高三物理一輪復(fù)習(xí)練習(xí)：第五章第4講-功能關(guān)系-能量守恒定律解析含答案

1、配餐作業(yè) 功能關(guān)系 能量守恒定律見學(xué)生用書P341A組基礎(chǔ)鞏固題1如圖所示為跳傘愛好者表演高樓跳傘的情形，他們從樓頂跳下后，在距地面一定高度處打開傘包，最終安全著陸，則跳傘者( )A機械能一直減小C動能一直減小B機械能一直增大D重力勢能一直增大解析 打開傘包后，跳傘者先減速后勻速，動能先減少后不變，C項錯誤；跳傘者高度下降，重力勢能減小，D項錯誤；空氣阻力一直做負(fù)功，機械能一直減小，A項正確，B項錯誤。答案 A2.如圖所示，一足夠長的木板在光滑的水平面上以速度v向右勻速運動，現(xiàn)將質(zhì)量為m的物體豎直向下輕輕地放置在木板上的右端，已知物體m和木板之間的動摩擦因數(shù)為，為保持木板的速度不變，從物體m放

2、到木板上到它相對木板靜止的過程中，須對木板施一水平向右的作用力F，那么力F對木板做功的數(shù)值為( )mv24mv22A.B.Cmv2D2mv2解析 由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，拉力F對木板所做的功W一部分轉(zhuǎn)化為物體m的動能，一部分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)能，故W1v mvmgs ，s vtt，vgt，以上三式聯(lián)立可得Wmv，故C項正確。2222相相答案 CA、B處于同一高度并恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。剪斷輕繩后A下落、B沿斜面下滑，則從剪斷輕繩到物塊著地，兩物塊( )A速率的變化量不同B機械能的變化量不同C重力勢能的變化量相同D重力做功的平均功率相同1解析 由題意根據(jù)力的平衡有mgmgsin，所以mmsin。根據(jù)機械

3、能守恒定律mgh mv，得v 2gh，所以兩物22ABAB塊落地速率相等，A項錯；因為兩物塊的機械能守恒，所以兩物塊的機械能變化量都為零，B項錯誤；根據(jù)重力做功及重力勢能變化的關(guān)系，重力勢能的變化為EWmgh，C項錯誤；因為兩物塊都做勻變速運動，所以A重力的平均pGvv功率為P mg ，B的平均功率P mg sin，因為mmsin，所以P P ，D項正確。22AABBABAB答案 D4如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊以一定初速度滑上傾角為的固定斜面，同時施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin；已知滑塊及斜面間的動摩擦因數(shù)tan，取出發(fā)點為參考點，能正確描述滑塊運動到最高點過程中產(chǎn)生的熱量Q，滑塊動能E、勢

4、能E、機械能E隨時間t、位移x關(guān)系的是( )kpA.B.C.D.解析 根據(jù)滑塊及斜面間的動摩擦因數(shù)tan可知，滑動摩擦力等于重力沿斜面向下的分力。施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin，物體機械能保持不變，重力勢能隨位移x項錯誤；產(chǎn)生的熱量Qfx，隨位移均勻增大，滑塊動能E隨位移x均勻減小，A、B項錯誤。k答案 C5(多選)如圖所示，固定于水平面上的光滑斜面足夠長，一輕質(zhì)彈簧的一端及固定在斜面上的木板P相連，另一端及盒子第 1 頁A內(nèi)放有光滑球恰及盒子前、后壁接觸，現(xiàn)用力推A使彈簧處于壓縮狀態(tài)，然后由靜止釋放，則從釋放盒子A到其獲得最大速度的過程中，下列說法正確的是(A彈簧的彈性勢能一直減少到零)

