2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習 課時跟蹤檢測(十九)功能關(guān)系 能量守恒定律.doc
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2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習 課時跟蹤檢測(十九)功能關(guān)系 能量守恒定律 對點訓練:功能關(guān)系的理解和應(yīng)用 1.(xx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1 A.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 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.(xx襄陽聯(lián)考)用恒力F豎直向上拉一物體,使其由地面處開始加速上升到某一高度。若該過程空氣阻力不能忽略,則下列說法中正確的是( ) A.力F做的功和阻力做的功之和等于物體動能的增量 B.重力所做的功等于物體重力勢能的增量 C.力F做的功和阻力做的功之和等于物體機械能的增量 D.力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物體機械能的增量 3.(xx江西臨川二中月考)如圖2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,大小也為v0。下列說法中正確的是( ) 圖2 A.A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 D.滑到斜面底端時,C的重力勢能減少最多 4.(多選)(xx大綱卷)如圖3,一固定斜面傾角為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3 A.動能損失了2mgH B.動能損失了mgH C.機械能損失了mgH D.機械能損失了mgH 對點訓練:摩擦力做功問題 5.(多選)(xx泰安質(zhì)檢)如圖4,質(zhì)量為M、長度為L的小車靜止在光滑水平面上,質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點)放在小車的最左端?,F(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上,使小物塊從靜止開始做勻加速直線運動。小物塊和小車之間的摩擦力為Ff,小物塊滑到小車的最右端時,小車運動的距離為x。此過程中,以下結(jié)論正確的是( ) 圖4 A.小物塊到達小車最右端時具有的動能為(F-Ff)(L+x) B.小物塊到達小車最右端時,小車具有的動能為Ffx C.小物塊克服摩擦力所做的功為Ff(L+x) D.小物塊和小車增加的機械能為Fx 6.(多選)(xx黃山模擬)如圖5所示,質(zhì)量為M、長為L的木板置于光滑的水平面上,一質(zhì)量為m的滑塊放置在木板左端,滑塊與木板間滑動摩擦力大小為f,用水平的恒定拉力F作用于滑塊。當滑塊運動到木板右端時,木板在地面上移動的距離為s,滑塊速度為v1,木板速度為v2,下列結(jié)論中正確的是( ) 圖5 A.上述過程中,F(xiàn)做功大小為mv12+Mv22 B.其他條件不變的情況下,M越大,s越小 C.其他條件不變的情況下,F(xiàn)越大,滑塊到達右端所用時間越長 D.其他條件不變的情況下,f越大,滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量越多 7.(多選)(xx濰坊模擬)如圖6所示,足夠長傳送帶與水平面的夾角為θ,物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連。開始時,a、b及傳送帶均靜止且mb>masin θ?,F(xiàn)使傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動,則物塊在運動(物塊未與滑輪相碰)過程中( ) 圖6 A.一段時間后可能勻速運動 B.一段時間后,摩擦力對物塊a可能做負功 C.開始的一段時間內(nèi),重力對a做功的功率大于重力對b做功的功率 D.摩擦力對a、b組成的系統(tǒng)做的功等于a、b機械能的增量 對點訓練:能量守恒定律的應(yīng)用 8.(多選)(xx臨沂模擬)如圖7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,AB=a,物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ,現(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7 A.