2020版新一線高考物理(新課標)一輪復習課后限時集訓16 功能關系 能量守恒定律 含解析

2222f22222ffGf2222f22222ffGf課后限時集訓(十)建議用時：40分鐘)[基礎對點練]題組一：功能關系的理解及應用1．多選)(2019·?？谡{研)某運動員參加百米賽跑，他采用蹲踞式起跑，發(fā)令槍響后，左腳迅速蹬離起跑器，在向前加速的同時提升身體重心。如圖所示，假設質量為m的運動員，在起跑時前進的距離內(nèi)，重心升高量為h，獲得的速度為，阻力做功為W，則在此過程中()f1A．運動員的機械能增加了m

21B．運動員的機械能增加了m

2

＋mghC．運動員的重力做功為mgh1D．運動員自身做功W＝m＋－W

1[動員的重心升高h，獲得的速度為，其機械能的增量為ΔE＝＋m

2

，選項A錯誤，B正確；動員的重心升高，重力做負功，＝－mgh，選項C錯誤；G1根據(jù)動能定理得，W＋Wmghv－，解得＝m＋－，選項D確。]2四川高考)韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上項目奪冠的運動員。他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對他做功900J，他克服阻力做功100J。韓曉鵬在此過程中()．動能增加了1J．動能增加了2J．重力勢能減小了1J．重力勢能減小了2JC[據(jù)動能定理得韓曉鵬動能的變化Δ＝＋＝1J100＝1故其動能增加了1800J，選AB錯誤；根據(jù)重力做功與重力勢能變的關＝－GppG222gH22gH2sinθ2sinθ2ppG222gH22gH2sinθ2sinθ2222gH42ΔE，所E＝－＝－1J<0，故韓曉鵬的重力勢能減小1J，選C正確，選項D錯誤。]3.一物塊沿傾角為的斜坡向上滑動物塊的初速度為時升的最大高度為H，v如圖所示；當物塊的初速度為時，上升的最大高度記為。重力加速度大小為g。物塊與斜坡間的動摩擦因數(shù)和h別為()A．tanθ和

H2

B.－θ和

H2C．θ和

H4

D.－θ和

H4HD[動能定理有－μmgθ＝0－v，－mgh－μmgcosθ＝0－Hm得μ＝－，h＝，D正確。]4．多選把質量是0.2kg的小球放在豎立的彈簧上，并把球往下按至的位置，如圖甲所示。迅速松手后，彈簧把球彈起，球升至最高位置(圖丙。途中經(jīng)過位置時彈簧正好處于自由狀態(tài)(圖乙)。已知、A的高度差為0.1，C、的高度差為0.2，彈簧的質量和空氣阻力都可以忽略，重力加速度gm/s。則下列說法正確的是()A．小球從A上升至的過程中，彈簧的彈性勢能一直減小，小球的動能一直增加B．小球從B升到C過程中，小球的動能一直減小，勢能一直增加．小球在位置A時彈簧的彈性勢能為J．小球從位置A上升至過程中，小球的最大動能為J

[球從上升到的過程中，彈簧的形變量越來越小，彈簧的彈性勢能一直減小，小球在A、之間某處的合力為零，速度最大，對應動能最大，選項A錯誤；小球從上升到C的過程中，只有重力做功，機械能守恒，動能減少，勢能增加，選項正確；根據(jù)機械能守恒定律，小球在位置

時，彈簧的彈性勢能為

＝pAC0.2××J＝0.6J，選項C正確；小球在A、之間某處受力平衡時，動能最大，小2傳2222202傳222220球在點時的動能為E＝＝0.4＜E，選項D錯誤。]kBCkm題組二：摩擦力做功與能量轉化的關系5.(多選)有一足夠長的水平傳送帶，正以速度沿逆時針方向勻速運動，如圖所示?，F(xiàn)有一質量為、速度大小也為v的滑塊沿傳送帶運動的反方向滑上傳送帶。設傳送帶足夠長，最后滑塊與傳送帶相對靜止。從滑塊滑上傳送帶到相對傳送帶靜止的整個過程中，滑動摩擦力對滑塊做的功為，傳送帶克服摩擦力做的功為，滑塊與傳送帶之12間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為，則下列表達式中正確的是()A．＝W12

