2019-2020年高考物理一轮复习 高频考点强化5 功能关系.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 高频考点强化5 功能关系一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分在每小题给出的四个选项中，第15题只有一项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1如图1所示，固定在水平地面上的光滑斜面顶端有一轻弹簧，其上端固定，一质量为m的小球向右滑行并冲上斜面设小球在斜面最低点A的速度为v，将弹簧压缩至最短时小球 图1位于C点，C点距地面高度为h，不计小球与弹簧碰撞过程中的能量损失，则小球在C点时弹簧的弹性势能为()Amghmv2Bmghmv2C.mv2mgh Dmgh【解析】从斜面的最低点到C点，以小球和弹簧为系统，由机械能守恒定律可得：mv2mghEp，可得：Epmv2mgh，选项C正确【答案】C2人在井口用柔软绳通过动滑轮从深井中提升重物，已知重物和动滑轮的总质量为M，软绳每单位长度的质量为m.不考虑摩擦，将重物提升h高度过程中，外力至少要做的功为()AMghmghBMghmgh2 图2CMgh2mgh2DMghmgh2【解析】重物上升h过程中，两侧各h长的绳子重心位置升高，这部分绳子的质量为2hm，因而其重力势能增加mgh2，因而外力做功至少为Mghmgh2，选项B正确【答案】B3(xx石家庄二检)一质量为0.6 kg的物体以20 m/s的初速度竖直上抛，当物体上升到某一位置时，其动能减少了18 J，机械能减少了3 J整个运动过程中物体所受阻力大小不变，重力加速度g10 m/s2，则下列说法正确的是()A物体向上运动时加速度大小为12 m/s2B物体向下运动时加速度大小为9 m/s2C物体返回抛出点时的动能为40 JD物体返回抛出点时的动能为114 J【解析】向上运动时，动能减少量是机械能减少量的6倍，表明合力做功是阻力做功的6倍，合力是阻力的6倍，即ma6f，因为fmgma，所以fmg，解得ag12 m/s2，A正确；向下运动时，加速度ag8 m/s2，B错误；物体上升的最大高度h m m，上下全过程阻力做功W2fh40 J，返回抛出点时的动能EkEk0W0.6202 J40 J80 J，C、D错误【答案】A4(xx福州模拟)如图3所示，轻质弹簧的一端固定在粗糙斜面的挡板O点，另一端固定一个小物块小物块从P1位置(此位置弹簧伸长量为零)由静止 图3开始运动，运动到最低点P2位置，然后在弹力作用下上升运动到最高点P3位置(图中未标出)在此两过程中，下列判断正确的是()A下滑和上滑过程弹簧和小物块系统机械能守恒B下滑过程物块速度取最大值位置比上滑过程速度取最大值位置高C下滑过程弹簧和小物块组成系统机械能减小量比上升过程小D下滑过程克服弹簧弹力和摩擦力做功总值比上滑过程克服重力和摩擦力做功总值小【解析】斜面粗糙，有摩擦力对物块做功，故下滑和上滑过程中弹簧和小物块系统机械能不守恒，选项A错误；物块速度最大时其合力为零，受力分析，如图所示，对物块下滑过程，得kxmgsinf，上滑过程中，得：kxmgsinf，比较可知：xmg，速度v1vm，匀速阶段F2mg，速度v2vm，匀速阶段拉力的功率P2F2v2mgvm可能比匀加速阶段某一时刻拉力的瞬时功率P1F1v1小，则选项D正确【答案】ACD8(xx石家庄质检)如图7所示，物体A，B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体B的质量为2m，放置在倾角为30的光滑斜面上，物体A的质量为m，用手托着物体A使弹簧处于原长，细绳伸直，A与地面的距离为h，物体B静止在斜面上挡板P处放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对挡板恰好无压力，则下列说法正确的是()图7A弹簧的劲度系数为B此时弹簧的弹性势能等于mghmv2C此时物体A的加速度大小为g，方向竖直向上D此后物体B可能离开挡板沿斜面向上运动【解析】物体B对挡板恰好无压力时，其仍处于静止状态，其合力为零，由平衡条件可得：kh2mgsin300，k，选项A正确；由功能关系可得：此时弹簧的弹性势能等于mghmv2，选项B正确；此时对物体A受力分析，其合力为零，无加速度，选项C错误；此后物体B仍处于静止状态，选项D错误【答案】AB二、非选择题(本题共4小题，共52分按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)9(12分)(xx洛阳统考)如图8所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水 