2016届高三物理大一轮复习-课时提升练.doc

课时提升练(十七)功能关系能量守恒定律 (限时：45分钟)A组对点训练巩固基础知识题组一对功能关系的理解1(多选)(2012海南高考)下列关于功和机械能的说法，正确的是()A在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功B合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关D运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量【解析】物体重力做的功总等于重力势能的减少量，因此A错；根据动能定理可知合力对物体所做的功等于物体动能的改变量，因此B正确；根据重力势能的定义和特点可知C正确；当有除重力以外的力对物体做功时，运动物体动能的减少量不等于其重力势能的增加量，因此D错【答案】BC2(多选)(2015山东济南调研)跳伞运动员从悬停的直升机上跳下，经过一段时间后拉开绳索开启降落伞，如图5415所示是跳伞过程中的vt图象若将人和伞看成个系统，则() 图5415A系统先加速运动，接着减速运动，最后匀速运动B系统受到的合外力始终向下C阻力对系统始终做负功D系统的机械能守恒【解析】由速度图象可知，系统先加速运动，接着减速运动，最后匀速运动，系统受到的合外力先向下后向上最后为零，A正确，B错误阻力与速度方向相反，对系统始终做负功，系统的机械能不守恒，C正确，D错误【答案】AC3.如图5416，长为L的木板固定在水平地面上，质量为m的铁块在水平恒力F作用下沿木板上表面从左端滑到右端，铁块与木 图5416板间的动摩擦因数为.不计铁块的大小，重力加速度为g，以地面为参考系此过程中()A恒力F对铁块做的功为FLB铁块对木板的摩擦力对木板做的功为mgLC铁块对木板的摩擦力对木板做的功为mgLD木板对铁块的摩擦力对铁块做的功与铁块对木板的摩擦力对木板做的功的代数和为零【解析】根据功的定义可知，选项A正确；木板对铁块的摩擦力对铁块做的功为mgL，由于木板对地的位移为零，所以铁块对木板的摩擦力对木板做功为零故选项B、C、D均错误【答案】A4.(2014东北师大附中检测)如图5417所示，一轻弹簧的左端固定，右端与一小球相连，小球处于光滑水平面上现对小球施加一个方向水平向右的恒力F，使小 图5417球从静止开始运动，则小球在向右运动的整个过程中()A小球和弹簧组成的系统机械能守恒B小球和弹簧组成的系统机械能逐渐减小C小球的动能逐渐增大D小球的动能先增大然后减小【解析】小球在向右运动的整个过程中，力F做正功，由功能关系知小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大，A项错误，B项错误；弹力一直增大，当弹力等于F时，小球的速度最大，动能最大，当弹力大于F时，小球开始做减速运动，速度减小，动能减小，C项错误，D项正确【答案】D题组二功能关系、能量守恒的应用5如图5418所示，电梯的质量为M，其天花板上通过一轻质弹簧悬挂一质量为m的物体电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，不计空气阻力的影响，当上升高度为H时，电梯的速度达到v，则在这段运动过程中，以下说法正确的是 () 图5418A轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于mv2B钢索的拉力所做的功等于mv2MgHC轻质弹簧对物体的拉力所做的功大于mv2D钢索的拉力所做的功等于(mM)v2(mM)gH【答案】C6(2014沈阳高三质量检测(二)将一质量为m的小球套在一光滑的、与水平面夹角为(45)的固定杆上，小球与一原长为L的轻质弹性绳相连接，弹性绳的一端固定在水平面上，将小球从离地面 图5419L高处由静止释放，刚释放时，弹性绳长为L，如图5419所示小球滑到底端时速度恰好为零，则小球运动过程中，下列说法中正确的是()A小球的机械能守恒B弹性绳的弹性势能将一直增大C小球到达底端时，弹性绳的弹性势能为mgL(cot 1)D小球和弹性绳，组成的系统机械能守恒【解析】在小球下滑过程中，小球和弹性绳的机械能守恒，则A错误，D正确；弹性绳的弹性势能先不变后增大，选项B错误；由机械能守恒定律，弹性绳的弹性势能增加了mgL，选项C错误【答案】D7(2014扬州模拟)如图5420所示，质量m10 kg和M20 kg的两物块，叠放在光滑水平面上，其中物块m通过处于水平方向的轻弹簧与竖直墙 图5420壁相连，初始时刻，弹簧处于原长状态，弹簧的劲度系数k250 N/m.