5、BA對B做的功等于B機械能的增加量C彈簧彈性勢能的減少量等于A的機械能的增加量DA所受彈簧彈力和重力做的功的代數(shù)和大于A的動能的增加量解析 盒子A運動過程中，彈簧彈性勢能一直減少，當(dāng)彈簧彈力及的重力沿斜面向下的分力大小相等時，盒子的速度最大，此時彈簧的彈性勢能不為零，A項錯誤；由功能關(guān)系知，A對B做的功等于B機械能的增加量，B項正確；將A、BA和BA，彈簧彈力做正功，盒子重力做負(fù)功，小球B對A沿斜面向下的彈力做負(fù)功，由動能定理知A所受彈簧彈力和重力做的功的代數(shù)和大于A的動能的增加量，D項正確。答案 BD6(多選)如圖所示，一根原長為L的輕彈簧，下端固定在水平地面上，一個質(zhì)量為m的小球，在彈簧的

6、正上方從距地面高度為H處由靜止下落壓縮彈簧。若彈簧的最大壓縮量為x，小球下落過程受到的空氣阻力恒為f，則小球從開始下落至最低點的過程()A小球動能的增量為零B小球重力勢能的增量為mg(HxL)C彈簧彈性勢能的增量為(mgf)(HxL)D系統(tǒng)機械能減小fH解析 小球下落的整個過程中，開始時速度為零，結(jié)束時速度也為零，所以小球動能的增量為0，故A項正確；小球下落的整個過程中，重力做功Wmghmg(HxL)，根據(jù)重力做功量度重力勢能的變化WE得小球重力勢能的增量為GGpmg(HxL)，故B項錯誤；根據(jù)動能定理得WWW 000，所以W (mgf)(HxL)，根據(jù)彈簧彈力做功量彈Gf彈度彈性勢能的變化W

7、 EC彈 p彈力以外的力做的功，所以小球從開始下落至最低點的過程，克服阻力做的功為f(HxL)，所以系統(tǒng)機械能的減小量為f(HxL)，故D項錯誤。答案 AC7(2017江蘇)(多選)如圖所示，三個小球的質(zhì)量均為及間通過鉸鏈用輕桿連接，桿長為置于水平地面上，用一輕質(zhì)彈簧連接，彈簧處于原長。現(xiàn)A由靜止釋放下降到最低點，兩輕桿間夾角由60變?yōu)?20，A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運動，彈簧在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦，重力加速度為g。則此下降過程中()3AA的動能達到最大前，B受到地面的支持力小于 mg23BA的動能最大時，B受到地面的支持力等于 mg2C彈簧的彈性勢能最大時，A的加速度方向豎直向下3D彈

8、簧的彈性勢能最大值為 mgL23解析 A的動能最大時，設(shè)B和C受到地面的支持力大小均為F，此時整體在豎直方向受力平衡，可得2F3mg，所以23mg；在A的動能達到最大前一直是加速下降，處于失重情況，所以B受到地面的支持力小于 mg，故A、B項正確；當(dāng)A達2C下落的高度為hLsin60Lsin30，根據(jù)功能關(guān)系可以知道，小球A的機械能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，即彈簧的彈性勢能最大值為Emghp31mgL，故D項錯誤。2答案 AB8. (多選)如圖所示，足夠長的傳送帶及水平方向的傾角為 ，物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑輕滑輪及物塊 b相連，b的質(zhì)量為m。開始時，a、b及傳送帶均靜止，且a不受

9、傳送帶摩擦力作用，現(xiàn)讓傳送帶逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則在 b上升h高度(未及滑輪相碰)過程中()第 2 頁A物塊a的重力勢能減少mghB摩擦力對a做的功等于a機械能的增量C摩擦力對a做的功等于物塊a、b動能增量之和D任意時刻，重力對a、b做功的瞬時功率大小相等解析 及傳送帶均靜止，且a不受傳送帶摩擦力作用，說明b的重力等于a沿斜面方向的分量，即mgmgsin；當(dāng)物塊b上升h后，物塊a沿斜面下滑的距離為h，故a下降的高度為hsin，所以物塊a的重力勢能減少量為amghsinmgh，A項正確；根據(jù)功能關(guān)系，摩擦力對a做的功等于機械能的增量，所以B項正確；在任意ab的速度為a的速度大小也是b做功的瞬時功率為

