高考總復(fù)習(xí)物理（人教版）練習(xí)第05章機(jī)械能第4講功能關(guān)系能量守恒定律（課時(shí)綜合訓(xùn)練）

課時(shí)綜合訓(xùn)練(二十二)功能關(guān)系能量守恒定律(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P285)1．(2018·江蘇泰州模擬)一個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械能增大，究其原因，下列推測(cè)正確的是()A．可能是重力對(duì)系統(tǒng)做了功B．一定是合外力對(duì)系統(tǒng)做了功C．一定是系統(tǒng)克服合外力做了功D．可能是摩擦力對(duì)系統(tǒng)做了功解析：選D只有重力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，A錯(cuò)誤；除重力、彈力之外的力做正功時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能增加，做負(fù)功則減少，故B、C錯(cuò)誤；如果摩擦力對(duì)系統(tǒng)做正功，則系統(tǒng)機(jī)械能增加，故D正確．2．(2017·江西九江一模)(多選)第一次將一長(zhǎng)木板靜止放在光滑水平面上，如圖甲所示，一小鉛塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以水平初速度v0由木板左端向右滑動(dòng)，到達(dá)右端時(shí)恰能與木板保持相對(duì)靜止．第二次將長(zhǎng)木板分成A、B兩塊，使B的長(zhǎng)度和質(zhì)量均為A的2倍，并緊挨著放在原水平面上，讓小鉛塊仍以初速度v0由A的左端開(kāi)始向右滑動(dòng)，如圖乙所示．若小鉛塊相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中所受的摩擦力始終不變，則下列說(shuō)法正確的是()A．小鉛塊將從B的右端飛離木板B．小鉛塊滑到B的右端前已與B保持相對(duì)靜止C．第一次和第二次過(guò)程中產(chǎn)生的熱量相等D．第一次過(guò)程中產(chǎn)生的熱量大于第二次產(chǎn)生的熱量解析：選BD在第一次小鉛塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小鉛塊與木板之間的摩擦力使整個(gè)木板一直加速，第二次小鉛塊先使整個(gè)木板加速，當(dāng)小鉛塊運(yùn)動(dòng)到B上后A停止加速，只有B加速，加速度大于第一次的對(duì)應(yīng)過(guò)程，故第二次小鉛塊與B將更早共速，所以小鉛塊還沒(méi)有運(yùn)動(dòng)到B的右端，二者就已共速，A錯(cuò)誤，B正確；由于第一次的相對(duì)路程大于第二次的相對(duì)路程，則第一次過(guò)程中產(chǎn)生的熱量大于第二次過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，C錯(cuò)誤，D正確．3．如圖所示，一子彈水平射入放在光滑水平地面上靜止的木塊子彈未穿透木塊，假設(shè)子彈與木塊之間的作用力大小恒定，若此過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能為6J，則此過(guò)程中木塊動(dòng)能可能增加了()A．12J B．16JC．6J D．4J解析：選D設(shè)子彈初速度為v0，打入木塊后與木塊有相同的速度v，子彈與木塊的v-t圖象如圖所示．設(shè)子彈與木塊間的摩擦力為f，根據(jù)動(dòng)能定理可求，木塊獲得的動(dòng)能：Ek＝fx1，x1為木塊的位移，產(chǎn)生的內(nèi)能：Q＝fΔx，Δx為子彈與木塊的相對(duì)位移，由圖知，Δx＞x1，所以Ek＜Q，故A、B、C錯(cuò)誤；D正確．4.(2018·重慶月考)如圖所示，一小球用輕質(zhì)線懸掛在木板的支架上，木板沿傾角為θ的斜面下滑時(shí)，細(xì)線呈豎直狀態(tài)，則在木板下滑的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是()A．小球的機(jī)械能守恒B．木板、小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C．木板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(1,tanθ)D．