2019届高中物理二轮复习热点题型专练专题5.4功能关系能量守恒定律含解析.pdf
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1、专题 5.4 功能关系 能量守恒定律专题 5.4 功能关系 能量守恒定律 1轻质弹簧右端固定在墙上,左端与一质量m0.5kg 的物块相连,如图甲所示。弹簧处 于原长状态,物块静止且与水平面间的动摩擦因数0.2。以物块所在处为原点,水平向右为 正方向建立x轴。现对物块施加水平向右的外力F,F随x轴坐标变化的情况如图乙所示。物块 运动至x0.4m 处时速度为零。则此时弹簧的弹性势能为(g取 10m/s2) ( ) A3.1J B3.5J C1.8J D2.0J 答案:A 2某同学用如图所示的装置测量一个凹形木块的质量m,弹簧的左端固定,木块在水平面 上紧靠弹簧(不连接)将其压缩,记下木块右端位置A
2、点,释放后,木块右端恰能运动到B1点。 在木块槽中加入一个质量m0800g 的砝码, 再将木块左端紧靠弹簧, 木块右端位置仍然在A点, 释放后木块离开弹簧,右端恰能运动到B2点,测得AB1、AB2长分别为 27.0cm 和 9.0cm,则木块 的质量m为 ( ) A100g B200g C300g D400g 答案:D 解析:砝码质量m0800g0.8kg; 根据能量的转化与守恒有:mgAB1EP (m0m)gAB2EP 联立得:m0.4kg400g 3如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图,图中和为楔块,和为垫板, 楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦,在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中 ( )
3、A缓冲器的机械能守恒 B摩擦力做功消耗机械能 C垫板的动能全部转化为内能 D弹簧的弹性势能全部转化为动能 答案:B 4.如图所示,A、B、C三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动,A由静止释 放,B的初速度方向沿斜面向下,大小为v0,C的初速度方向沿斜面水平,大小也为v0。下列说 法中正确的是 ( ) AA和C将同时滑到斜面底端 B滑到斜面底端时,B的机械能减少最多 C滑到斜面底端时,B的动能最大 D滑到斜面底端时,C的重力势能减少最多 答案:C 解析:将滑块C的运动沿水平方向和沿斜面向下方向正交分解,A、C两个滑块所受的滑动 摩擦力大小相等,A所受滑动摩擦力沿斜面向上,C沿斜面向上
4、的力是滑动摩擦力的分力,根据 牛顿第二定律知,沿斜面方向C的加速度大于A的加速度,又沿斜面向下A、C都做初速度为零 的加速运动, 由运动规律知C先到达斜面底端, 故 A 错误 ; 三个滑块所受的滑动摩擦力大小相等, 滑动摩擦力做功与路程有关,C运动的路程最大,C克服摩擦力做功最大,机械能减小量等于克 服阻力做的功,故滑块C机械能减小的最多,故 B 错误;重力做功相同,摩擦力对A、B做功相 同,C克服摩擦力做功最多,而B有初速度,根据动能定理可知,滑到斜面底端时,B滑块的动 能最大,故 C 正确;三个滑块下降的高度相同,重力势能减小相同,故 D 错误。 5一质量为M1.0kg 的小物块随足够长的
5、水平传送带一起运动,被一水平向左飞来的子 弹击中并从物块中穿过(不计子弹穿过物块的时间),如图甲所示。地面观察者记录了物块被击 中后的速度随时间变化的关系如图乙所示,已知传送带的速度保持不变,g取 10m/s2。在这一个 过程中下列判断正确的是 ( ) A传送带速度大小 2m/s,方向向左 B物块与传送带间的动摩擦因数为 0.2 C传送带对物块做的功为 6J D物块与传送带之间由于摩擦而产生的内能为 4J 答案:A 6我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程。某航 天爱好者提出“玉兔”回家的设想:如图,将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到h高 度的轨道上, 与
6、在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接, 然后由飞船送 “玉兔” 返回地球。 设 “玉 兔”质量为m,月球半径为R,月面的重力加速度为g月。以月面为零势能面,“玉兔”在h高 度的引力势能可表示为EP,其中G为引力常量,M为月球质量。若忽略月球的自转, GMmh RRh 从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为 ( ) A(h2R) B(hR) mg月R Rh mg月R Rh 2 C(hR) D(hR) mg月R Rh 2 2 mg月R Rh 1 2 答案:D 解析:玉兔在h处,Gm,又Gg月,可得v,动能Ekmv2 Mm Rh2 v2 Rh M R2 g月R2 Rh 1 2 ,势能为Ep,需要对
7、玉兔做功WEpEk(hR),选项 D mg月R2 2Rh GMmh RRh mg月Rh Rh mg月R Rh 1 2 正确。 7如图所示,轨道NO和OM底端对接且,小环自N点由静止滑下再滑上OM。已知 小环在轨道NO下滑的距离小于在轨道OM上滑的距离,忽略小环经过O点时的机械能损失,轨 道各处的摩擦系数相同。若用F、Ff、v和E分别表示小环所受的合力、摩擦力、速度和机械能, 这四个物理量的大小随环运动路程的变化关系如图。其中能正确反映小环自N点到右侧最高点 运动过程的是 ( ) 答案:AB 8如图所示,表面粗糙的固定斜面顶端安装一个定滑轮,物块A、B用轻绳连接并跨过定 滑轮(不计滑轮的质量和摩
