新教材适用2024版高考物理一轮总复习练习17第五章机械能第4讲功能关系能量守恒定律.docx
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1、第4讲功能关系能量守恒定律一、选择题(本题共8小题,15题为单选,68题为多选)1 (2023河北张家口高三期末)如图所示,劲度系数k100 N/m的轻弹簧竖直固定在水平面上,质量m2 kg的小物块静止在弹簧的上端,小物块与弹簧不拴接,此时小物块位于M点。现用外力F缓慢使小物块竖直向下移动x0.4 m至N点,然后撤去外力F并将小物块从N点由静止释放,小物块离开轻弹簧后上升了h0.3 m高度。整个过程未超过轻弹簧的弹性限度,重力加速度g10 m/s2。则小物块在N点时轻弹簧储存的弹性势能为( D )A6 J B8 J C14 J D18 J解析物块平衡时,有mgkx,物块由静止释放后上升的高度H
2、xxh0.9 m,由能量守恒定律得小物块在N点时轻弹簧储存的弹性势能EPmgH18 J。故选D。2(2023广东广州高三阶段练习)抛石机的使用,最早可追溯到战国时期,其结构可简化如图所示,杆AB可绕转轴O在竖直平面内转动,A处放置一个石块,B处悬挂一重物。用绳将A端下拉到适当位置后释放绳,在重物的作用下AB杆转动,将石块在一定的高度抛出。则关于从释放绳至石块抛出的过程,以下说法正确的是( C )A石块的角速度大于重物的角速度B石块与重物具有大小相等的向心加速度C杆对石块做正功,对重物做负功D石块获得的动能有可能大于重物减少的重力势能解析根据共轴转动特点可知石块的角速度等于重物的角速度,故A错误
3、;根据a2r,可知石块的向心加速度大于重物的向心加速度,故B错误;杆对石块的作用力方向与石块线速度方向的夹角小于90,对石块做正功。同理分析可知杆对重物的作用力方向与重物线速度方向夹角大于90,对重物做负功,故C正确;根据能量守恒定律可知,重物减少的重力势能等于重物增加的动能、石块增加的机械能以及系统克服各种摩擦损失的机械能这三部分能量之和,所以石块获得的动能一定小于重物减少的重力势能,故D错误。3(2023浙江高三专题练习)如图所示,固定的粗糙斜面AB的倾角为37,一小物块从距斜面的底端B点8 m处由静止释放,下滑到B点与弹性挡板碰撞,碰撞过程能量损失不计,第一次返回到斜面的最高点为Q(图中
4、未画出)。设物块和斜面间的动摩擦因数为0.2,以B点为零势能面(sin 370.6,cos 370.8)。则下列说法正确的是( B )A物块沿斜面下滑时机械能减少,沿斜面上滑时机械能增加B物块下滑时,动能与势能相等的位置在AB中点下方CQ点到B点距离为3 mD物块从开始释放到最终静止经过的总路程为18 m解析物块沿斜面下滑和上滑过程中摩擦力均做负功,所以物块的机械能均减小,故A错误;物块从开始下滑到AB中点时,由能量守恒定律得mgHmgEkQ,显然此处重力势能大于动能,继续下滑时重力势能减小,动能增加,故动能与势能相等的位置在AB中点下方,故B正确;设A点到B点的距离为s1,Q点到B点距离为s
5、2,物块从A到Q的全过程,由动能定理得mg(s1s2)sin 37mg(s1s2)cos 370,代入数据解得s24.63 m,故C错误;因为tan 37,所以物块最终静止在挡板处,设物块从开始释放到最终静止经过的总路程为s,对整个过程,由能量守恒定律得mgs1sin 37mgscos 37,解得s30 m,故D错误。4(2023安徽高三模拟)儿童四轮电动汽车具有高度的仿真性,能很好培养孩子的操作能力,锻炼孩子肢体的协调性,深受少年、儿童和家长的喜爱,如图所示。小明等几位同学利用某品牌的某个型号的一辆小汽车,对其最大功率进行测试。他们由一位同学操控小汽车沿水平直轨道由静止开始运动,3 s后达到
6、最大功率,之后功率保持不变,14 s时解除动力自由滑行,20 s时停止运动,运动过程中的vt图像如图所示(除310 s时间段图像为曲线外,其余时间段图像均为直线)。已知人与车总质量为50 kg,且认为整个运动过程中所受到的阻力不变,结合图像的信息可知( D )A整个运动过程中消耗的电能等于克服阻力做的功B小汽车的最大功率为600 WC前3 s内牵引力做的功为225 JD310 s时间内克服阻力做的功为1 425 J解析整个运动过程中消耗的电能等于克服阻力做的功和产生的焦耳热之和,故A错误;小汽车在1420 s内做匀减速直线运动时,只受阻力作用,根据牛顿第二定律得f50 N,匀速时牵引力与阻力相
7、等,根据PFvfvm,代入数据可得P300 W,故B错误;在03 s时间内,有Ffma,PFv,vat,联立解得a1 m/s2,F100 N,在03 s时间内的位移s1at24.5 m,因此03 s时间内牵引力做的功W1Fs1450 J,故C错误;在310 s时间内,根据动能定理可得PtWmvmv2,代入数据解得W1 425 J,故D正确。5(2023江苏模拟预测)如图甲所示,质量为1 kg的小物块,以初速度v011 m/s从53的固定斜面底端先后两次滑上斜面,第一次对小物块施加一沿斜面向上的恒力F,第二次不施加力,图乙中的两条线段a、b分别表示施加力F和无力F时小物块沿斜面向上运动的vt图线
8、,不考虑空气阻力,g10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8,下列说法正确的是( D )A有恒力作用时,恒力F做的功是6.5 JB小物块与斜面间的动摩擦因数为1C有恒力F时,小物块在整个上升过程产生的热量较少D有恒力F时,小物块在整个上升过程机械能的减少量较少解析根据vt图线的斜率表示加速度,可知aa m/s210 m/s2,ab m/s211 m/s2,根据牛顿第二定律得,不加拉力时有mabmgsin 53mgcos 53,代入数据得0.5,加拉力时有maaFmgsin 53mgcos 53,解得F1 N,位移x1.111 m6.05 m,则恒力F做的功是WFFx6.05 J,
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- 新教材 适用 2024 高考 物理 一轮 复习 练习 17 第五 机械能 功能 关系 能量守恒定律
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