物塊在A點時彈簧的彈性勢能一定大于在B點時彈性勢能 B.物塊在O點時動能最大 C.物塊在B點時,彈簧的彈性勢能大于W-μmga D.經(jīng)O點時,物塊的動能小于W-μmga 9.(xx武漢部分學校調(diào)研)某汽車研發(fā)機構(gòu)在汽車的車輪上安裝了小型發(fā)電機,將減速時的部分動能轉(zhuǎn)化并儲存在蓄電池中,以達到節(jié)能的目的。某次測試中,汽車以額定功率行駛700 m后關(guān)閉發(fā)動機,測出了汽車動能Ek與位移x的關(guān)系圖像如圖8所示,其中①是關(guān)閉儲能裝置時的關(guān)系圖線,②是開啟儲能裝置時的關(guān)系圖線。已知汽車的質(zhì)量為1 000 kg,設(shè)汽車運動過程中所受地面阻力恒定,空氣阻力不計,求 圖8 (1)汽車的額定功率P; (2)汽車加速運動500 m所用的時間t; (3)汽車開啟儲能裝置后向蓄電池提供的電能E? 對點訓練:功能關(guān)系的綜合應(yīng)用 10.如圖9所示,一質(zhì)量為m的物塊以一定的初速度v0從斜面底端沿斜面向上運動,恰能滑行到斜面頂端。設(shè)物塊和斜面的動摩擦因數(shù)一定,斜面的高度h和底邊長度x可獨立調(diào)節(jié)(斜邊長隨之改變),下列說法錯誤的是( ) 圖9 A.若增大m,物塊仍能滑到斜面頂端 B.若增大h,物塊不能滑到斜面頂端,但上滑最大高度一定增大 C.若增大x,物塊不能滑到斜面頂端,但滑行水平距離一定增大 D.若再施加一個水平向右的恒力,物塊一定從斜面頂端滑出 11.(多選)(xx湖北重點中學聯(lián)考)在離水平地面h高處將一質(zhì)量為m的小球水平拋出,在空中運動的過程中所受空氣阻力大小恒為f,落地時小球距拋出點的水平距離為x,速率為v,那么,在小球運動的過程中( ) A.重力做功為mgh B.克服空氣阻力做的功為f C.落地時,重力的瞬時功率為mgv D.重力勢能和機械能都逐漸減少 12.如圖10所示,斜面體斜面AC長為L,傾角為30,B是斜面的中點,BC段放一長為的輕彈簧,下端固定在斜面底端C,彈簧的勁度系數(shù)為k,質(zhì)量為m的物塊固定在斜面頂端A,物塊與斜面體在AB段的動摩擦因數(shù)從A點到B點隨長度的變化規(guī)律滿足μ=k0x,在BC段動摩擦因數(shù)恒定不變,已知k0L<,現(xiàn)讓物塊從A點由靜止釋放。 圖10 (1)判斷物塊能否運動到B點,若能,求物塊在B點的加速度大小;若不能,請說明理由。 (2)求彈簧被壓縮的最大長度。 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 在物體向上運動的過程中,恒力F、重力、空氣阻力做功,根據(jù)動能定理可知,三力做的功之和等于物體的動能增量,所以A錯誤;克服重力做的功等于物體重力勢能的增量,所以B錯誤 ;除重力外的其它力做的功之和等于物體機械能的增加量,所以C正確、D錯誤。 3.選C 將滑塊C的運動沿水平方向和沿斜面向下方向正交分解,A、C兩個滑塊所受的滑動摩擦力大小相等,A所受滑動摩擦力沿斜面向上,C沿斜面向上的力是滑動摩擦力的分力,根據(jù)牛頓第二定律知,沿斜面方向C的加速度大于A的加速度,又沿斜面向下A、C都做初速度為零的加速運動,由運動規(guī)律知C先到達斜面底端,故A錯誤;三個滑塊所受的滑動摩擦力大小相等,滑動摩擦力做功與路程有關(guān),C運動的路程最大,C克服摩擦力做功最大,機械能減小量等于克服阻力做的功,故滑塊C機械能減小的最多,故B錯誤 ;重力做功相同,摩擦力對A、B做功相同,C克服摩擦力做功最多,而B有初速度,根據(jù)動能定理可知,滑到斜面底端時,B滑塊的動能最大,故C正確;三個滑塊下降的高度相同,重力勢能減小相同,故D錯誤。 4.選AC 本題考查力學的基本規(guī)律,意在考查考生對牛頓運動定律和能量守恒定律的綜合應(yīng)用能力。由于上升過程中的加速度大小等于重力加速度,則由牛頓第二定律mgsin 30+f=mg,則f=mg。由動能定理可知ΔEk=mgH+fL=2mgH,則A正確,B錯誤;機械能的減少量在數(shù)值上等于克服摩擦力做的功,Wf=fL=mgH,則C正確,D錯誤。 5.選ABC 由動能定理可得小物塊到達小車最右端時的動能Ek物=W合=(F-Ff)(L+x),A正確;小車的動能Ek車=Ffx,B正確;小物塊克服摩擦力所做的功Wf=Ff(L+x),C正確;小物塊和小車增加的機械能為F(L+x)-FfL,D錯誤。 6.