《2017届高三物理一轮复习-题组层级快练20-第五章-机械能-第4讲-功能关系-能量守恒定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017届高三物理一轮复习-题组层级快练20-第五章-机械能-第4讲-功能关系-能量守恒定律（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1功能关系功能关系 能量守恒定律能量守恒定律一、选择题(其中 14 题，只有一个选项正确，511 题有多个选项正确)1.(2016广东惠州)如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端下列说法正确的是( )A第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功B第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加C第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加D物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热解析 第一阶段物体受到沿斜面
2、向上的滑动摩擦力，第二阶段物体受到沿斜面向上的静摩擦力做功，两个阶段摩擦力方向都跟物体运动方向相同，所以摩擦力都做正功，A 项错误；根据动能定理得知，外力做的总功等于物体动能的增加，第一个阶段，摩擦力和重力都做功，则第一阶段摩擦力对物体做的功不等于第一阶段物体动能的增加，B 项错误；由功能关系可知，第一阶段摩擦力对物体做的功(除重力之外的力所做的功)等于物体机械能的增加，即 EW阻F阻l物，摩擦生热为 QF阻l相对，又由于 l传送带vt，l物 t，所以v 2l物l相对 l传送带，即 QE，C 项正确；第二阶段没有摩擦生热，但物体的机械能继1 2续增加，D 项错误答案 C设置目的 考查皮带传送问
3、题中机械能、摩擦生热间的数量关系2(2015四川成都)如图所示，质量为 m 的滑块距挡板 P 的距离为l0，滑块以初速度 v0沿倾角为 的斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为 ，滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，滑块经过的总路程是( )A.(l0tan) B.(l0tan)1 v02 2gcos1 v02 2gsinC.(l0tan) D.(l0cot)2 v02 2gcos1 v02 2gcos解析 滑块最终停在斜面底部，设滑块经过的总路程为 l，对滑块运动的全过程应用功能关系，全程所产生的热量为 Q mv02mgl0sin，又由全程所产生的热量等于克
4、服摩擦力1 2所做的功，即 Qmglcos，解以上两式，可得 l(l0tan)，A 项正确1 v02 2gcos2答案 A设置目的 考查多次往返的摩擦力做功3(2015湖北百所重点中学联考)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 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 m0800 g 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 27.0 cm 和 9.0 cm，则木块的质量 m 为( )A100
5、g B200 gC300 g D400 g解析 根据能量的转化与守恒有：mgAB1Ep，(m0m)gAB2Ep，联立得 m400 g，故选 D 项答案 D4(2015湖北重点中学联考)如图所示，在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一木块相连木块处于平衡状态，若再在木块上作用一个竖直向下的力 F，使木块缓慢下移 0.1 m，这个过程中力 F 做功 2.5 J，此时木块刚好再次处于平衡状态，则在木块下移 0.1 m 的过程中，弹簧弹性势能的增加量( )A等于 2.5 J B大于 2.5 JC小于 2.5 J D无法确定解析 初始时木块处于平衡状态，弹簧弹力等于木块重力，再次平衡时，弹簧弹力等于
6、木块重力与竖直向下的力 F 之和，在这个过程中，力 F 做的功加上木块重力做的功等于克服弹簧弹力做的功，即等于增加的弹性势能，所以增加的弹性势能等于力 F 做的功加上木块重力做的功，大于 2.5 J，B 项正确答案 B5(2014海南)如图所示，质量相同的两物体 a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a 在水平桌面的上方，b 在水平粗糙桌面上初始时用力压住 b 使 a、b 静止，撤去此压力后，a 开始运动，在 a 下降的过程中，b 始终未离开桌面在此过程中( )Aa 的动能小于 b 的动能B两物体机械能的变化量相等Ca 的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D绳的拉力对
7、a 所做的功与对 b 所做的功的代数和为零 3解析 将 b 的实际速度进行分解如图所示，由图可知 vavbcos，即 a 的速度小于 b 的速度，故 a 的动能小于 b 的动能，A 选项正确；由于有摩擦力做功，故 ab 系统机械能不守恒，由能量转化与守恒定律可知，a 物体机械能的减小量等于 b 物体机械能的增加量与 b 和地面产生的内能之和，从另一方面也可表述为：a 的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量与产生的内能的总和，综上所述，B、C 选项均错误；任取一小微元段 t 内，绳子对 a 的拉力和对 b 的拉力大小相等，绳子对 a 做的功等于TvAt，绳子对 b 的功等于拉力与拉力方向上
8、b 的位移的乘积，即 TvBtcos，又 vAvBcos，所以绳的拉力对 a 所做的功与对 b 所做的功的绝对值相等，二者代数和为零，D 选项正确答案 AD设置目的 训练能的转化与守恒、速度的合成与分解、变力做功的微元法6.如图所示，倾角 30的粗糙斜面固定在地面上，长为 l、质量为 m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中( )A物块的机械能逐渐增加B软绳重力势能共减少了 mgl1 4C物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D软绳重力势能的减少小于其动能的
