《2018_2019高考物理二轮复习 专题限时训练6机械能守恒定律功能关系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018_2019高考物理二轮复习 专题限时训练6机械能守恒定律功能关系（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 专题限时训练专题限时训练 6 6 机械能守恒定律机械能守恒定律 功能关系功能关系 时间：45 分钟 一、单项选择题 1如图所示，具有一定初速度的物块沿倾角为 30的粗糙斜面向上运动的过程中受到一个恒定的沿斜 面向上的拉力F的作用，这时物块产生沿斜面向下的大小为 6 m/s2的加速度，那么物块向上运动的过程中， 下列说法正确的是( B ) A物块的机械能一定增加 B物块的机械能一定减少 C物块的机械能可能不变 D物块的机械能可能增加也可能减少 解析：设物块所受的摩擦力大小为Ff，物块的加速度为a6 m/s2，方向沿斜面向下，根据牛顿第二定 律得mgsin30FfFma，解得FfFmamgsi
2、n306m5mm0，说明除重力以外的各力的合力方 向沿斜面向下，与物块运动方向相反，所以除重力以外的各力的合力对物体做负功，根据功能关系可知物块 的机械能一定减少，故 B 正确，A、C、D 错误 2(2018长沙模拟)如图所示，图甲为水平传送带，图乙为倾斜传送带，两者长度相同，均沿顺时针 方向转动，转动速度大小相等，将两个完全相同的物块分别轻放在图甲、乙传送带上的A端，两物块均由静 止开始做匀加速运动，到B端时均恰好与传送带速度相同，则下列说法正确的是( D ) A图甲中物块运动时间小于图乙中物块运动时间 B图甲、乙中传送带和物块间因摩擦产生的热量相等 C图甲、乙中传送带对物块做的功都等于物块
3、动能的增加量 D图甲、乙传送带对物块做的功都等于物块机械能的增加量 解析：设传送带长度为L，速度为v，根据Lvt得t，L、v相等，所以时间t相等，故 A 错误； 1 2 2L v 物块与传送带间的相对位移 xvtLvt，可知相对位移大小相等，由a 知加速度大小相等，根据牛 1 2 v t 顿第二定律得，甲图中有Ff1ma，乙图中有Ff2mgsinma，可得Ff1Ff2，摩擦生热QFfx，所以乙 中传送带和物块间因摩擦产生的热量较大，故 B 错误；图甲中只有摩擦力对物块做功，由动能定理知，传送 带对物块做的功等于物块动能的增加量，乙中传送带、重力都对物块做功，且重力做负功，由动能定理知， 乙中传
4、送带对物块做的功大于物块动能的增加量，故 C 错误；根据动能关系可知，图甲、乙传送带对物块做 的功都等于物块机械能的增加量，故 D 正确 3一轻绳系住一质量为m的小球悬挂在O点，在最低点先给小球一水平初速度，小球恰能在竖直平面 内绕O点做圆周运动，若在水平半径OP的中点A处钉一枚光滑的钉子，仍在最低点给小球同样的初速度， 则小球向上通过P点后将绕A点做圆周运动，则到达最高点N时，绳子的拉力大小为( C ) 2 A0 B2mg C3mg D4mg 解析：恰能做圆周运动，则在最高点有mg，解得v.由机械能守恒定律可知 mv2 RgR mg2Rmvmv2，解得初速度v0，根据机械能守恒，在最高点N的
5、速度为v，则：mgRmv 1 22 0 1 25gR 3 2 1 22 0 mv2.根据向心力公式：Tmg，联立得T3mg.故选项 C 正确 1 2 mv2 R 2 4将一小球从高处水平抛出，最初 2 s 内小球动能Ek随时间t变化的图象如图所示，不计空气阻力， g取 10 m/s2.根据图象信息，不能确定的物理量是( D ) A小球的质量 B小球的初速度 C最初 2 s 内重力对小球做功的平均功率 D小球抛出时的高度 解析：由机械能守恒定律可得EkEk0mgh，又hgt2，所以EkEk0mg2t2.当t0 时， 1 2 1 2 Ek0mv5 J，当t2 s 时，EkEk02mg230 J，联
