2016屆高考物理第一輪復習 課時跟蹤檢測(十九) 功能關(guān)系 能量守恒定律

1、課時跟蹤檢測(十九)功能關(guān)系能量守恒定律一、單項選擇題1(2014安慶模擬)2013年2月15日中午12時30分左右，俄羅斯車里雅賓斯克州發(fā)生天體墜落事件。根據(jù)俄緊急情況部的說法，墜落的是一顆隕石。這顆隕石重量接近1萬噸，進入地球大氣層的速度約為4萬英里每小時，隨后與空氣摩擦而發(fā)生劇烈燃燒，并在距離地面上空12至15英里處發(fā)生爆炸，產(chǎn)生大量碎片，假定某一碎片自爆炸后落至地面并陷入地下一定深度過程中，其質(zhì)量不變，則()圖1A該碎片在空中下落過程中重力做的功等于動能的增加量B該碎片在空中下落過程中重力做的功小于動能的增加量C該碎片在陷入地下的過程中重力做的功等于動能的改變量

2、D該碎片在整個過程中克服阻力做的功等于機械能的減少量2(2014溫州八校聯(lián)考)如圖2所示，質(zhì)量為m的滑塊以一定初速度滑上傾角為的固定斜面，同時施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin ；已知滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)tan ，取出發(fā)點為參考點，能正確描述滑塊運動到最高點過程中產(chǎn)生的熱量Q，滑塊動能Ek、勢能Ep、機械能E隨時間t、位移x關(guān)系的是()圖2圖33如圖4所示，BC是豎直面內(nèi)的四分之一圓弧形光滑軌道，下端C與水平直軌道相切。一個小物塊從B點正上方R處的A點處由靜止釋放，從B點剛好進入圓弧形光滑軌道下滑，已知圓弧形軌道半徑為R0.2 m，小物塊的質(zhì)量為m0.1 kg，小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)

3、0.5，取g10 m/s2。小物塊在水平面上滑動的最大距離是()圖4A0.1 mB0.2 mC0.6 m D0.8 m4(2014邯鄲模擬)如圖5所示，A、B、C三個一樣的滑塊從粗糙斜面上的同一高度同時開始運動，A由靜止釋放，B的初速度方向沿斜面向下，大小為v0，C的初速度方向沿斜面水平向左，大小也為v0。下列說法中正確的是()圖5AA和C將同時滑到斜面底端B滑到斜面底端時，B的機械能減少最多C滑到斜面底端時，B的動能最大DC的重力勢能減少最多5(2013大慶模擬)如圖6所示，一足夠長的木板在光滑的水平面上以速度v向右勻速運動，現(xiàn)將質(zhì)量為m的物體豎直向下輕輕地放置在木板上的右端，已知物體m和木

4、板之間的動摩擦因數(shù)為，為保持木板的速度不變，從物體m放到木板上到它相對木板靜止的過程中，須對木板施一水平向右的作用力F，那么力F對木板做功的數(shù)值為()圖6Amv2/4 Bmv2/2Cmv2 D2mv26(2014濟南測試)游樂場中有一種叫“空中飛椅”的設(shè)施，其基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊緣上，繩子下端連接座椅，人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋，若將人和座椅看成質(zhì)點，簡化為如圖7所示的模型，其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤，可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO轉(zhuǎn)動，已知繩長為l，質(zhì)點的質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)盤靜止時懸繩與轉(zhuǎn)軸間的距離為d。讓轉(zhuǎn)盤由靜止逐漸加速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過一段時間后質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動，此時繩與豎直方向

5、的夾角為，不計空氣阻力及繩重，繩子不可伸長，則質(zhì)點從靜止到做勻速圓周運動的過程中，繩子對質(zhì)點做的功為()圖7A.mg(dlsin )tan mgl(1cos )B.mgd tan mgl (1cos )C.mg(dlsin )tan D.mgdtan 二、多項選擇題7如圖8所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A靜止于光滑水平桌面上，A右端連接一細線，細線繞過光滑的定滑輪與物體B相連。開始時用手托住B，讓細線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至B獲得最大速度。下列有關(guān)該過程的分析正確的是()圖8AB物體的機械能一直減少BB物體動能的增量等于它所受重力與拉力做功之和CB物