選BD 由牛頓第二定律得:f=Ma1,F(xiàn)-f=ma2,又L=a2t2-a1t2,s=a1t2,M越大,a1越小,t越小,s越小,B正確;F越大,a2越大,t越小,C錯誤;由Q=fL可知,f越大,滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量越多,D正確;力F做的功還有一部分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)熱量Q,故A錯誤。 7.選ABD 當傳送帶向上勻速的開始階段,因傳送帶對a的摩擦力沿帶向上,且Ff+mbg>magsin θ,故物塊a向上加速,當物塊a、b的速度大小與帶速相等時,開始做勻速運動,此時因mbg>magsin θ,物塊a受的摩擦力對a做負功,A、B均正確;設(shè)a、b的速度大小均為v,則Pa=magvsin θ,Pb=mbgv,故Pa<Pb,C錯誤;由功能關(guān)系可知,摩擦力對a、b系統(tǒng)所做的功等于a、b系統(tǒng)機械能的增量,D正確。 8.選AD 因物塊由A到B的過程中有一部分彈性勢能用于克服摩擦力做功,故A正確;當物塊從A向B運動過程中加速度為零時速度最大,此時kx-μmg=0,彈簧仍處于伸長狀態(tài),故B錯誤;由動能定理可得:W-μmg2xOA=Ek0,xOA>,可得物塊在O 點的動能小于W-μmga,D正確;由能量守恒定律可得,物塊在B點時,彈簧的彈性勢能EpB=W-μmgxOA-μmga<W-μmga,C錯誤。 9.解析:(1)關(guān)閉發(fā)動機且關(guān)閉儲能裝置后,汽車在地面阻力f的作用下減速至靜止,由動能定理-fx=0-Ek 解得f=2103 N 汽車勻速運動的動能Ek=mv2=8105 J 解得v=40 m/s 汽車勻速運動時牽引力大小等于阻力,故汽車的額定功率P=Fv=fv 解得P=8104 W。 (2)汽車加速運動過程中,由動能定理得 Pt-fx1=mv2-mv02 解得t=16.25 s。 (3)由功能關(guān)系,汽車開啟儲能裝置后向蓄電池提供的電能為E=Ek-fx′ 解得E=5105 J。 答案:(1)8104 W (2)16.25 s (3)5105 J 10.選D 對物塊,初始時受重力mg、斜面的支持力和滑動摩擦力作用,根據(jù)功能關(guān)系有:mv02=mgh+μmgx,顯然方程左右兩端的質(zhì)量m可以消去,即改變物塊的質(zhì)量m不影響物塊在斜面上滑動的結(jié)果,故選項A說法正確;若增大h,物塊滑行的水平位移將小于x,即不能滑到斜面頂端,假設(shè)物塊仍然滑行上升原有高度,根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知,滑行的水平位移變小,物塊損失的動能將小于mv02,因此還能繼續(xù)上滑,故選項B說法正確;同理若增大x,物塊滑行上升的高度將小于h,即物塊不能滑到斜面頂端,假設(shè)物塊仍然滑行原來的水平位移x,根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知,物塊滑行上升的高度將變小,物塊損失的動能將小于mv02,物塊繼續(xù)上滑,故選項C說法正確;若再施加一個水平向右的恒力F,由于不清楚斜面的傾角θ和動摩擦因數(shù)μ的具體關(guān)系,若μtan θ=1,則物塊仍然恰好能滑至斜面頂端,若μtan θ>1,則物塊不能滑至斜面頂端,若μtan θ<1,則物塊將從斜面頂端滑出,故選項D說法錯誤。 11.選AD 重力做功為WG=mgh,A正確??諝庾枇ψ龉εc經(jīng)過的路程有關(guān),而小球經(jīng)過的路程大于,故克服空氣阻力做的功大于f,B錯誤 。落地時,重力的瞬時功率為重力與沿重力方向的分速度的乘積,故落地時重力的瞬時功率小于mgv,C錯誤。重力做正功,重力勢能減少,空氣阻力做負功,機械能減少,D正確。 12.解析:(1)由題意可知,物塊與斜面體AB段的動摩擦因數(shù)在B點最大,為k0L,由于k0L<,即k0L<tan 30,mgsin 30-k0Lmgcos 30>0,因此物塊能運動到B點。 在B點,據(jù)牛頓第二定律得mgsin 30-k0Lmgcos 30=ma 解得:a=g-k0gL (2)由于物塊在AB間運動時摩擦力隨距離成線性關(guān)系,因此摩擦力做功 Wf=-k0Lmgcos 30L=-k0mgL2 設(shè)彈簧的最大壓縮量為d,由于彈簧的彈力與壓縮量成正比,因此彈簧的彈力做功 WF=-kdd=-kd2 從A點到最低點根據(jù)動能定理 mgsin 30+Wf+WF-k0Lmgdcos 30=0 整理得kd2-(1-k0L)mgd-mgL(1-k0L)=0 由于k0L<,即k0L<1,因此 解得:d= 。 答案:(1)能 g-k0gL (2)- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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