B．>12

C．<12

D．Q＝2m

2CD[設滑塊的速度v減速到零的過程所用的時間t的對地位移為s＝

v＋02vtt，那么在該過程中傳送帶的對地位移則為s＝vt＝s，那么滑塊與傳送帶之間的相對位移為3；當滑塊反向加速到與傳送帶等速時，同理可知滑塊的位移為，而傳送帶的位移還是2，此種情況下兩者的相對位移為s；故整個過程中滑塊與傳送帶間的相對1位移為4，因此摩擦力做功產(chǎn)生的熱量為f·4s＝4而fs＝v，故Q＝2m，選項D正確；滑塊相對傳送帶滑動的過程中，傳送帶克服摩擦力做的功為W＝42m，根據(jù)動能定理，滑動摩擦力對滑塊做的功為＝，故選項正確，A、誤。]16(多選如圖所示，長木放在光滑的水平地面上，物B以水平速度v沖上后，由于摩擦力作用，最后停止在木A，則從沖到木板A上到相對木板靜止的過程中，下述說法中正確的是)．物體動能的減少量等于系統(tǒng)損失的機械能．物體克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量．物體損失的機械能等于木板A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機械能之和．摩擦力對物體B做的功和對木板做的功的總和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量CD[物體以水平速度沖上木板A后，由于摩擦力作用，B減速運動，木板A加速運動，根據(jù)能量守恒定律，物體B能的減少量等于木板A增的動能和產(chǎn)生的熱量之和，選項A誤；根據(jù)動能定理，物體克服摩擦力做的功等于物體B損失的動能，選項B錯誤；由能量守恒定律可知，物損失的機械能等于木板A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機械能之和，選項C正確；摩擦力對物體做的功等于物體B能的減少量，摩擦力對木板做的功等于木板A動能的增加量，由能量守恒定律，摩擦力對物體B做的功和對木板做的功的總和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量，選項正確。]7(多選)(2019·昆明質檢如圖甲所示，有一傾角＝37°足夠長的斜面固定在水平面上＝1kg物體靜止于斜面底端固定擋板處與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，物體受到一個沿斜面向上的拉力作用由靜止開始運動，用x示物體從起始位置沿斜面向上的位移F與x的關系如圖乙所示知37°＝0.6cos37°＝0.8＝10m/s。則物體沿斜面向上運動過程中)甲

乙A．機械能先增大后減小，在＝3.2處，物體機械能最大B．機械能一直增大，在＝4m，物體機械能最大．動能先增大后減小，在x2處，物體動能最大．動能一直增大，在x＝4m處，物體動能最大AC

[物體沿斜面向上的運動過程中，對物體受力分析有，－－μmgcosθ＝ma當F＝10時，＝0可知物體加速度先減小到零后反向增大，故速度先增大后減小，在x＝2處物體動能最大，選項正確，D錯誤。當＝4N時，F(xiàn)－μmgcosθ＝0，此前－μmgcosθ>0拉力與摩擦力的合力對物體做正功，物體機械能增大，此后F－μmgθ拉力與摩擦力的合力對物體做負功物體機械能減小得＝3.2處物體機械能最大，選項A確，B錯誤。]題組三：能量守恒定律的理解及應用8.如圖是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結構圖中①和②為楔塊③和④為墊板，楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦，在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中()A．緩沖器的機械能守恒22pApApB222pBpp22pApApB222pBppA2pBk．摩擦力做功消耗機械能．墊板的動能全部轉化為內(nèi)能D．彈簧的彈性勢能全部轉化為動能B

[于車廂撞擊彈簧壓縮的過程中存在克服摩擦力做功，所以緩沖器的機械能減少，選項A誤，正確；彈簧壓縮的過程中，墊板的動能轉化為內(nèi)能和彈簧的彈性勢能，選項C、錯誤。]9．多選)圖所示，水平桌面上的輕質彈簧一端固定，另一端與小物塊相連。彈簧處于自然長度時物塊位于O(圖未標出)。物塊的質量m＝，物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點拉至，拉力做的功為。撤去拉力后物塊由靜止向左運動，經(jīng)O到達點時速度為零。重力加速度為。則上述過程中()1A．物塊在A點時，彈簧的彈性勢能等于W－μmga3．物塊在點時，彈簧的彈性勢能小于－μmga．經(jīng)點時，物塊的動能小于－μmga．物塊動能最大時彈簧的彈性勢能小于物塊在點時彈簧的彈性勢能