6、立方程解得m0.125 kg，v04 m/s.当t2 1 22 05 s 时，由动能定理得WGEk25 J，故 12.5 W根据图象信息，无法确定小球抛出时离地面的高 P WG 2 度综上所述，应选 D. 5如图所示，将质量为 2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固 定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方 距离A为d处现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是( D ) A环到达B处时，重物上升的高度h d 2 B环到达B处时，环与重物的速度大小之比为 2 2 C环从A到B，环减少的机械能大
7、于重物增加的机械能 D环能下降的最大高度为d 4 3 解析：根据几何关系可知，环从A下滑至B点时，重物上升的高度hdd，故 A 错误；对B的速度 2 沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，则vcos45v重物，所以 ，故 B 错误；环下滑过程中无摩擦力对系统做功，故系统机械能守恒，即满足环减少的机械能等 v v重物2 于重物增加的机械能，故 C 错误；环下滑到最大高度为h时，环和重物的速度均为 0，此时重物上升的最大 3 高度为d，根据机械能守恒定律得mgh2mg(d)，解得hd，故 D 正确 h2d2h2d2 4 3 6(2018鹰潭模拟)如图所示，轻弹簧的一
8、端固定在竖直墙上，光滑弧形槽固定在光滑的水平面上， 弧形槽底端与水平面相切，一质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是( D ) A在下滑过程中，物块的机械能不守恒 B在整个过程中，物块的机械能守恒 C物块被弹簧反弹后，一直做匀速直线运动 D物块被弹簧反弹后，能回到槽高h处 解析：物块下滑过程中支持力不做功，只有重力做功，机械能守恒，故 A 错误；物块与弹簧碰撞过程中， 物块与弹簧组成的系统机械能守恒，由于弹簧的弹性势能是变化的，故物块的机械能也是变化的，即物块的 机械能不守恒，故 B 错误；物块被弹簧反弹后，先做加速运动，离开弹簧后才做匀速直线运动，故 C 错误； 由于物块与
9、弹簧系统机械能守恒，物块被弹簧反弹到最高点时，弹簧的弹性势能为零，物块的动能为零，故 物块的重力势能依然为mgh，回到出发点，故 D 正确 二、多项选择题 7如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( BD ) A甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B乙图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，B机械能守恒 C丙图中，斜面光滑，物体在推力F作用下沿斜面向下运动的过程中，物体机械能守恒 D丁图中，斜面光滑，物体在斜面上下滑的过程中，物体机械能守恒 解析：弄清楚机械能守恒的条件是分析此问题的关键表解如下： 选项结论分析 A 物体压缩弹簧的过程中，物体所受重力和弹簧的弹
10、力都对其做功，所以A 机械能不守恒 B 物体沿斜面下滑过程中，除重力做功外，其他力做功的代数和始终为零， 所以B机械能守恒 C 物体下滑过程中，除重力外还有推力F对其做功，所以物体机械能不守恒 D 物体沿斜面下滑过程中，只有重力对其做功，所以物体机械能守恒 8(2018浙江舟山模拟)如图所示，一个小环沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动小环从最高 点A滑到最低点B的过程中，小环线速度大小的平方v2随下落高度h的变化图象可能是( AB ) 解析：对小环由机械能守恒定律得mghmv2mv，则v22ghv，当v00 时，B 正确；当v00 1 2 1 22 02 0 时，A 正确 4 9如图所示是一
11、儿童游戏机的工作示意图光滑游戏面板与水平面成一夹角，半径为R的四分之一 圆弧轨道BC与AB管道相切于B点，C点为圆弧轨道最高点，轻弹簧下端固定在AB管道的底端，上端系一 轻绳，绳通过弹簧内部连一手柄P.将球投入AB管内，缓慢下拉手柄使弹簧被压缩，释放手柄，弹珠被弹出， 与游戏面板内的障碍物发生一系列碰撞后落入弹槽里，根据入槽情况可以获得不同的奖励假设所有轨道均 光滑，忽略空气阻力，弹珠视为质点某次缓慢下拉手柄，使弹珠距B点为L，释放手柄，弹珠被弹出，到 达C点速度为v，下列说法正确的是( ACD ) A弹珠从释放手柄开始到触碰障碍物之前的过程中机械能不守恒 B调整手柄的位置，可以使弹珠从C点离