6、體機械能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量D細線的拉力對A做的功等于A物體與彈簧組成的系統(tǒng)機械能的增加量8如圖9所示是某中學科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動小車的裝置。當太陽光照射到小車上方的光電板時，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機帶動小車前進。若小車在平直的公路上以初速度v0開始加速行駛，經(jīng)過時間t，前進了距離l，達到最大速度vmax，設(shè)此過程中電動機功率恒為額定功率P，受的阻力恒為Ff，則此過程中電動機所做的功為()圖9AFfvmaxt BPtCFft D.mvmax2Fflmv029(2013大綱版全國卷)如圖10，一固定斜面傾角為30，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度，沿斜面向上做勻減

7、速運動，加速度的大小等于重力加速度的大小g。若物塊上升的最大高度為H，則此過程中，物塊的()圖10A動能損失了2mgH B動能損失了mgHC機械能損失了mgH D機械能損失了mgH 10(2013江蘇高考)如圖11所示，水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小物塊相連。彈簧處于自然長度時物塊位于O點(圖中未標出)。物塊的質(zhì)量為m，ABa，物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點拉至A點，拉力做的功為W。撤去拉力后物塊由靜止向左運動，經(jīng)O點到達B點時速度為零。重力加速度為g。則上述過程中()圖11A物塊在A點時，彈簧的彈性勢能等于WmgaB物塊在B點時，彈簧的彈性勢能小于Wmga

8、C經(jīng)O點時，物塊的動能小于WmgaD物塊動能最大時彈簧的彈性勢能小于物塊在B點時彈簧的彈性勢能三、非選擇題11如圖12所示，光滑半圓弧軌道半徑為R，OA為水平半徑，BC為豎直直徑。一質(zhì)量為m的小物塊自A處以某一豎直向下的初速度滑下，進入與C點相切的粗糙水平軌道CM上。在水平軌道上有一輕彈簧，其一端固定在豎直墻上，另一端恰位于軌道的末端C點(此時彈簧處于自然狀態(tài))。若物塊運動過程中彈簧最大彈性勢能為Ep，且物塊被彈簧反彈后恰能通過B點。已知物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，求：圖12(1)物塊離開彈簧剛進入半圓軌道時對軌道的壓力FN的大小；(2)彈簧的最大壓縮量d；(3)物塊從A處

9、開始下滑時的初速度v0。12如圖13所示，質(zhì)量為m的滑塊放在光滑的水平平臺上，平臺右端B與水平傳送帶相接，傳送帶的運行速度為v0，長為L?，F(xiàn)將滑塊緩慢向左移動壓縮固定在平臺上的輕彈簧，到達某處時突然釋放，當滑塊滑到傳送帶右端C時，恰好與傳送帶速度相同?；瑝K與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為。圖13(1)試分析滑塊在傳送帶上的運動情況；(2)若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度，求釋放滑動時彈簧具有的彈性勢能；(3)若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度，求滑塊在傳送帶上滑行的整個過程中產(chǎn)生的熱量。答 案1選D由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，該碎片在空氣中下落過程中，重力和空氣阻力做功之和等于動能的增加量，因

10、空氣阻力做負功，故重力做的功大于動能的增加量，A、B均錯誤；該碎片陷入地下的過程中，因有阻力做負功，且克服阻力做的功等于其機械能的減少量，故D正確，C錯誤。2選C根據(jù)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)tan 可知，滑動摩擦力等于重力沿斜面向下的分力。施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin ，物體機械能保持不變，重力勢能隨位移x均勻增大，選項C正確，D錯誤。產(chǎn)生的熱量QFfx，隨位移均勻增大，滑塊動能Ek隨位移x均勻減小，選項A、B錯誤。3選D設(shè)小物塊在水平面上滑動的最大距離為x，由動能定理得：mg2Rmgx0，x0.8 m，選項D正確。4選C滑塊A和C通過的路程不同，在沿斜面方向的加速度大小也不相同，故A錯