图8平滑道左端M处的墙上，另一端恰位于水平滑道的末端O点已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数均为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求：(1)物块滑到O点时的速度大小；(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能(取弹簧处于原长时弹性势能为零)；(3)若物块A能够被弹回到坡道上，它能够上升的最大高度【解析】(1)由机械能守恒定律得mghmv2，解得v(2)在水平滑道上物块A克服摩擦力所做的功为Wmgd由能量守恒定律得mv2Epmgd以上各式联立解得Epmghmgd(3)物块A被弹回的过程中，克服摩擦力所做的功仍为Wmgd由能量守恒定律得mghEpmgd解得物块A能够上升的最大高度为：hh2d【答案】(1)(2)mghmgd(3)h2d10(12分)(xx绵阳二诊)飞机在水平跑道上滑行一段时间后起飞飞机总质量m1104 kg，发动机在水平滑行过程中保持额定功率P8 000 kW，滑行距离x50 m，滑行时间t5 s，以水平速度v080 m/s飞离跑道后逐渐上升，飞机在上升过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供，不含重力)，飞机在水平方向通过距离L1 600 m的过程中，上升高度为h400 m取g10 m/s2.(1)假设飞机在水平跑道滑行过程中受到的阻力大小恒定，求阻力f的大小；(2)飞机在上升高度为h400 m过程中，求受到的恒定升力F及机械能的改变量【解析】(1)飞机在水平滑行过程中，根据动能定理得Ptfxmv解得f1.6105 N(2)该飞机升空后水平方向做匀速运动，竖直方向做初速度为零的匀加速运动，设运动时间为t1，竖直方向加速度为a，升力为F，则：Lv0t1hat解得t120 s，a2 m/s2Fmgma解得F1.2105 N飞机机械能的改变量为EFh4.8107 J【答案】(1)1.6105 N(2)1.2105 N4.8107 J11(14分)(xx青岛模拟)如图9所示，质量为m的小物块从高为h的坡面顶端由静止释放，滑到粗糙的水平台上，滑行距离l后，以v1 m/s的速度从边缘O点水平抛出，击中平台右下侧挡板上的P点以O为原点在竖直面内建立如图所 图9示的平面直角坐标系，挡板形状满足方程yx26(单位：m)，小物块质量m0.4 kg，坡面高度h0.4 m，小物块从坡面上滑下时克服摩擦力做功1 J，小物块与平台表面间的动摩擦因数0.1，g10 m/s2.求(1)小物块在水平台上滑行的距离l；(2)P点的坐标【解析】(1)对小物块，从释放到O点过程中由动能定理可得：mghWfmglmv2则：l代入数据解得：l1 m(2)小物块从O点抛出后做平抛运动，即水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，则由平抛运动的规律可得：ygt2xvt由解得小物块的轨迹方程：y5x2又因为yx26由得：x1 m，y5 m所以P点坐标为(1 m，5 m)【答案】(1)1 m(2)(1 m，5 m)12(14分)(xx深圳调研)如图10甲所示，在倾角为37且足够长的粗糙斜面底端，一质量m1 kg的滑块压缩着一轻弹簧且锁定，但它们并不相连，滑块可视为质点t0时解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的vt图象，如图10乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，在t10.1 s时滑块已上滑s0.2 m的距离(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：(1)滑块离开弹簧后在图中bc段对应的加速度a及动摩擦因数的大小；(2)t20.3 s和t30.4 s时滑块的速度v1、v2的大小；(3)弹簧锁定时具有的弹性势能Ep.甲乙图10【解析】(1)由图象可知，t10.1 s时滑块离开弹簧向上做匀减速运动，加速度的大小a m/s210 m/s2根据牛顿第二定律，有：a10 m/s2解得：0.5(2)根据运动学公式，得t20.3 s时的速度大小v1vcat1.0 m/s100.1 m/s003 s后滑块开始下滑，下滑的加速度a2 m/s2t20.4 s时的速度大小v2at20.1 m/s0.2 m/s(3)由功能关系可得：Epmvmgssin 37mgscos 374 J【答案】(1)0.5(2)00.2 m/s(3)4 J