2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 課時(shí)規(guī)范練18 功能關(guān)系 能量守恒定律 新人教版.doc

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課時(shí)規(guī)范練18　功能關(guān)系　能量守恒定律 基礎(chǔ)鞏固組 1.(功能關(guān)系的理解和應(yīng)用)(2017湖南雨花區(qū)一模)彈弓一直是孩子們最喜愛的彈射類玩具之一,其構(gòu)造如圖所示,橡皮筋兩端點(diǎn)A、B固定在把手上,橡皮筋A(yù)CB恰好處于原長狀態(tài),在C處(AB連線的中垂線上)放一固體彈丸,一手執(zhí)把,另一手將彈丸拉至D點(diǎn)放手,彈丸就會在橡皮筋的作用下迅速發(fā)射出去,打擊目標(biāo),現(xiàn)將彈丸豎直向上發(fā)射,已知E是CD中點(diǎn),則(　　) A.從D到C,彈丸的機(jī)械能守恒 B.從D到C,彈丸的動能一直在增加 C.從D到C,彈丸的機(jī)械能先增加后減少 D.從D到E彈丸增加的機(jī)械能大于從E到C彈丸增加的機(jī)械能 答案D 解析從D到C,橡皮筋對彈丸做正功,彈丸機(jī)械能一直在增加,A、C錯(cuò)誤;從D到E橡皮筋作用在彈丸上的合力大于從E到C橡皮筋作用在彈丸上的合力,兩段高度相等,所以DE段橡皮筋對彈丸做功較多,即機(jī)械能增加的較多,D正確;在CD連線中的某一處,彈丸受力平衡,所以從D到C,彈丸的速度先增大后減小,B錯(cuò)誤。 2.(多選)(功能關(guān)系的理解和應(yīng)用)(2017陜西長安區(qū)期中)懸崖跳水是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的極限運(yùn)動,需要運(yùn)動員具有非凡的膽量和過硬的技術(shù)。跳水運(yùn)動員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動,設(shè)質(zhì)量為m的運(yùn)動員剛?cè)胨畷r(shí)的速度為v,水對他的阻力大小恒為F,那么在他減速下降深度為h的過程中,下列說法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣? (　　) A.他的動能減少了(F-mg)h B.他的重力勢能減少了mgh-12mv2 C.他的機(jī)械能減少了Fh D.他的機(jī)械能減少了mgh 答案AC 解析合力做的功等于動能的變化,合力做的功為(F-mg)h,A正確;重力做的功等于重力勢能的變化,故重力勢能減少了mgh,B錯(cuò)誤;重力以外的力做的功等于機(jī)械能的變化,故機(jī)械能減少了Fh,C正確,D錯(cuò)誤。 3.(功能關(guān)系的理解和應(yīng)用)(2017遼寧沈陽二中期中)質(zhì)量為m的物體,由靜止開始下落,由于阻力作用,下落的加速度為4g5,在物體下落h的過程中,下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A.物體的動能增加了4mgh5 B.物體的機(jī)械能減少了4mgh5 C.物體克服阻力所做的功為mgh5 D.物體的重力勢能減少了mgh 答案B 解析根據(jù)動能定理可知,動能增加量為ΔEk=F合h=mah=4mgh5,選項(xiàng)A說法正確;物體所受的阻力Ff=mg-ma=mg5,則物體的機(jī)械能減少量等于克服阻力做的功,即mgh5,選項(xiàng)B說法錯(cuò)誤,選項(xiàng)C說法正確;物體的重力勢能減少量等于重力做的功,即mgh,故選項(xiàng)D說法正確。 4.(摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化)(2017江西十校二模)將三個(gè)木板1、2、3固定在墻角,木板與墻壁和地面構(gòu)成了三個(gè)不同的三角形,如圖所示,其中1與2底邊相同,2和3高度相同?，F(xiàn)將一個(gè)可以視為質(zhì)點(diǎn)的物塊分別從三個(gè)木板的頂端由靜止釋放,并沿斜面下滑到底端,物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ均相同。在這三個(gè)過程中,下列說法不正確的是(　　) A.沿著1和2下滑到底端時(shí),物塊的速度不同,沿著2和3下滑到底端時(shí),物塊的速度相同 B.沿著1下滑到底端時(shí),物塊的速度最大 C.物塊沿著3下滑到底端的過程中,產(chǎn)生的熱量是最多的 D.物塊沿著1和2下滑到底端的過程中,產(chǎn)生的熱量是一樣多的 答案A 解析設(shè)1、2、3木板與地面的夾角分別為θ1、θ2、θ3,木板長分別為l1、l2、l3,當(dāng)物塊沿木板1下滑時(shí),由動能定理有mgh1-μmgl1cos θ1=12mv12-0;當(dāng)物塊沿木板2下滑時(shí),由動能定理有mgh2-μmgl2cos θ2=12mv22-0,又h1>h2,l1cos θ1=l2cos θ2,可得v1>v2;當(dāng)物塊沿木板3下滑時(shí),由動能定理有mgh3-μmgl3cos θ3=12mv32-0,又h2=h3,l2cos θ2v3,故A錯(cuò),B對。