12、开后做匀变速直线运动，直到碰到障碍物 C弹珠脱离弹簧的瞬间，其动能和重力势能之和达到最大 D此过程中，弹簧的最大弹性势能为mg(LR)sinmv2 1 2 解析：弹珠从释放手柄的过程，弹簧对弹珠做正功，其机械能增加，故选项 A 正确；弹珠从C点离开后 初速度水平向左，合力等于重力沿斜面向下的分力，两者垂直，所以弹珠做匀变速曲线运动，直到碰到障碍 物，故选项 B 错误；弹珠从释放手柄的过程，弹簧的弹力对弹珠做正功，弹珠的动能和重力势能之和不断增 大，根据弹珠和弹簧组成的系统机械能守恒，知弹珠脱离弹簧的瞬间，弹簧的弹性势能全部转化为弹珠的动 能和重力势能，所以此瞬间动能和重力势能之和达到最大，故选
13、项 C 正确；根据系统的机械能守恒得，弹簧 的最大弹性势能等于弹珠在C点的机械能，为mg(LR)sinmv2，故选项 D 正确 1 2 10如图所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A，现以恒定的外力F拉B，由于 A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参考系，A、B都向前移动一段距离在此过程中( BD ) A外力F做的功等于A和B动能的增量 BB对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量 CA对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功 D外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和 解析：A物体所受的合外力等于B对A的摩擦力，对A物体运用动能定理，则B对A
14、的摩擦力所做的功 等于A的动能的增量，B 正确；A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方 向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，故二者做功不等，C 错误；对B应用动能定理 WFWfEkB，WFEkBWf，即外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和，D 正确；由上述讨论知B克服摩擦力所做的功与A的动能的增量(等于B对A的摩擦力所做的功)不等，故 A 错 误 三、计算题 11质量分别为m和 2m的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，杆长为L，在离P球 处有一个光 L 3 滑固定轴O，如图所示现在把杆置于水平位置后自由释放，在Q球顺时针摆
15、动到最低位置时，求： 5 (1)小球P的速度大小； (2)在此过程中小球P机械能的变化量 解析：(1)两球和杆组成的系统机械能守恒，设小球Q摆到最低位置时P球的速度为v，由于P、Q两球 的角速度相等，Q球运动半径是P球运动半径的两倍，故Q球的速度为 2v.由机械能守恒定律得 2mgLmgLmv2 2m(2v)2，解得v. 2 3 1 3 1 2 1 2 2gL 3 (2)小球P机械能增加量 EmgLmv2mgL 1 3 1 2 4 9 答案：(1) (2)增加了mgL 2gL 3 4 9 12(2018河北石家庄二中联考)如图所示，质量M8.0 kg 的小车放在光滑的水平面上，给小车施加 一水
16、平向右的恒力F8.0 N当向右运动的速度达到v01.5 m/s 时，有一物块以水平向左的初速度 v01.0 m/s 滑上小车的右端，小物块的质量m2.0 kg，物块与小车表面间的动摩擦因数0.2，设小 车足够长，g取 10 m/s2，各问最终计算结果均保留 1 位小数 (1)物块从滑上小车开始，经过多长时间速度减小为零？ (2)求物块在小车上相对小车滑动的过程中，物块相对地面的位移大小； (3)求整个过程系统因摩擦产生的内能 解析：(1)物块滑上小车后，做加速度为am的匀变速运动，根据牛顿第二定律，有mgmam，解得 am2.0 m/s2，设物块滑上小车后经过时间t1速度减为零，v0amt1，解得t10
