高中物理 第四章 機械能和能源 第5節(jié) 機械能守恒定律 6 能量轉化和守恒定律同步練習 教科版必修2.doc

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第5節(jié) 機械能守恒定律6 能量轉化和守恒定律 （答題時間：30分鐘） 1. 如圖所示，一張薄紙板放在光滑水平面上，其右端放有小木塊，小木塊與薄紙板的接觸面粗糙，原來系統(tǒng)靜止?，F(xiàn)用水平恒力F向右拉薄紙板，小木塊在薄紙板上發(fā)生相對滑動，直到從薄紙板上掉下來。上述過程中有關功和能的下列說法，正確的是（ ） A. 拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動能的增加 B. 摩擦力對小木塊做的功一定等于系統(tǒng)的摩擦生熱 C. 離開薄紙板前小木塊可能先做加速運動，后做勻速運動 D. 小木塊動能的增加可能小于系統(tǒng)的摩擦生熱 2. 如圖，在勻速轉動的電動機帶動下，足夠長的水平傳送帶以恒定速率v1勻速向右運動。一質(zhì)量為m的滑塊從傳送帶右端以水平向左的速率v2（v2 > v1）滑上傳送帶，最終滑塊又返回至傳送帶的右端。就上述過程，下列判斷正確的有（ ） A. 滑塊返回傳送帶右端的速率為v1 B. 此過程中，傳送帶對滑塊做功為 C. 此過程中，電動機對傳送帶做功為2mv D. 此過程中，滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量為 3. 一物塊從光滑曲面上的P點自由滑下，通過粗糙的靜止水平傳送帶以后落到地面上的Q點。若傳送帶的皮帶輪沿逆時針方向轉動起來，使傳送帶隨之運動，如圖所示，再把物塊放在P點自由滑下，則（ ） A. 物塊將仍落在Q點 B. 物塊將會落在Q點的左邊 C. 物塊克服摩擦力做的功增大 D. 物塊克服摩擦力做的功不變 4. 如圖所示，質(zhì)量為M，長度為L的小車靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小物塊放在小車的最左端，現(xiàn)用一水平向右的恒力F始終作用在小物塊上，小物塊與小車之間的滑動摩擦力為f，經(jīng)過一段時間后小車運動的位移為x，此時小物塊剛好滑到小車的最右端，則下列說法中正確的是（ ） A. 此時物塊的動能為F（x＋L） B. 此時小車的動能為f（x＋L） C. 這一過程中，物塊和小車增加的機械能為F（x＋L）－fL D. 這一過程中，物塊和小車因摩擦而產(chǎn)生的熱量為fL 5. A、B兩物體的質(zhì)量之比mA∶mB＝2∶1，它們以相同的初速度v0在水平面上做勻減速直線運動，直到停止，其速度圖象如圖所示。那么，A、B兩物體所受摩擦阻力之比FA∶FB與A、B兩物體克服摩擦阻力做的功之比WA∶WB分別為（ ） A. 2∶1，4∶1 B. 4∶1，2∶1 C. 1∶4，1∶2 D. 1∶2，1∶4 6. 如圖所示，一小物塊從傾角的斜面上的A點由靜止開始滑下，最后停在水平面上的C點。已知小物塊的質(zhì)量m＝0.10 kg，小物塊與斜面和水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.25，A點到斜面底部B點的距離L＝0.50 m，斜面與水平面平滑連接，小物塊滑過斜面與水平面連接處時無機械能損失。求： （1）小物塊在斜面上運動時的加速度大??； （2）BC間的距離； （3）若在C點給小物塊一水平初速度使小物塊恰能回到A點，此初速度為多大？（取，sin37＝0.6，cos37＝0.8） 7. 如圖所示，水平桌面上質(zhì)量為M的物體A用繞過定滑輪的細繩與質(zhì)量為m的物體B相連接，B距地面的高度為h，開始它們都處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將B釋放，物體A在繩的拉力下向前滑行。設物體B落地時，物體A尚未到達定滑輪處，若不計細繩的質(zhì)量及滑輪處的摩擦，試求下述兩種情況下物體B抵達地面時物體A的速度。 （1）水平桌面光滑； （2）水平面動摩擦因數(shù)為。  1. D 解析：由功能關系知拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動能的增加及系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能，選項A錯誤；摩擦力對小木塊做的功等于小木塊動能的增加，選項B錯誤；如果小木塊勻速運動，最終和薄紙板相對靜止，便不會滑落，故離開薄紙板前小木塊一定一直在做勻加速運動，選項C錯誤；用L1表示兩物體間的相對位移，L2表示小木塊的對地位移，對于系統(tǒng)，系統(tǒng)的摩擦生熱Q＝fL1，對于小木塊，fL2＝ΔEk，根據(jù)題目給出的條件無法判斷L1與L2的大小關系，即可能存在ΔEk＜Q，選項D正確。 2. AD 解析：由于傳送帶足夠長，滑塊減速向左滑行，直到速度減為零，然后滑塊會在滑動摩擦力的作用下向右加速，由于v1＜v2，滑塊會先在滑動摩擦力的作用下加速，當速度增大到等于傳送帶速度時，滑塊還在傳送帶上，之后不受摩擦力，故滑塊與傳送帶一起向右勻速運動，有v′2＝v1，故A正確； 此過程中只有傳送帶對滑塊做功，根據(jù)動能定理W′＝△EK得： W′＝△EK＝，故B錯誤； 設滑塊向左運動的時間為t1，位移為x1，則： 摩擦力對滑塊做功： ① 又摩擦力做功等于滑塊動能的減少，即： ② 該過程中傳送帶的位移：x2＝v1t1 摩擦力對滑塊做功：W2＝fx2＝fv1t1＝ ③ 將①②式代入③式得：W2＝mv1v2 設滑塊向左運動的時間為t2，位移為x3，則： 摩擦力對滑塊做功： 該過程中傳送帶的位移：x4＝v1t2＝2x3 滑塊相對傳送帶的總位移：x＝x1＋x2＋x4－x3＝x1＋x2＋x3 滑動摩擦力對系統(tǒng)做功： W總＝fx＝W1＋W2＋W3＝ 滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量大小等于通過滑動摩擦力對系統(tǒng)做功，Q＝W總＝fx＝，故D正確； 全過程中，電動機對傳送帶做的功與滑塊動能的減少量等于滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量，即 整理得：，故C錯誤。故選AD。 3. AD 解析：傳送帶靜止不動時，物塊滑到傳送帶上會受到向左的滑動摩擦力，當傳送帶逆時針運動時，物塊在出傳送帶前還是受到向左的摩擦力，即傳送帶的運動沒有改變物塊的受力，那么物塊的運動也和傳送帶靜止時一樣，即離開傳送帶時的速度相同，所以還是落在Q點，故A正確，B錯誤；根據(jù)功的公式可求物塊克服摩擦力做功，其中x為物塊相對地面的位移，也等于傳送帶的長度，是保持不變的，所以物塊克服摩擦力做功不變，故D正確。 4. CD 解析：對小物塊進行受力分析，水平方向受到拉力F和摩擦力，小車位移為，滑塊相對于小車位移為，則根據(jù)動能定理有，選項A錯。對小車受到水平向右的摩擦力作用，對地位移為，根據(jù)動能定理同樣有，選項B錯。在這一過程，物塊和小車增加的機械能等于增加的動能，即，選項C正確。在此過程中，外力做功是，所以系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量為，選項D正確。 5. B 解析：由v—t圖象可知：aA∶aB＝2∶1，而F＝ma，mA∶mB＝2∶1，可得：FA∶FB＝4∶1；又由圖象中面積關系可知A、B位移之比xA∶xB＝1∶2，做功W＝Fx，可得：WA∶WB＝2∶1，故選B。 6. 解：（1）對小物塊進行受力分析，小物塊受到斜面的摩擦力： 在平行斜面方向由牛頓第二定律有： 所以m/s2； （2）由功能關系有，＝0.8m； （3）由動能定理有，m/s。 7. 解：由題意知，整個過程A和B的速度大小相等，設B著地時速度為v，則此時A的速度也為v。 （1）對A、B和繩組成的系統(tǒng)由機械能守恒有： ； （2）對A、B和繩組成的系統(tǒng)由功和能關系有：