三個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量分別為Q1=μmgl1cos θ1,Q2=μmgl2cos θ2,Q3=μmgl3cos θ3,則Q1=Q24gR,小球就能做完整的圓周運(yùn)動 D.只要小球能做完整圓周運(yùn)動,則小球與軌道間的最大壓力與最小壓力之差與v0無關(guān)?導(dǎo)學(xué)號06400314? 答案ACD 解析因彈簧的勁度系數(shù)為k=mgR,原長為L=2R,所以小球始終會受到彈簧的彈力作用,大小為F=k(L-R)=kR=mg,方向始終背離圓心,無論小球在CD以上的哪個(gè)位置速度為零,重力在沿半徑方向上的分量都小于等于彈簧的彈力(在CD以下,軌道對小球一定有指向圓心的支持力),所以無論v0多大,小球均不會離開圓軌道,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;小球在運(yùn)動過程中只有重力做功,彈簧的彈力和軌道的支持力不做功,機(jī)械能守恒,當(dāng)運(yùn)動到最高點(diǎn)速度為零,在最低點(diǎn)的速度最小,有12mv02=2mgR,解得v0=2gR,所以只要v0>2gR,小球就能做完整的圓周運(yùn)動,選項(xiàng)C正確;在最低點(diǎn)時(shí),設(shè)小球受到的支持力為FN,有 FN-kR-mg=mv02R 解得FN=2mg+mv02R ① 運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)受到軌道的支持力最小,設(shè)為FN,設(shè)此時(shí)的速度為v,由機(jī)械能守恒有 12mv02=2mgR+12mv2 ② 此時(shí)合外力提供向心力,有 FN-kR+mg=mv2R ③ 聯(lián)立②③解得FN=mv02R-4mg ④ 聯(lián)立①④得壓力差為ΔFN=6mg,與初速度無關(guān),選項(xiàng)D正確。 能力提升組 9.(2017山西運(yùn)城期中)如圖所示,足夠長的木板靜止在粗糙的水平地面上,木板的質(zhì)量M=2 kg,與地面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1;在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量m=2 kg的小鉛塊(視為質(zhì)點(diǎn)),小鉛塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ2=0.3?，F(xiàn)給鉛塊一向右的初速度v0=4 m/s,使其在木板上滑行,木板獲得的最大速度v=1 m/s,g取10 m/s2,木板達(dá)到最大速度時(shí),求: (1)木板運(yùn)動的位移; (2)鉛塊與木板間因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。 答案(1)0.5 m　(2)12 J 解析(1)設(shè)小鉛塊在木板上滑動過程中,木板達(dá)到最大速度時(shí),木板運(yùn)動的位移為x1,由動能定理得 [μ2mg-μ1(M+m)g]x1=12Mv2 代入數(shù)據(jù)解得x1=0.5 m。 (2)木板達(dá)到最大速度時(shí),鉛塊運(yùn)動的位移為x2,由動能定理得-μ2mgx2=12mv2-12mv02 代入數(shù)據(jù)解得x2=2.5 m 小鉛塊在木板上運(yùn)動的位移Δx=x2-x1=2.5 m-0.5 m=2 m 所以,鉛塊與木板間因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為Q=μ2mgΔx=0.3202 J=12 J。 10.(2017福建南安模擬)如圖所示,靜止在光滑水平面上的長木板B,質(zhì)量M=2 kg,長l1=4.5 m,與B等高的固定平臺CD長l2=3 m,平臺右側(cè)有一豎直放置且半徑R=1 m的光滑半圓軌道DEF。質(zhì)量m=1 kg的小滑塊A以初速度v0=6 m/s從B的左端水平滑上B,隨后A、B向右運(yùn)動,長木板B與平臺CD碰撞前的瞬間,小滑塊A的速度大小為vA=4 m/s,此時(shí)A、B還未達(dá)到共同速度。設(shè)長木板B與平臺碰撞后立即被鎖定,小滑塊A可視為質(zhì)點(diǎn),小滑塊A與平臺B之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.2,小滑塊A與平臺CD之間的動摩擦因數(shù)μ2=0.1,x=0.5 m,g取10 m/s2,求: (1)長木板B與平臺碰撞前的瞬間,B的速度大小; (2)小滑塊A最終停在離木板B左端多遠(yuǎn)處? 答案(1)1 m/s　(2)3.5 m 解析(1)B與平臺CD碰撞時(shí),A、B還未達(dá)到共同速度。設(shè)B與平臺碰撞前瞬間速度大小為vB,由動能定理有μ1mgx=12MvB2,解得vB=1 m/s。 (2)B與平臺碰撞前A相對B發(fā)生的位移為Δx,根據(jù)能量守恒定律有μ1mgΔx=12mv02-12mvA2-12mvB2 解得Δx=4.5 m 即B與平臺碰撞時(shí),A恰好到達(dá)平臺左端。 設(shè)A在半圓形軌道上能到達(dá)的最大高度為h,則由動能定理有-mgh-μ2mgl2=0-12mvA2 解得h=0.5 m

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