现用水平力F作用在物块M上，使其缓慢地向墙壁移动，当移动40 cm时，两物块间开始相对滑动，在相对滑动前的过程中，下列说法中正确的是()AM受到的摩擦力保持不变B物块m受到的摩擦力对物块m不做功C推力做的功等于弹簧增加的弹性势能D开始相对滑动时，推力F的大小等于200 N【解析】取m和M为一整体，由平衡条件可得：Fkx，隔离m，由平衡条件可得：Ffkx，可见M缓慢左移过程中，M受的摩擦力在增大，开始滑动时，Ffkxm100 N，故此时推力F为100 N，A、D均错误，m受的摩擦力对m做正功，B错误；系统缓慢移动，动能不变，且又无内能产生，由能量守恒定律可知，推力F做的功全部转化为弹簧的弹性势能，C正确【答案】C8(多选)山东电视台“快乐向前冲”栏目最后一关，选手需要抓住固定在支架上的绳子向上攀登，才可冲上领奖台，如图5421所示如果某选手刚刚匀速攀爬到绳子顶端时，突然因抓不住绳子而加速滑下，对该过程进行分析(不考虑脚蹬墙壁的作用)，下述说法正确的是 图5421()A上行时，人受到绳子的拉力与重力和摩擦力平衡B上行时，绳子拉力对人做的功等于人重力势能的增加C下滑时，人受到的重力大于摩擦力，加速度小于gD下滑时，重力势能的减小大于动能的增加，机械能的减少量等于克服摩擦力做的功【解析】人匀速上升时，绳子对人的摩擦力等于人的重力，A错误；人上升过程中，人拉绳子，对自身做功，绳子并不对人做功，B错误；人下滑时，由mgFfma，可知，Ffmg，a，使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点已知重力加速度为g，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，求：(1)物体A向下运动刚到C点时的速度；(2)弹簧的最大压缩量；(3)弹簧的最大弹性势能【解析】(1)A与斜面间的滑动摩擦力Ff2mgcos 物体从A向下运动到C点的过程中，根据功能关系有2mgLsin 3mv3mv2mgLFfL解得v(2)从物体A接触弹簧，将弹簧压缩到最短后又恰回到C点，对系统应用动能定理Ff2x03mv2解得x(3)弹簧从压缩到最短到恰好能弹到C点的过程中，对系统根据功能关系有Epmgx2mgxsin Ffx所以EpFfx【答案】(1)(2)(3)12如图5425所示，倾角为37的部分粗糙的斜面轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道两个光滑半圆轨道半径都为R0.2 m，其连接处CD之间留有很小空隙，刚好能够使小球通过，CD之间距离可忽略斜面上端有一弹簧，弹簧上端固定在斜面上的挡板上，弹簧下端与一个可视为质点、质量为m0.02 kg的小球接触但不固定，此时弹簧处于压缩状态并锁定，弹簧的弹性势能Ep0.27 J现解除弹簧的锁定，小球从A点出发，经翘尾巴的S形轨道运动后从E点水平飞出，落到水平地面上，落点到与E点在同一竖直线上B点的距离为s2.0 m已知斜面轨道的A点与水平面上B点之间的高度为h1.0 m，小球与斜面的粗糙部分间的动摩擦因数为0.75，小球从斜面到达半圆轨道通过B点时，前后速度大小不变，不计空气阻力，g取10 m/s2，求：图5425(1)小球从E点水平飞出时的速度大小；(2)小球对B点轨道的压力；(3)斜面粗糙部分的长度x.【解析】(1)小球从E点水平飞出做平抛运动，设小球从E点水平飞出时的速度大小为vE，由平抛运动规律知，svEt,4Rgt2，联立解得vE5 m/s.(2)小球从B点运动到E点的过程，由机械能守恒有mvmg4Rmv，解得v8gR，则vB m/s在B点有FNmgm，所以FNFN9mg4.3 N，方向竖直向下(3)小球沿斜面下滑到B点的过程，由功能关系有mghmgcos 37xmvEp，解得x0.5 m.【答案】(1)5 m/s(2)4.3 N竖直向下(3)x0.5 m