[O到距離為x，則物塊從O點運動到點過程中根據(jù)功能關系可得μmgx＋＝，從點到點過程中同理可得E＝＋E，由于克服摩擦力做a1功＜EB點到點距離一定小于x＞E＝－μmgxW－μmga，3則A誤；在B有E＝－(a＋x＜－μmga則正確；物塊經(jīng)過O點，同理可得＝－2μmgx－，則正確；物塊動能最大時所受彈力＝μmg，而在點彈力與摩擦力大小關系未知，故物塊動能最大時彈簧伸長量與物塊在B時彈簧伸長量大小未知，故兩位置彈性勢能的大小關系不好判斷，錯誤。][考點綜合練]10(多選)新余質檢)如圖所示豎直光滑桿固定不動套在桿上的輕質彈簧下端固定，將套在桿上的滑塊向下壓縮彈簧至離地高度＝0.1處，滑塊與彈簧不拴接?，F(xiàn)由靜止釋放滑塊過傳感器測量到滑塊的速度和離地高度并作出滑塊的E-h象，k其中高度從m上升到0.35范圍內(nèi)圖象為直線，其余部分為曲線，以地面為零重力kp42kp42勢能面，取由圖象可知()．小滑塊的質量為0.1kg．輕彈簧原長為0.2．彈簧最大彈性勢能為0.5．小滑塊的重力勢能與彈簧的彈性勢能總和最小為JBC

[0.2上升到0.35范圍內(nèi)＝Δ＝Δh的斜率絕對值k＝

Ekh＝

0.30.35－0.2

N＝N＝mg所以＝0.2kg，故A誤；在Eh象中，圖線的斜率表k示滑塊所受的合外力，由于高度從m上升到范圍內(nèi)圖象為直線，其余部分為曲線，說明滑塊從0.2升到范圍內(nèi)所受作用力為恒力，從h＝0.2開始滑塊與彈簧分離，彈簧的原長0.2，B確；根據(jù)能的轉化與守恒可知，當滑塊上升至最大高度時，增加的重力勢能即為彈簧最大彈性勢能，所＝mgh＝0.210－0.1)J＝，故C正確；由圖可知，當h＝0.18時的動能最大為E＝0.32J，在滑塊整個運動過程中，系統(tǒng)的動能、重力勢能和彈性勢能之間相互轉化，因此動能最大時，滑塊的重力勢能與彈簧的彈性勢能總和最小根據(jù)能量守恒定律可知E′＝－E＝Epm＋mgh－E＝0.5＋××0.1－0.32J＝0.38J，故錯誤。]3如圖所示，固定斜面的傾角θ，物體A與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ＝，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長時上端位于點，用一根不可伸長的輕繩通過輕質光滑的定滑輪連接物體A和滑輪右側繩子與斜面平行的質量為＝的質量為m2kg時物體A到的距離為L＝1m一初速度＝30使開始沿斜面向下運動B向上運動物體將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到點。已知重力加速度取g＝m/s，不計空氣阻力，整個過程中輕繩始終處于伸直狀態(tài)，求此過程中：物體A下運動剛到達C點時的速度大小；22202220B22202220B彈簧的最大壓縮量；彈簧中的最大彈性勢能。解析：物體A向下運動剛到C點的過程中，對A、組成的系統(tǒng)應用能守恒定律可得12mgLsinθ＋·3m＝mgL＋·2cosθL＋·3m

2可解得v＝2m/s以A、成的系統(tǒng)，在物體A彈簧壓縮到最大壓縮量，又返回到C點的過程中，系統(tǒng)動能的減少量等于因摩擦產(chǎn)生的熱量，即1m

2

－0＝·2θ其中x彈簧的最大壓縮量解得x＝0.4。設彈簧的最大彈性勢能為由能量守恒定律可得1m＋2mgxsinθ＝mgx＋·2θx＋E解得＝J。答案：m/s(2)0.4m(3)6J12銅陵模擬)如圖所示徑為R＝1.0光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌道的一個端點B和圓心O的連線與水平方向的夾角＝37°一端點C為軌道的最低點C點右側的光滑水平面上緊挨點靜止放置一木板木板質量M＝kg上表面與C點等高質量為＝1kg物塊可視為質點)空中A點以v＝m/s的速度水平拋出，恰好從軌道的B端沿切線方向進入軌道。已知物塊與木板間的動摩擦因數(shù)＝0.2，g取10m/s

2

。求：物塊經(jīng)過C點時的速