高三物理小題瘋狂專練12 機械能守恒定律、功能關(guān)系與能量守恒 教師版

2017年高考“最后三十天”專題透析2017年高考“最后三十天”專題透析好教育云平臺——教育因你我而變好教育云平臺——教育因你我而變十二機械能守恒定律、功能關(guān)系與能量守恒十二機械能守恒定律、功能關(guān)系與能量守恒 一、單選題一、單選題1．【浙江省2017普通高校招生選考科目考試物理試題】火箭發(fā)射回收是航天技術(shù)的一大進步。如圖所示，火箭在返回地面前的某段運動，可看成先勻速后減速的直線運動，最后撞落在地面上。不計火箭質(zhì)量的變化，則（）A．火箭在勻速下降過程中機械能守恒B．火箭在減速下降過程中攜帶的檢測儀器處于失重狀態(tài)C．火箭在減速下降過程中合力做功，等于火箭機械能的變化D．火箭著地時，火箭對地的作用力大于自身的重力【解析】火箭勻速下降過程中.動能不變.重力勢能減小，故機械能減小，A錯誤:火箭在減速下降時.攜帶的檢測儀器受到的支持力大于自身重力力.故處在超重狀態(tài).B錯誤.由功能關(guān)系知.合力做功等于火箭動能變化.而除重力外外的其他力做功之和等于機械能變化，故C錯誤?；鸺貢r.加速度向上.所以火箭對地面的作用力大子自身重力，D正確?！敬鸢浮緿2．【安徽省2019屆高三10月份聯(lián)考】質(zhì)量為m的子彈，以水平速度射入靜止在光滑水平面上質(zhì)量為M的木塊，并留在其中，下列說法正確的是（）A．子彈動能的減少量與木塊動能增加量相等B．阻力對子彈做的功與子動能的變化量相等C．子彈克服阻力做的功與子彈對木塊做的功相等D．子彈克服阻力做的功等于系統(tǒng)克服摩擦所產(chǎn)生的內(nèi)能【解析】A.由能量轉(zhuǎn)化可知，子彈動能的減少量等于木塊動能增加量和系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和，故A錯誤；B.對于子彈來說只有阻力做功，其效果就是子彈動能減少，子彈動能的減少和阻力對子彈所做的功數(shù)值上相等，所以B正確；C.子彈對木塊做的功等于木塊的動能，小于子彈克服阻力做的功，故C錯誤；D.子彈克服阻力做功使損失的動能一部分轉(zhuǎn)化成了系統(tǒng)的內(nèi)能，一部分轉(zhuǎn)化成了木塊的動能，故D錯誤。故選：B?！敬鸢浮緽3．【安徽省阜陽三中2018-2019學(xué)年高三考試】如圖所示，重10N的滑塊在傾角為30°的斜面上，從a點由靜止下滑，到b點接觸到一個輕彈簧．滑塊壓縮彈簧到c點開始彈回，返回b點離開彈簧，最后又回到a點，已知ab＝0.8m，bc＝0.4m，那么在整個過程中（）A．滑塊滑到b點時動能最大B．滑塊動能的最大值是6JC．從c到b彈簧的彈力對滑塊做的功是6JD．滑塊整個過程機械能守恒【解析】當(dāng)滑塊的合力為0時，滑塊速度最大，設(shè)滑塊在b和c之間的d點時合力為0，速度最大，選項A錯誤；滑塊從a到d，運用動能定理得：mghad+W彈=EKd-0，mghad＜6J，W彈＜0，所以EKd＜6J，故B錯誤。滑塊從a到c，運用動能定理得：mghac+W彈′=0-0，代入數(shù)據(jù)解得：W彈′=-6J。則從c到b彈簧的彈力對滑塊做的功也是6J，故C正確。整個過程中彈簧、滑塊與地球組成的系統(tǒng)機械能守恒，沒有與系統(tǒng)外發(fā)生能量轉(zhuǎn)化；滑塊在整個過程中機械能不守恒。故D錯誤。故選C?！敬鸢浮緾4．【江蘇省姜堰中學(xué)2017-2018學(xué)年度高考模擬】如圖所示，半徑為R的金屬環(huán)豎直放置，環(huán)上套有一質(zhì)量為m的小球，小球開始時靜止于最低點。現(xiàn)給小球一沖擊，使它以初速度v0=6RgA．小球機械能守恒B．小球在最低點時對金屬環(huán)的壓力是6mgC．小球在最高點時，速度為0D．小球機械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR?！