2019年高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律 第4讲 功能关系 能量守恒定律练习.doc
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1、1配餐作业配餐作业 功能关系功能关系 能量守恒定律能量守恒定律A 组基础巩固题1如图所示为跳伞爱好者表演高楼跳伞的情形,他们从楼顶跳下后,在距地面一定高度处打开伞包,最终安全着陆,则跳伞者( )A机械能一直减小B机械能一直增大C动能一直减小D重力势能一直增大解析 打开伞包后,跳伞者先减速后匀速,动能先减少后不变,C 项错误;跳伞者高度下降,重力势能减小,D 项错误;空气阻力一直做负功,机械能一直减小,A 项正确,B 项错误。答案 A2.如图所示,一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v向右匀速运动,现将质量为m的物体竖直向下轻轻地放置在木板上的右端,已知物体m和木板之间的动摩擦因数为,为保持木板
2、的速度不变,从物体m放到木板上到它相对木板静止的过程中,须对木板施一水平向右的作用力F,那么力F对木板做功的数值为( )A.B.mv2 4mv2 2Cmv2D2mv2解析 由能量转化和守恒定律可知,拉力F对木板所做的功W一部分转化为物体m的动能,一部分转化为系统内能,故Wmv2mgs相,s相vtt,vgt,以上三式联立1 2v 2可得Wmv2,故 C 项正确。答案 C3.如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻,A、B处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块( )2A速率的
3、变化量不同B机械能的变化量不同C重力势能的变化量相同D重力做功的平均功率相同解析 由题意根据力的平衡有mAgmBgsin,所以mAmBsin。根据机械能守恒定律mghmv2,得v,所以两物块落地速率相等,A 项错;因为两物块的机械能守恒,1 22gh所以两物块的机械能变化量都为零,B 项错误;根据重力做功与重力势能变化的关系,重力势能的变化为 EpWGmgh,C 项错误;因为A、B两物块都做匀变速运动,所以A重力的平均功率为AmAg ,B的平均功率BmBg sin,因为mAmBsin,所以Pv 2Pv 2AB,D 项正确。PP答案 D4如图所示,质量为m的滑块以一定初速度滑上倾角为的固定斜面,
4、同时施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin;已知滑块与斜面间的动摩擦因数tan,取出发点为参考点,能正确描述滑块运动到最高点过程中产生的热量Q,滑块动能Ek、势能Ep、机械能E随时间t、位移x关系的是( )A.B.3C.D.解析 根据滑块与斜面间的动摩擦因数tan可知,滑动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,物体机械能保持不变,重力势能随位移x均匀增大,C 项正确,D 项错误;产生的热量Qfx,随位移均匀增大,滑块动能Ek随位移x均匀减小,A、B 项错误。答案 C 5(多选)如图所示,固定于水平面上的光滑斜面足够长,一轻质弹簧的一端与固定在斜面上的木板P相连,另一端
5、与盒子A相连,A内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁接触,现用力推A使弹簧处于压缩状态,然后由静止释放,则从释放盒子A到其获得最大速度的过程中,下列说法正确的是( )A弹簧的弹性势能一直减少到零BA对B做的功等于B机械能的增加量C弹簧弹性势能的减少量等于A的机械能的增加量DA所受弹簧弹力和重力做的功的代数和大于A的动能的增加量解析 盒子A运动过程中,弹簧弹性势能一直减少,当弹簧弹力与A、B的重力沿斜面向下的分力大小相等时,盒子的速度最大,此时弹簧的弹性势能不为零,A 项错误;由功能关系知,A对B做的功等于B机械能的增加量,B 项正确;将A、B和弹簧看作一个系统,则该系统机械能守恒,所以弹簧弹性势
6、能的减少量等于A和B机械能的增加量,C 项错误;对盒子A,弹簧弹力做正功,盒子重力做负功,小球B对A沿斜面向下的弹力做负功,由动能定理知A所受弹簧弹力和重力做的功的代数和大于A的动能的增加量,D 项正确。答案 BD6(多选)如图所示,一根原长为L的轻弹簧,下端固定在水平地面上,一个质量为m的小4球,在弹簧的正上方从距地面高度为H处由静止下落压缩弹簧。若弹簧的最大压缩量为x,小球下落过程受到的空气阻力恒为f,则小球从开始下落至最低点的过程( )A小球动能的增量为零B小球重力势能的增量为mg(HxL)C弹簧弹性势能的增量为(mgf)(HxL)D系统机械能减小fH解析 小球下落的整个过程中,开始时速
7、度为零,结束时速度也为零,所以小球动能的增量为 0,故 A 项正确;小球下落的整个过程中,重力做功WGmghmg(HxL),根据重力做功量度重力势能的变化WGEp得小球重力势能的增量为mg(HxL),故 B 项错误;根据动能定理得WGWfW弹000,所以W弹(mgf)(HxL),根据弹簧弹力做功量度弹性势能的变化W弹Ep得,弹簧弹性势能的增量为(mgf)(HxL),故 C 项正确;系统机械能的减少等于重力、弹力以外的力做的功,所以小球从开始下落至最低点的过程,克服阻力做的功为f(HxL),所以系统机械能的减小量为f(HxL),故 D 项错误。答案 AC7(2017江苏)(多选)如图所示,三个小
8、球A、B、C的质量均为m,A与B、C间通过铰链用轻杆连接,杆长为L,B、C置于水平地面上,用一轻质弹簧连接,弹簧处于原长。现A由静止释放下降到最低点,两轻杆间夹角由 60变为 120,A、B、C在同一竖直平面内运动,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为g。则此下降过程中( )AA的动能达到最大前,B受到地面的支持力小于mg3 2BA的动能最大时,B受到地面的支持力等于mg3 2C弹簧的弹性势能最大时,A的加速度方向竖直向下D弹簧的弹性势能最大值为mgL32解析 A的动能最大时,设B和C受到地面的支持力大小均为F,此时整体在竖直方向受力5平衡,可得 2F3mg,所以Fmg;在A的动能达到
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