《2020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《2020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（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、功能关系能量守恒定律一、选择题（其中1 4题，只有一个选项正确，5- 11题有多个选项正确）1. （2020 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
2、面向上的滑动摩擦力，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 E= Wi= F阻I物，摩擦生热为Q= F阻I相v1对，又由于I 传送带=以 I 物=丨相对=21传送带， 即Q=A E，C项正确；第二阶段没有摩擦生热，但物体的机械能继续增加，D项错误.答案 C 设置目的 考查
3、皮带传送问题中机械能、摩擦生热间的数量 关系2. （2020 四川成都）如图所示，质量为m的滑块距挡板P的距离为I 0，滑块以初速度V0沿倾角为9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()1 V01Vo2A. 7(2gcosr +lotan 0)B.匚(2gsnr+lotan 0)2 22 Vo1VoC.7(2gcosr+ lotan 0)D.7(2gcos0+locot 0)解析 滑块最终停在斜面底部，设滑块经过的总路程为I，对滑块运动的全过程应1 2用功能关系，全程所产生的热量为 Q= 2口+
4、 mglosin 0,又由全程所产生的热量等1Vo于克服摩擦力所做的功，即Q=7 mglcos 0,解以上两式，可得I = (+ I otan7 2gcos 00)，A项正确.答案A设置目的考查多次往返的摩擦力做功3. (2020 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8OO 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AB、B. 200 gD. 400 g解析根据能量
5、的转化与守恒有：7AB长分别为27.0 cm和9.0 cm，则木块的质 A. 100gC. 300 gmg- ABi = &，口 (mo+ m)g AB = &，联立得 m=400 g，故选D项.答案 D (2020 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（）B.大于2.5 JA. 等于2.5 JC.小于2.5 JD.无法确定解析 初始时木块处于平衡状态，弹簧弹
6、力等于木块重力，再次平衡时，弹簧弹力 等于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. （2020 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（）A. a的动能小于b的动能B. 两物体机械能的变化量相等C. a的重力势能的减小量等于两物
7、体总动能的增加量D. 绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零解析 将b的实际速度进行分解如图所示，由图可知 Va= Vbcos B，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；任取一小微元段厶t内，绳子对a的拉力和对b的拉力大小相等，绳 子对a做的功等于一Tva A t，绳子对b的功等于拉力与拉力方向上 b的位移
8、的乘积, 即TvbA tcos B,又va= vbcos B,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B= 30的粗糙斜面固定在地面上，长为I、 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1B. 软绳重力势能共减少了 4mgl c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
9、小于其动能的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;1 1物块未释放时，软绳的重心离斜面顶端的咼度为 hi = 2n30 = 4I，软绳刚好全部1i离开斜面时，软绳的重心离斜面顶端的高度h2=2l，则软绳重力势能共减少:mgl, B选项正确；以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1 1 2刚好全部离开斜面，在此过程由动能定理，知 Mgl +mgl 2（M+ m）v 1 2支持力、摩擦力f、绳子的拉力T,由动能定理，可知 W+ *mgl W/= ?mv,可以判 断D选项正确.答案 BD设置目的 功能关系在多物体作
10、用中的应用、特别是CD两选项中的研究对象的选取 0,整理1 2 1得Mgl = 2（M+ m）v2 + W mgl,知C选项错误；以软绳为研究对象，软绳受到重力、7. (2020 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be与水平面的夹角相同，顶角 b处安装一定滑轮质量分别为 M m(M m)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 Mgs in a 卩Mgeos a mgsi n a= (M+ m)a，即 卩 Mgs in a 卩 Mgeosa mgs ina0，整理得 M-Mcot a m但是题目条件 M m,不能判断是否向下运动；若向上运动则有mgsin a 卩 Mgeos a Mgsi n a= (M+ m) a，即 mgs in a 卩 Mgeos a Mgs in a 0，整理得 m Mcot a + M,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
12、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. (2020 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 0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
13、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x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
14、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. （2020 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 2mgHB.动能损失了 mgH
15、1C. 机械能损失了 mgHD.机械能损失了 ？mgH解析根据动能定理应有Hmain30=一 2mgH动能增量为负值，说明动能减少了 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E= f_Hsin301向）有mgsin30+ f = ma= mg可得f = qmg根据功能关系应有mgH即机械能损失了 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. （2020 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