木板、小球組成的系統(tǒng)減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能解析：選D因?yàn)榧?xì)線呈豎直狀態(tài)，所以木板、小球均勻速下滑，小球的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤；同理，木板、小球組成的系統(tǒng)動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，機(jī)械能也不守恒，B錯(cuò)誤；木板與小球下滑過(guò)程中滿足(M＋m)gsinθ＝μ(M＋m)gcosθ，即木板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝tanθ，C錯(cuò)誤；由能量守恒知木板、小球組成的系統(tǒng)減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，D正確．5．(多選)如圖甲所示，長(zhǎng)木板A放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m＝2kg的另一物體B(可視為質(zhì)點(diǎn))以水平速度v0＝2m/s滑上原來(lái)靜止的長(zhǎng)木板A的上表面，由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時(shí)間變化情況如圖乙所示，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝10m/A．木板獲得的動(dòng)能為2JB．系統(tǒng)損失的機(jī)械能為2JC．木板A的最短長(zhǎng)度為1D．A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1解析：選BCD由v-t圖象可知，最終A、B的共同速度v＝1m/s.aA＝1m/s2，aB＝1m/s2.又f＝maA＝MaB．故木板的質(zhì)量M＝m＝2kg.木板獲得的動(dòng)能EkA＝eq\f(1,2)Mv2＝eq\f(1,2)×2×12J＝1J，A錯(cuò)誤；系統(tǒng)損失的機(jī)械能ΔE＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)(M＋m)v2＝2J，B正確．由能量守恒f·l＝ΔE，l＝eq\f(ΔE,maA)＝eq\f(2,2×1)m＝1m，C正確．又f＝μMg＝MaB，μ＝0.1，D正確．6．(多選)如圖所示，傾角θ＝37°的光滑斜面上粘貼有一厚度不計(jì)、寬度為d＝0.2m的橡膠帶，橡膠帶的上表面與斜面位于同一平面內(nèi)，其上、下邊緣與斜面的上、下邊緣平行，橡膠帶的上邊緣到斜面的頂端距離為L(zhǎng)＝0.4m，現(xiàn)將質(zhì)量為m＝1kg、寬度為d的薄矩形板上邊緣與斜面頂端平齊且從斜面頂端靜止釋放．已知矩形板與橡膠帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度大小為g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力，矩形板由斜面頂端靜止釋放到完全離開(kāi)橡膠帶的過(guò)程中(此過(guò)程矩形板始終在斜面上)，sin37°＝0.6，A．矩形板受到的摩擦力大小為4NB．矩形板的重力做功為3.6JC．產(chǎn)生的熱量為0.8JD．矩形板的上邊緣穿過(guò)橡膠帶下邊緣時(shí)其速度大小為eq\f(2\r(35),5)m/s解析：選BCD當(dāng)矩形板全部在橡膠帶上時(shí)摩擦力為Ff＝μmgcos37°＝4N，此時(shí)摩擦力最大，其他情形摩擦力均小于4N，故A錯(cuò)誤；重力對(duì)矩形板做功WG＝mgh＝mg(L＋d)sin37°＝3.6J，B正確；從滑上橡膠帶到完全離開(kāi)橡膠帶，因矩形板受到的摩擦力與位移的變化為線性關(guān)系，則產(chǎn)生的熱量Q＝eq\f(0＋μmgcos37°,2)×2d＝0.8J，C正確；從釋放到完全離開(kāi)橡膠帶，對(duì)矩形板由動(dòng)能定理有mg(L＋d)sin37°－eq\f(0＋μmgcos37°,2)×2d＝eq\f(1,2)mv2，代入可得v＝eq\f(2\r(35),5)m/s，D正確．7．學(xué)?？萍脊?jié)上，同學(xué)發(fā)明了一個(gè)用彈簧槍擊打目標(biāo)的裝置，原理如圖甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是豎直放置的光滑半圓弧軌道，圓心為O，半徑R＝0.8m；MN是與O點(diǎn)處在同一水平面的平臺(tái)；彈簧的左端固定，右端放一可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量m＝0.1kg的彈珠P，它緊貼在彈簧的原長(zhǎng)處B點(diǎn)；對(duì)彈珠P施加一水平外力F，緩慢壓縮彈簧，在這一過(guò)程中，所用外力F與彈簧壓縮量x的關(guān)系如圖乙所示．已知BC段長(zhǎng)L＝2m，EO間的距離s＝1.6m．計(jì)算時(shí)g取10m/s(1)彈珠P通過(guò)D點(diǎn)時(shí)的最小速度vD；(2)彈珠P能準(zhǔn)確擊中平臺(tái)MN上的目標(biāo)E點(diǎn)，它通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度vC；(3)當(dāng)緩慢壓縮彈簧到壓縮量為x0時(shí)所用的外力為8.3N，釋放后彈珠P能準(zhǔn)確擊中平臺(tái)MN上的目標(biāo)E點(diǎn)，求壓縮量x0.