)所用的時間為0.1 s解析：本題考查物體受力和運動及能量的相關(guān)規(guī)律，意在考查學生對物體受力和運動及能量的相關(guān)規(guī)律的綜合應(yīng)用小車從開始下滑至位移為L的過程中，小車只受重力和支持力，支持力不做功，只有重力做功，加速度agsin37 °6 m/s2不

10、變，所以小車先做勻加速運動，從剛接觸彈簧，直至將彈簧壓縮至彈力等于桿與槽的摩擦力，即彈力由0逐漸增大至6 N，小車受到的合力逐漸減小到零，所以小車接著做加速度逐漸減小的加速運動，最后勻速運動，B正確，A錯誤；當彈力為6 N時，彈簧的形變量為x0.3 m，所以小車通過的位移為xLx0.9 m，C正確；桿開始運動時，根據(jù)機械能守恒定律可知mgxsin37°k(x)2mv2，解得桿和小車的速度v3 m/s，桿從開始運動到完全進入槽內(nèi)的時間為t0.1 s，D正確答案：BCD圖22158有一固定軌道ABCD如圖2215所示，AB段為四分之一光滑圓弧軌道，其半徑為R，BC段是水平光滑軌道，CD段

11、是光滑斜面軌道，BC和斜面CD間用一小段光滑圓弧連接有編號為1,2,3,4完全相同的4個小球(小球不能視為質(zhì)點，其半徑r<R)，緊挨在一起從圓軌道上某處由靜止釋放，經(jīng)平面BC到斜面CD上，忽略一切阻力，則下列說法正確的是()A四個小球在整個運動過程中始終不分離B在圓軌道上運動時，2號球?qū)?號球不做功C在CD斜面軌道上運動時，2號球?qū)?號球做正功D4號球在CD斜面軌道上運動的最大高度與1號球初始位置等高解析：設(shè)想在圓弧軌道運動時各球間無擠壓，則各球的機械能守恒各球無初速度釋放后，沿圓弧向下移動相同長度的圓弧，后邊小球下降的高度大于前邊小球下降的高度，因此，后邊小球的速度將會大于前面小球的速

12、度因此，在圓弧軌道運動時各小球之間有擠壓，后面的球?qū)η懊娴那蜃龉?，將不會分離，運動中具有相同的速率，A正確，B錯誤；在水平面軌道運動時，各球都做速度相同的勻速直線運動，不會分離，相互不做功；在斜面向上運動時，各球的初速度相同，加速度相同，不分離不擠壓，相互不做功，對其整體應(yīng)用能量守恒定律可知，在水平面上的速度小于1號球單獨釋放時到達水平面的速度，故在斜面上運動時，4號球的最大高度小于1號球釋放的初始高度，CD錯誤答案：A圖22169滑雪是人們喜愛的一種冬季戶外活動，某滑雪場有一種雙人無動力滑雪車，兩人前后相隔一定距離坐在車上，沿傾斜雪道加速滑到坡底水平雪道上，驚險刺激甲乙兩人同乘一輛滑雪車，甲

13、在前，乙在后，如果兩人可視為質(zhì)點，忽略滑雪車質(zhì)量，且不計各種機械能損耗，當兩人都到達水平雪道上時，與出發(fā)時相比()A甲的機械能一定增加B甲的機械能一定減小C兩人下滑的初始位置越高，甲的機械能變化越大D兩人下滑的初始位置越高，甲的機械能變化越小解析：圖2217由于不計各種機械能損耗，系統(tǒng)的機械能守恒，設(shè)甲、乙二人到達水平雪道的速度為v，由機械能守恒定律可得：m甲gh1m乙gh2(m甲m乙)v2；若甲單獨滑下，則由機械能守恒可得：m甲gh1m甲v2，甲的機械能變化量Em甲v2m甲v2，可知：甲的機械能一定增加，且其增加量跟兩人下滑的初始位置的高度無關(guān)，跟二人的高度差有關(guān)，故選項A正確，選項BCD錯

14、誤答案：A10.圖2218如圖2218所示，質(zhì)量分別為m1和m2的兩個小球固定在長為2L的輕桿兩端，且m1<m2.桿的中點是一水平轉(zhuǎn)軸O，系統(tǒng)可在豎直面內(nèi)無摩擦地轉(zhuǎn)動空氣阻力不計若從桿處于水平位置由靜止釋放系統(tǒng)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)過90°的過程中，以下說法正確的有(重力加速度已知)()A該過程中系統(tǒng)的機械能守恒B球m1的機械能守恒C可以求出桿豎直時兩球的速率D可以求出桿豎直時轉(zhuǎn)軸O對桿的作用力的大小解析：桿對m1做正功，對m2做負功，對系統(tǒng)做功代數(shù)和為零，因此系統(tǒng)機械能守恒，單個球機械能不守恒，選項A正確，B錯誤；兩球在轉(zhuǎn)動過程中角速度相等，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒可以求出桿豎直時兩球的速率，選

15、項C正確；利用向心力公式可以求出桿豎直時對兩球的作用力大小分別是多少，然后即可求出轉(zhuǎn)軸O對桿的作用力的大小，選項D正確答案：ACD二、非選擇題每題10分圖221911(2013·江西聯(lián)考)如圖2219所示，小球a被一根長為L0.5 m的可繞O軸自由轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)細桿固定在其端點，同時又通過繩跨過光滑定滑輪與另一個質(zhì)量為m的小球b相連，整個裝置平衡時桿和繩與豎直方向的夾角均為30°.若將小球a由水平位置(桿呈水平狀態(tài))開始釋放，不計摩擦，豎直繩足夠長，求：(1)小球a的質(zhì)量；(2)當桿轉(zhuǎn)動到豎直位置時，小球b的速度大小(結(jié)果可用根式表示)解析：(1)當a球處于平衡狀態(tài)時2Tcos30°Mg，Tmg，解得Mm.(2)當a球轉(zhuǎn)到豎直位置時，b球上升的高度為hL設(shè)此時a球、b球的速度分別為va、vb，由速度分解可得vavb在整個運動過程中，機械能守恒：MgLmgLMvmv，解得vb.答案：(1)m(2)圖222012如圖2220，用跨過光滑定滑輪的纜繩將海面上一艘失去動力的小船沿直線拖向岸邊已知拖動纜繩的電動機功率恒為P，小船的質(zhì)量為m，小船受到的阻力大小恒為f，經(jīng)過A點時的速度大小為v0，小船從A點沿直線加速運動到B點經(jīng)歷時間為t1，