9、增加与克服摩擦力所做功之和解析 物块下落过程中，软绳对物块做负功，物块的机械能逐渐减少，A 选项错误；物块未释放时，软绳的重心离斜面顶端的高度为 h1 lsin30 l，软绳刚好全部离开斜面1 21 4时，软绳的重心离斜面顶端的高度 h2 l，则软绳重力势能共减少 mgl，B 选项正确；以1 21 4软绳物块整体为研究对象，受重力、支持力、摩擦力，从开始至软绳刚好全部离开斜面，在此过程由动能定理，知 Mgl mglWf (Mm)v20，整理得 Mgl (Mm)1 41 21 2v2Wf mgl，知 C 选项错误；以软绳为研究对象，软绳受到重力、支持力、摩擦力 f、绳1 4子的拉力 T，由动能定
10、理，可知 WT mglWf mv2，可以判断 D 选项正确1 41 2答案 BD设置目的 功能关系在多物体作用中的应用、特别是 CD 两选项中的研究对象的选取7(2013山东)如图所示，楔形木块 abc 固定在水平面上，粗糙斜面 ab 和光滑斜面 bc 与4水平面的夹角相同，顶角 b 处安装一定滑轮质量分别为 M、m(Mm)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行，两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动，若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中( )A两滑块组成系统的机械能守恒B重力对 M 做的功等于 M 动能的增加C轻绳对 m 做的功等于 m 机械能的增加D两滑块组
11、成系统的机械能损失等于 M 克服摩擦力做的功解析 运动方向的判断，M 沿斜面向上还是向下若向下则有MgsinMgcosmgsin(Mm)a，即 MgsinMgcosmgsin0，整理得MMcotm，但是题目条件 Mm，不能判断是否向下运动；若向上运动则有mgsinMgcosMgsin(Mm)a，即 mgsinMgcosMgsin0，整理得 mMcotM，但是题目条件 Mm，判断不能向上运动，综合以上判断可知，M 应向下运动，绳子对 m 做正功，使 m 的机械能增加，C 选项正确；由于“粗糙斜面 ab” ，故两滑块组成系统的机械能不守恒，A 选项错误；由动能定理得，重力、拉力、摩擦力对 M 做的
12、总功等于 M 动能的增加，B 选项错误；除重力弹力以外的力做功，将导致机械能变化，摩擦力做负功，故造成机械能损失，故 D 选项正确答案 CD设置目的 考查功能关系中动能、机械能的变化，本题难点在 C 选项，注意，目前很多市面上的辅导材料或网络上的解答不合适8(2015黑龙江哈尔滨)如图所示，质量为 m 的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于 O 点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为 h，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确
13、的是( )A弹簧与杆垂直时，小球速度最大B弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大C小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量小于 mghD小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量等于 mgh解析 弹簧与杆垂直时，小球受重力 mg，弹簧的弹力 FT，杆的支持力NG，如图所示，沿运动方向与垂直运动方向建立坐标系，可以看出，沿5x 轴合力不为零，且沿运动方向，故速度还没有达到最大，A 选项错误；弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和也就是小球的机械能，对小球受力分析可知除重力做功外，还有弹簧的弹力做功，在起始到垂直过程中弹力与位移的夹角为锐角，弹力做正功，小球的机械能增大，过了垂直
14、位置后，弹力做负功，小球的机械能减小，B 选项正确；小球下滑至最低点的过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，初末位置动能都为零，所以弹簧的弹性势能增加量等于重力势能的减小量，即为 mgh，故 C 选项错误，D 选项正确答案 BD9(2013大纲全国)如图所示，一固定斜面倾角为 30，一质量为 m 的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小 g.物块上升的最大高度为 H，则此过程中，物块的( )A动能损失了 2mgH B动能损失了 mgHC机械能损失了 mgH D机械能损失了 mgH1 2解析 根据动能定理应有 Ekma2mgH，动能增量为负值，说明
15、动能减少H sin30了 2mgH，A 选项正确，B 选项错误；再由牛顿第二定律(选取沿斜面向下为正方向)有mgsin30fmamg，可得 f mg，根据功能关系应有 EfmgH，即机1 2H sin30械能损失了 mgH，所以 C 选项正确，D 选项错误答案 AC设置目的 功能关系；动能定理的应用10(2015河南十校联考)“健身弹跳球”是最近在少年儿童中特别流行的一种健身器材，少年儿童在玩弹跳球时如图所示，双脚站在弹跳球的水平板上，用力向下压弹跳球，人和形变的弹跳球能一起在地面上跳动忽略阻力和弹跳球的质量，设跳动时人和弹跳球一直保持竖直则从弹跳球下端触地后直到最低点的一段运动过程中( )A人所受重力的瞬时功率逐渐减小B人的加速度先减小后增大C人的动能逐渐减小D人的机械能逐渐减小解析 从弹跳球下端刚开始触地的一段时间，重力大于弹力，人继续向下加速，6mgFma，F 增大，a 减小，当弹力等于重力时，加速度减小到零，速度达到最大，之后由于惯性人继续下落，弹性球的弹力大于重力，人做减速运动，Fmgma，F 逐渐增大，则 a 逐渐增大，直到速度减小到零时到达最低点，故此过程人的速度先增大后减小，加速度先减小后增大，则重力的瞬时功率 Pmgv，先增大后减小，人的动能先增大后减小，A、C 选项错误，B 选项正确；人与弹