解析：(1)當(dāng)彈珠做圓周運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)且只受重力時(shí)速度最小，根據(jù)牛頓第二定律有：mg＝meq\f(v\o\al(2,D),R)解得vD＝eq\r(gR)＝2eq\r(2)(2)彈珠從D點(diǎn)到E點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)它通過(guò)D點(diǎn)的速度為v，則s＝vtR＝eq\f(1,2)gt2由此可得v＝4從C點(diǎn)到D點(diǎn)，運(yùn)用動(dòng)能定理，則有：eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)＝－mg×2R聯(lián)立解得vC＝4eq\(3)由圖乙知彈珠受到的摩擦力f＝0.1N，根據(jù)動(dòng)能定理得，eq\f(F1＋F2,2)x0－f(2x0＋L)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－0且F1＝0.1N，F(xiàn)2＝8.3N.代入數(shù)據(jù)解得x0＝0.65答案：(1)2eq\r(2)m/s(2)8．(2018·四川綿陽(yáng)模擬)如圖所示，光滑水平面上固定豎直擋板MN，水平放置長(zhǎng)木板P，P左端與MN間距離為d，P右端放置小物塊K，P、K的質(zhì)量均為m，P與K間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)給小物塊K持續(xù)施加水平向左的恒定外力F，其大小等于P與K間的滑動(dòng)摩擦力的二分之一，P、K一起向左運(yùn)動(dòng)，直到P與豎直擋板MN相碰，碰撞的時(shí)間極短，碰撞前、后瞬間P的速度大小相等，方向相反，小物塊K始終在長(zhǎng)木板P上．重力加速度為g.(1)求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)木板P與豎直擋板MN發(fā)生第一次碰撞；(2)求從外力作用在小物塊K上到長(zhǎng)木板P第一次與豎直擋板MN碰撞后向右運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)的過(guò)程，P、K間因摩擦產(chǎn)生的熱量；(3)為使小物塊K不與豎直擋板MN碰撞，求木板P長(zhǎng)度的最小值．解析：(1)P、K在外力F的作用下一起向左運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a，經(jīng)過(guò)時(shí)間t長(zhǎng)木板P與豎直擋板MN發(fā)生第一次碰撞，則F＝eq\f(1,2)μmg，F(xiàn)＝2ma，d＝eq\f(1,2)at2，解得a＝eq\f(1,4)μg，t＝2eq\r(\f(2d,μg)).(2)設(shè)P與豎直擋板MN發(fā)生第一次碰撞前速度大小為v1，則v1＝at之后，P向右以v1為初速度做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a1，經(jīng)過(guò)時(shí)間t1速度減為零，通過(guò)的距離為x1，向右運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)；K向左以v1為初速度做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a2，設(shè)在時(shí)間t1內(nèi)通過(guò)的距離為x2，則μmg＝ma1，μmg－F＝ma2，v1＝a1t1，x1＝eq\f(1,2)v1t1，x2＝v1t1－eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,1)，解得v1＝eq\r(\f(μgd,2))，a1＝μg，a2＝eq\f(1,2)μg，t1＝eq\r(\f(d,2μg))，x1＝eq\f(1,4)d，x2＝eq\f(3,8)d.設(shè)在時(shí)間t1內(nèi)，K在P上滑動(dòng)的距離為x，P、K間因摩擦產(chǎn)生的熱量為Q，則x＝x1＋x2，Q＝μmgx，解得Q＝eq\f(5,8)μmgd.(3)小物塊K對(duì)地先向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，再向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，如此交替進(jìn)行，始終向左運(yùn)動(dòng)，對(duì)木板P相對(duì)靜止、相對(duì)向左滑動(dòng)交替進(jìn)行；木板P與豎直擋板MN碰撞后先向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，后向左做勻加