《2014届高考物理一轮复习 第五章 专题4 功能关系 能量转化和守恒定律备考典题精炼 粤教版.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2014届高考物理一轮复习 第五章 专题4 功能关系 能量转化和守恒定律备考典题精炼 粤教版.doc（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 专题4 功能关系能量转化和守恒定律(课时活页卷)一、单项选择题1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点时速度仍为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/sB等于6 m/sC小于6 m/s D条件不足，无法计算【答案】A【解析】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运动员做的曲线运动可看成圆周运动，当初速度变为6 m/s时，所需的向心力变小，因而运动员对轨道的压力变小，由fFN知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
2、，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A项正确（2013.广东惠州一中月考）2如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为，物体最后能与传送带保持相对静止对于物体从开始释放到与传送带相对静止这一过程，下列说法正确的是()A电动机多做的功为mv2B摩擦力对物体做的功为mv2C传送带克服摩擦力做的功为mv2D电动机增加的功率为mgv【答案】D【解析】由能量守恒定律知，电动机多做的功等于物体获得的动能和由于摩擦而产生的热量，故A项错；对物体受力分析知，只有摩擦力对物体做功，由动能定理知，B项错；传
3、送带克服摩擦力做的功等于物体对传送带的摩擦力的大小与传送带对地位移的大小的乘积，由st知传送带对地的位移是木块对地位移的两倍，故克服摩擦力做的功Wmv2，故C项错；由功率公式知电动机增加的功率为mgv，故D项正确3如图所示，某段滑雪雪道倾角为30，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为g.在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是()A运动员减少的重力势能全部转化为动能B运动员获得的动能为mghC运动员克服摩擦力做功为mghD下滑过程中系统减少的机械能为mgh【答案】D【解析】运动员的加速度为g，沿斜面：mgfmg，fmg，Wfmg2h
4、mgh，所以A、C两项错误，D项正确；Ekmghmghmgh，B项错误4内壁光滑的环形凹槽半径为R，固定在竖直平面内，一根长度为R的轻杆，一端固定有质量为m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙现将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点(如图所示)，由静止释放后() A下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能B下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能C甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D杆从右向左滑回时，乙球一定不能回到凹槽的最低点【答案】A【解析】环形槽光滑，甲、乙组成的系统在运动过程中只有重力做功，故系统机械能守恒，下滑过程中甲减少的机械能总是等于乙增加的机械能，甲、
5、乙系统减少的重力势能等于系统增加的动能；甲减少的重力势能等于乙增加的势能与甲、乙增加的动能之和；由于乙的质量较大，系统的重心偏向乙一端，由机械能守恒，知甲不可能滑到槽的最低点，杆从右向左滑回时乙一定会回到槽的最低点二、双项选择题（2013.广东高州中学月考）5. 在“蹦极”运动中，运动员身系一根自然长度为L、弹性良好的轻质柔软橡皮绳，从高处由静止开始下落到达最低点在此下落过程中，若不计空气阻力，则下列说法正确的是()A下落高度为L时，人的动能最大，绳的弹性势能同时也达到最大B下落高度为L后，在继续下落的过程中，人的动能先增大后变小，绳的弹性势能一直变大C下落高度为L后，在继续下落的过程中，人的
6、机械能的减少量等于绳的弹性势能的增加量D下落高度为L后，在继续下落到达最低点的过程中，人的动能的减少量等于绳的弹性势能的增加量【答案】BC【解析】当运动员下降L时，绳的弹力为零，其加速度仍为向下的g，之后随弹力的增大，运动员的加速度向下，由a知，加速度变小，但速度仍增大，当mgF之后， F再增大，运动员将向下减速，直到最低点，故A项错误，B项正确下降L后，人和绳的总机械能守恒，因此，人的机械能的减少量等于绳的弹性势能的增加量，C项正确，D项错误6如图所示，水平面上的轻弹簧一端与物体相连，另一端固定在墙上P，已知物体的质量为m2.0 kg，物体与水平面间的动摩擦因数0.4，弹簧的劲度系数k200
7、 N/m.现用力F拉物体，使弹簧从处于自然状态的O点由静止开始向左移动10 cm，这时弹簧具有弹性势能Ep1.0 J，物体处于静止状态，若g取10 m/s2，则撤去外力F后()A物体向右滑动的距离可以达到12.5 cmB物体向右滑动的距离一定小于12.5 cmC物体回到O点时速度最大D物体到达最右端时动能为0，系统机械能不为0【答案】BD【解析】物体向右滑动时，kxmgma，当a0时速度达到最大，而此时弹簧的伸长量x，物体没有回到O点，故C项错误；因弹簧处于原长时，Epmgx0.8 J，故物体到O点后继续向右运动，弹簧被压缩，因有EpmgxmEp，得xm12.5 cm，故A项错误，B项正确；因