窘馕觥啃∏蛟谧罡唿c與環(huán)作用力恰為0時，設(shè)速度為v，則mg=mv2R，解得：v=gR；從最低點到最高點，由動能定理得：-mg2R-W克=12mv2-12mv02；解得：W克=0.5mgR，所以機械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR，故AC錯誤，D正確。在最低點，根據(jù)向心力公式得：N-mg=v02R【答案】D5．【全國市級聯(lián)考2017-2018學(xué)年高考調(diào)研】如圖所示,傾角為α=37o、長度為x=3m的光滑固定斜面,其底端與長木板B上表面等高,原來B靜止在光滑水平地面上,左端與斜面接觸但不粘連,斜面底端與B的上表面接觸處圓滑。一可視為質(zhì)點的小滑塊A從斜面頂端處由靜止開始下滑,最終A剛好未從B上滑下。已知A、B的質(zhì)量相等,A與B上表面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,sin37oA．A在斜面上運動的時間為3B．A在B上滑動過程中,系統(tǒng)動量和機械能均守恒C．A的最終速度為3D．長木板B的長度為1【解析】斜面長x=3m，故小滑塊下滑的加速度a=gsin37°，下滑時間為t=2xgsin37°=2×310×0.6s=1s，A錯誤；A在B上運動過程中，存在摩擦力，故機械能不守恒，但A和B組成的系統(tǒng)動量守恒，B錯誤；下滑到底端時的速度為v0=2ax=2×6×3=6m/s，在水平面上運動過程中，A和B系統(tǒng)動量守恒，故mv0=2mv，解得兩者最終使得為v=3m/s，C【答案】C二、多選題二、多選題6．【安徽省皖南八校2019屆高三10月份聯(lián)考物理】如圖甲所示，水平傳送帶始終以恒定速率v1向右運行，質(zhì)量為m的物塊，以v2的初速度從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處向左滑入傳送帶，若從物塊滑上傳送帶開始計時，物塊在傳送帶上運動的v－t圖象（以地面為參考系）如圖乙所示，已知v2＞v1則（）A．t1時刻，物塊離A處的距離達到最大B．t2時刻，物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大C．0－t3時間內(nèi)，物塊一直受到方向向右的摩擦力D．t1—t2時間內(nèi)，由于帶動物塊電動機多做的功為mv12【解析】A、t1時刻小物塊向左運動到速度為零，離A處的距離達到最大，故A正確；B、t2時刻前小物塊相對傳送帶向左運動，之后相對靜止，故B正確；C、t2～t3時間內(nèi)小物塊不受摩擦力作用，故C錯誤；D、t1～t2時間內(nèi)，小物塊在滑動摩擦動力作用下，做勻加速運動，小物塊增加的動能為12mv12；設(shè)小物塊的位移為x，根據(jù)動能定理，fx=12mv12。小物塊相對傳送帶的位移也為x，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為Q=f△x=【答案】ABD7．【湖北省三市2017-2018學(xué)年高三聯(lián)考】如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在將彈簧壓縮到最短的整個過程中，下列關(guān)于小球和彈簧的能量敘述中正確的是（）A．小球的機械能守恒B．彈簧的彈性勢能增大C．小球剛接觸彈簧時，動能最大D．