11、；三個滑塊滑到底端時重力勢能減少量相同，故D錯；滑塊A和B滑到底端時經(jīng)過的位移相等，克服摩擦力做功相等，而滑塊C的路程較大，機械能減少得較多，故B錯C對。5選C由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，拉力F對木板所做的功W一部分轉(zhuǎn)化為物體m的動能，一部分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)能，故Wmv2mgs相，s相vtt，vgt，以上三式聯(lián)立可得：Wmv2，故C正確。6選A由于質(zhì)點做勻速圓周運動，有mgtan m，所以質(zhì)點做勻速圓周運動時的動能為Ekmv2mg(dlsin )tan ，設(shè)靜止時質(zhì)點的重力勢能為零，則此時質(zhì)點的重力勢能為WGmgl(1cos )，由能量守恒知質(zhì)點從靜止到做勻速圓周運動的過程中，繩子對質(zhì)點做的功全部轉(zhuǎn)

12、化成質(zhì)點的機械能，所以選項A正確。7選ABD由于細線的拉力對B做負功，故B物體機械能一直減少，A正確；根據(jù)動能定理可確定B正確；由于該過程中A的動能增加，故B物體機械能的減少量等于彈簧彈性勢能與物體A動能增加量的和，故C錯誤；細線的拉力對A和彈簧組成的系統(tǒng)做正功，根據(jù)功能關(guān)系，D正確。8選ABD因小車以恒定的功率運動，故此過程小車電動機做功為WPtFfvmaxt，A、B均正確；由動能定理可得WFflmvmax2mv02，得：Wmvmax2mv02Ffl，故D正確，C錯誤。9選AC小物塊向上做勻減速直線運動，合外力沿斜面向下，由牛頓第二定律得F合mgma，根據(jù)動能定理可知損失的動能等于F合s2m

13、gH，A對，B錯；小物塊在向上運動過程中，重力勢能增加了mgH，而動能減少了2mgH，故機械能損失了mgH，C對，D錯。10選BC設(shè)O點到A點的距離為x，則物塊在A點時彈簧的彈性勢能為EpAWmgx，由于摩擦力的存在，因此A、B間的距離a小于2x，即xa，所以EpAWmga，A項錯誤；物塊從O點經(jīng)A點到B點，根據(jù)動能定理Wmg(xa)EpB，mg(xa)mga，所以EpBWmg a，B項正確；在O點彈性勢能為零，從O點再到O點W2mgxEk0，由于xa，因此Ek0Wmga，C項正確；物塊動能最大時，是摩擦力等于彈簧的彈力的時候，此位置在O點右側(cè)，如果B點到O點的距離小于動能最大的位置到O點的距

14、離，則物塊動能最大時彈簧的彈性勢能大于物塊在B點時的彈簧的彈性勢能，D項錯誤。11解析：(1)設(shè)物塊剛離開彈簧時速度為v1，恰通過B點時速度為v2，由題意可知：mgm在物塊由C點運動到B點過程中，由機械能守恒定律得mv122mgRmv22解得v1又由牛頓第二定律得：Fmgm所以F6mg由牛頓第三定律可得物塊對軌道的壓力為6mg(2)彈簧從壓縮到最短開始至物塊被彈離彈簧的過程中，由能量守恒可得mv12mgdEp聯(lián)立求解得d(3)物塊從A處下滑至彈簧被壓縮到最短的過程中由能量守恒可得mv02mgREpmgd聯(lián)立可得v0答案：(1)6mg(2)(3)12解析：(1)若滑塊沖上傳送帶時的速度小于帶速，則滑塊由于受到向右的滑動摩擦力而做勻加速運動；若滑塊沖上傳送帶時的速度大于帶速，則滑塊由于受到向左