8、物体滑到最右端时，动能为零，弹性势能不为零，故系统的机械能不为零，D项正确7以初速度v0竖直上抛一个质量为m的小球，小球运动过程中所受阻力F阻大小不变，上升最大高度为h，则抛出过程中，人的手对小球做的功是()A. mv BmghC. mvmgh DmghF阻h【答案】AD【解析】抛出过程中，通过人的手对小球做功，由功能关系有Wmv.小球在上升过程中要克服重力做功，重力势能增加，克服阻力做功产生内能，故由能量守恒定律得mvmghF阻h.综上可知，选项A、D两项正确8如图所示小球沿水平面通过D点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面，不计一切阻力，下列说法正确的是()A小球落地
9、点离D点的水平距离为RB小球落地时的动能为5mgR/2C小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰好为零D若将半圆弧轨道上边的1/4圆弧戴去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P点高0.5R【答案】BD【解析】恰能通过P点有mgm得vP，则小球落点离D点的距离为xvPt而t得x2R，A项错误；由机械能守恒知，小球落地时的动能为mv2mgRmgR，B项正确；小球在P点的向心力为mg，C项错误；截去半圆弧轨道上边的轨道，小球将竖直向上运动，到最高点速度为零，由机械能守恒得：mv2mgRmg(h2R)，解得h0.5R，D项正确（创新题）9一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端已知在
10、物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定，若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图像中可能正确的是()【答案】AD【解析】对物体受力分析可得Fmgsin f(其中f为摩擦力，为斜面与水平面夹角)，故物体所受合力F为定值，A项正确a为定值，故vt图像应为过原点的一条直线，B项错由sat2可知st图像应为曲线，C项错设物体开始时机械能为E0，则E0Efs，再结合sat2可得EE0aft2，故Et图像如图D所示，D项正确三、非选择题10北京奥运会中郭晶晶获得女子个人3米板跳水冠军，其跳水的过程可简化如下：运动员将跳板向下压到最低点C，跳板反弹将运动员上抛到最高点A，然
11、后运动员做自由落体运动，竖直落入水中如果将运动员视为质点，且已知运动员的质量为m，重力加速度为g，AB间、BC间和B与水面间的竖直距离分别为h1、h2、h3，如图所示试求：(1)运动员从A点下落到水面的时间和入水时的速度大小(2)跳板反弹过程中对运动员所做的功【答案】(1) (2)mg(h1h2)【解析】(1)运动员从最高点A下落到水面的时间由h1h3gt2，解得t 从A点下落到水面，机械能守恒，有mg(h1h3)mv2由运动学公式v22g(h1h2)求解同样对解得入水速度大小为v.(2)从C到A对运动员运用动能定理，有Wmg(h1h2)00解得Wmg(h1h2)11.如图所示，质量为m的滑块
12、放在光滑的水平平台上，平台右端B与水平传送带相接，传送带的运行速度为v0，长为L.今将滑块缓慢向左移动压缩固定在平台上的轻弹簧，到达某处时突然释放，当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同滑块与传送带间的动摩擦因数为.(1)试分析滑块在传送带上的运动情况(2)若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度，求释放滑块时弹簧具有的弹性势能(3)若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度，求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量【答案】(1)见解析(2)mvmgL(3)mgLmv0(v0)【解析】(1)若滑块冲上传送带时的速度小于带速，则滑块由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动；若滑块冲上传送带时的
13、速度大于带速，则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动(2)设滑块冲上传送带时的速度为v，由机械能守恒定律得Epmv2.设滑块在传送带上做匀减速运动的加速度大小为a，由牛顿第二定律：mgma.由运动学公式v2v2aL，解得EpmvmgL.(3)设滑块在传送带上运动的时间为t，则t时间内传送带的位移sv0t，v0vat滑块相对传送带滑动的位移sLs因相对滑动生成的热量Qmgs解得QmgLmv0(v0)12一质量为M2 kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中，子弹并从物块中穿过，如图甲所示，地面观察者记录了小物块被击中后的速度随时间的变化关系，如图乙所示(图中取向
14、右运动的方向为正方向)，已知传送带的速度保持不变，(1)指出传送带的速度v的方向及大小，说明理由(2)计算物块与传送带间的动摩擦因数？(3)计算物块对传送带总共做了多少功？系统有多少能量转化为内能？【答案】(1)向右2 m/s理由见解析(2)0.2(3)24 J36 J【解析】(1)由图可知，物块被击穿后先向左做匀减速运动，速度为零后，又向右做匀加速运动，当速度等于2 m/s以后随传送带一起匀速运动，所以传送带的速度方向向右，大小为2 m/s. (2)由图可知，a m/s22 m/s2由牛顿第二定律得滑动摩擦力fMa，其中fFN，FNMg，所以物块与传送带间的动摩擦因数0.2(3)由图可知，传送带与物块存在摩擦力的时间只有3 s，传送带在这段时间内的位移svt23 m6 m所以物块对传送带所做的功为Wfs46 J24 J物块相对于传送带通过的路程xt3 m9 m，所以转化为内能EQfx49 J36 J.8