小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒【解析】在將彈簧壓縮到最短的整個過程中，彈簧的彈力對小球做負功，故小球的機械能不守恒，故A錯誤；在壓縮到最短的過程中，小球?qū)椈墒冀K做正功，故彈簧的彈性勢能移植增大，故B正確；小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過程中，彈簧的彈力逐漸增大，彈簧的彈力先小小球受到的重力，后大于重力，合力先向下后向上，所以小球先向下加速運動，后向下減速運動，所以小球的動能先變大后變小，故C錯誤；對于小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過程中，小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能這三種形式的能量相互轉(zhuǎn)化，沒有與其他形式的能發(fā)生交換，也就說小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能之和保持不變，故D正確；故選BD?！敬鸢浮緽D8．【遼寧省2017-2018學(xué)年高三大聯(lián)考】質(zhì)量為m的子彈，以水平速度v0射入靜止在水平面上質(zhì)量為M的木塊，并留在其中.在此過程中，木塊的動能增加了8?JA．16?JB．12?JC．【解析】設(shè)子彈的初速度為V，射入木塊后子彈與木塊共同的速度為v，木塊的質(zhì)量為M，子彈的質(zhì)量為m.根據(jù)動量守恒定律得：mV=(M+m)v得,v=mV木塊獲得的動能為△Ek=1系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為Q=1所以：E由于木塊的質(zhì)量大于子彈的質(zhì)量，所以：EkQ=mm+M<1，即：Q>Ek=8J，可知AB【答案】AB三、解答題三、解答題9．【河北省雄安新區(qū)2018屆高三物理模擬】如圖為某種魚餌自動投放器的裝置示意圖,其下半部AB是一長為2R的豎直細管,上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管,管口C處切線水平,AB管內(nèi)有原長為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧。在彈簧上端放置一粒質(zhì)量為m的魚餌,解除鎖定后彈簧可將魚餌彈射出去。投餌時,每次總將彈簧長度壓縮到0.5R后鎖定,此時彈簧的彈性勢能為6mgR(g為重力加速度)。不計魚餌在運動過程中的機械能損失,求:(1)魚餌到達管口C時的速度大小v1。(2)魚餌到達管口C時對管子的作用力大小和方向。(3)已知地面比水面高出1.5R,若豎直細管的長度可以調(diào)節(jié),圓弧彎道管BC可隨豎直細管一起升降。求魚餌到達水面的落點與AB所在豎直線OO'之間的最大距離Lmax?！窘馕觥?1)魚餌到達管口C的過程中彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為魚餌的重力勢能和動能，有：6mgR=2.5mgR+1解得v(2)設(shè)C處管子對魚餌的作用力向下，大小設(shè)為F，根據(jù)牛頓第二定律有：mg+F=m解得F=6mg由牛頓第三定律可得魚餌對管子的作用力F′=6mg，方向向上。(3)設(shè)AB長度為h，對應(yīng)平拋水平距離為x，由機械能守恒定律有：6mgR=mg(R+h-0.5R)+由平拋運動的規(guī)律得x=vt，2.5R+h=1解得x=當(dāng)h=1.5R時，x的最大值xmax則L10．【全國百強校2019屆高三調(diào)研考試】如圖，輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接一個光滑的滑塊A，彈簧的勁度系數(shù)k=500N/m，彈簧的彈性勢能表達式為Ep=12kx2（x為彈簧的形變量）。滑塊B靠在A的右側(cè)與A不連接，A、B滑塊均可視為質(zhì)點，質(zhì)量都為1kg，最初彈簧的壓縮量為x0=9cm，由靜止釋放A、B，A到平臺右端距離L=15cm，平臺離地高為H=5m，在平臺右側(cè)與平臺水平相距S處有一固定斜面，斜面高為d=4.8m，傾角θ=370(1)B離開平臺的速度v1(2)斜面距平臺右端距離S為多少？(3)B滑到斜面底端的速度為多大？【解析】（1）A、B分離時，A、B