10、Pmgv，bb重力對a做功的瞬時功率為Pmgvsin，故PP，所以D項正確。aaab答案 ACDB組能力提升題9如圖所示，小物塊及水平軌道、傾斜軌道之間的動摩擦因數(shù)均相同，小物塊從傾角為的軌道上高度為h的A點靜止1釋放，運動至B點時速度為v?，F(xiàn)將傾斜軌道的傾角調(diào)至為，仍將物塊從軌道上高度為h的A點靜止釋放，運動至B點21時速度為v。已知，不計物塊在軌道接觸處的機械能損失。則( )122Avv12Cvv12D由于不知道、的具體數(shù)值，v、v關(guān)系無法判定112212解析 對小物塊運動分析，如圖所示，物塊運動過程中摩擦力做負(fù)功，重力做正功，由動能定理可得mvmgh2h111mgcosmgx mghmg

11、hmgx ，因為 hx x ，所以 mvmghmgx ，故到達 B2sintantan2點的速度及傾斜軌道的傾角無關(guān)，所以vv，故C項正確。21答案 C10如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊放在光滑的水平平臺上，平臺右端B及水平傳送帶相接，傳送帶的運行速度為v，長為L。0現(xiàn)將滑塊緩慢水平向左移動壓縮固定在平臺上的輕彈簧，到達某處時突然釋放，當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端 C時，恰好及傳送帶速度相同?；瑝K及傳送帶間的動摩擦因數(shù)為。(1)試分析滑塊在傳送帶上的運動情況。(2)若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度，求釋放滑塊時彈簧具有的彈性勢能。(3)若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度，求滑塊在傳送帶上滑行的整個

12、過程中產(chǎn)生的熱量。解析 (1)若滑塊沖上傳送帶時的速度小于傳送帶的速度，則滑塊由于受到向右的滑動摩擦力而做勻加速運動；若滑塊沖上傳送帶時的速度大于傳送帶的速度，則滑塊由于受到向左的滑動摩擦力而做勻減速運動。(2)設(shè)滑塊沖上傳送帶時的速度大小為v，由機械能守恒定律得1Emv，22p滑塊從B運動到C過程，由動能定理得1 1mgL mvmv，2022 21 1所以EmvmvmgL。2202 2p(3)設(shè)滑塊在傳送帶上運動的時間為t，則t時間內(nèi)傳送帶的位移xvt，vvat，00由(2)得v v2gL；20滑塊相對傳送帶滑動的位移xLx，相對滑動生成的熱量Qmgx，解得QmgLmv( v2gLv)。20

13、00答案 (1)見解析第 3 頁2000011如圖所示，左側(cè)豎直墻面上固定半徑為R0.3m的光滑半圓環(huán)，右側(cè)豎直墻面上及圓環(huán)的圓心O等高處固定一光滑直桿。質(zhì)量為m100 g的小球a套在半圓環(huán)上，質(zhì)量為m36 g的滑塊b套在直桿上，二者之間用長為l0.4 m的輕桿通ba過兩鉸鏈連接?，F(xiàn)將a從圓環(huán)的最高處由靜止釋放，使a沿圓環(huán)自由下滑，不計一切摩擦，a、b均視為質(zhì)點，重力加速度g取10m/s。求：21解析 (1)當(dāng)a滑到及O同高度的P的速度v的速度為零，由機械能守恒定律可得mgRmv，2aaa由幾何關(guān)系可得cos2a2b22aab2b12如圖所示，一足夠長的水平傳送帶以速度v勻速運動，質(zhì)量均為m的小物塊P和小物塊Q由通過滑輪組的輕繩連接，0輕繩足夠長且不可伸長。某時刻物塊P從傳送帶左端以速度2v沖上傳送帶，P及定滑輪間的繩子水平。已知物塊P及傳送0帶間的動摩擦因數(shù)0.25，重力加速度為g，不計滑輪的質(zhì)量及摩擦。(1