8、擦)。 初始时刻, 手扶物块B使物块A、B处于静止状态。 松手后物块A 下落,物块B沿斜面上滑,则从松手到物块A着地前的瞬间(B未碰到滑轮) ( ) A物块A减少的机械能等于物块B增加的机械能 B轻绳对物块B做的功等于物块B的机械能增量 C轻绳对物块A做的功等于物块A的机械能变化量 D摩擦力对物块B做的功等于系统机械能的变化量 答案:CD 9如图所示,物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体B的质量为 2m,放 置在倾角为30的光滑斜面上, 物体A的质量为m, 用手托着物体A使弹簧处于原长, 细绳伸直,A 与地面的距离为h,物体B静止在斜面上的挡板P处。放手后物体A下落,与地面即将接
9、触时速 度大小为v,此时物体B对挡板恰好无压力,则下列说法正确的是 ( ) A弹簧的劲度系数为mg h B此时弹簧的弹性势能等于mghmv2 1 2 C此时物体A的加速度大小为g,方向竖直向上 D此后物体B可能离开挡板沿斜面向上运动 答案:AB 解析 : 物体B对挡板恰好无压力时,其仍处于静止状态,其合力为零,由平衡条件可得kh 2mgsin300,h,选项 A 正确;由功能关系可得,此时弹簧的弹性势能等于mghmv2, mg h 1 2 选项 B 正确;此时对物体A受力分析,其合力为零,无加速度,选项 C 错误;此后物体B仍处 于静止状态,选项 D 错误。 10.如图所示,足够长传送带与水平
10、面的夹角为,物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光 滑轻滑轮与物块b相连。开始时,a、b及传送带均静止且mbmasin。现使传送带顺时针匀速 转动,则物块在运动(物块未与滑轮相碰)过程中 ( ) A一段时间后可能匀速运动 B一段时间后,摩擦力对物块a可能做负功 C开始的一段时间内,重力对a做功的功率大于重力对b做功的功率 D摩擦力对a、b组成的系统做的功等于a、b机械能的增量 答案:ABD 11.如图所示,A、B、C三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动,A由静止 释放,B的初速度方向沿斜面向下,大小为v0,C的初速度方向沿斜面水平向左,大小也为v0. 下列说法中正确的是( ) AA和C
11、将同时滑到斜面底端 B滑到斜面底端时,B的机械能减少最多 C滑到斜面底端时,B的动能最大 DC的重力势能减少最多 解析:C 滑块A和C通过的路程不同,在沿斜面方向的加速度大小也不相同,故 A 错;滑 块A和B滑到底端时经过的位移相等,克服摩擦力做功相等,而滑块C的路程较大,机械能减 少得较多,故 B 错;C 对;三个滑块滑到底端时重力势能减少量相同,故 D 错 12.如图所示,竖立在水平面上的轻弹簧,下端固定,将二个金属球放在弹簧顶端(球与弹 簧不连接),用力向下压球,使弹簧被压缩,并用细线把小球和地面拴牢(图甲)烧断细线后, 发现球被弹起且脱离弹簧后还能继续向上运动(图乙)那么该球从细线被烧
12、断到刚脱离弹簧的 运动过程中,下列说法正确的是( ) A弹簧的弹性势能先减小后增大 B球刚脱离弹簧时动能最大 C球在最低点所受的弹力等于重力 D在某一阶段内,小球的动能减小而小球的机械能增加 13.滑板是现在非常流行的一种运动, 如图所示, 一滑板运动员以 7 m/s 的初速度从曲面的A 点下滑,运动到B点速度仍为 7 m/s,若他以 6 m/s 的初速度仍由A点下滑,则他运动到B点时 的速度( ) A大于 6 m/s B等于 6 m/s C小于 6 m/s D条件不足,无法计算 解析:A 当初速度为 7 m/s 时,由功能关系,运动员克服摩擦力做的功等于减少的重力势 能而当初速度变为 6 m
13、/s 时,运动员所受的摩擦力减小,故从A到B过程中克服摩擦力做的功 减少,而重力势能变化量不变,故运动员在B点的动能大于他在A点的动能 14 (多选)如图所示,D、A、B、C四点水平间距相等,DA、AB、BC竖直方向高度差之比为 135. 现分别放置三个相同的小球(视为质点), 均使弹簧压缩并锁定, 当解除锁定后, 小球分别从A、B、C 三点沿水平方向弹出,小球均落在D点,不计空气阻力,下列说法中正确的有( ) A三个小球在空中运动的时间之比为 123 B三个小球弹出时的动能之比为 111 C三个小球在空中运动过程中重力做功之比为 135 D三个小球落地时的动能之比为 2510 15.(多选)
14、如图所示,一质量为M的斜面体静止在水平地面上,质量为m的木块沿粗糙斜面 加速下滑h高度, 速度大小由v1增大到v2, 所用时间为t, 木块与斜面体之间的动摩擦因数为. 在此过程中( ) A斜面体受水平地面的静摩擦力为零 B木块沿斜面下滑的距离为t v1v2 2 C 如果给质量为m的木块一个沿斜面向上的初速度v2, 它将沿斜面上升到h高处速度变为v1 D木块与斜面摩擦产生的热量为mghmvmv 1 2 2 2 1 2 2 1 解析:BD 对整体分析可知,整体一定有向左的加速度,根据牛顿第二定律可知,整体在 水平方向一定受外力,即水平地面与斜面体间的静摩擦力,故 A 错误;由平均速度公式可知, 木
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- 2019 高中物理 二轮 复习 热点 题型 专题 5.4 功能 关系 能量守恒定律 解析
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