《创新设计》2016年高考物理一轮复习教师word文档 活页作业 2-5-4.doc

第 4 课时 功能关系 能量守恒定律 基本技能练 1运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过 程中，下列说法正确的是 ( ) A阻力对系统始终做负功 B系统受到的合外力始终向下 C重力做功使系统的重力势能增加 D任意相等的时间内重力做的功相等 解析 运动员无论是加速下降还是减速下降，阻力始终阻碍系统的运动，所以阻力对 系统始终做负功，故选项 A 正确；运动员加速下降时系统所受的合外力向下，减速下 降时系统所受的合外力向上，故选项 B 错误；由 WGE p 知，运动员下落过程中重 力始终做正功，系统重力势能减少，故选项 C 错误；运动员在加速下降和减速下降的 过程中，任意相等时间内所通过的位移不一定相等，所以任意相等时间内重力做的功 不一定相等，故选项 D 错误。 答案 A 2(多选) 某人将质量为 m 的物体由静止开始以加速度 a 竖直向上匀加速提升 h，关于此过 程下列说法中正确的有 ( ) A人对物体做的功为 m(ga) h B物体的动能增加了 mah C物体的重力势能增加了 m(ga) h D物体克服重力做的功为 mgh 解析 该过程中物体克服重力做的功为 mgh，重力势能增加了 mgh，C 错、D 对；由牛 顿第二定律知 Fmgma，即 Fm( ga)，所以人对物体做的功为 WFhm(ga) h，A 错；物体所受合外力为 ma，由动能定理知物体的动能增加了 mah，B 对。 答案 BD 3.如图 1 所示，斜面 AB、DB 的动摩擦因数相同。可视为质点的物体分别沿 AB、DB 从斜 面顶端由静止下滑到底端，下列说法正确的是 ( ) 图 1 A物体沿斜面 DB 滑动到底端时动能较大 B物体沿斜面 AB 滑动到底端时动能较大 C物体沿斜面 DB 滑动过程中克服摩擦力做的功较多 D物体沿斜面 AB 滑动过程中克服摩擦力做的功较多 解析 已知斜面 AB、DB 的动摩擦因数相同，设斜面倾角为 ，底边为 x，则斜面高度 为 hxtan ，斜面长度 L ，物体分别沿 AB、DB 从斜面顶端由静止下滑到底端， xcos 由动能定理有 mghmgLcos mv2，可知物体沿斜面 AB 滑动到底端时动能较大， 12 故 A 错误，B 正确；物体沿斜面滑动过程中克服摩擦力做的功 WfmgLcos mgx 相同，故 C、D 错误。 答案 B 4.如图 2 所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端， 第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运 动到达传送带顶端。下列说法正确的是 ( ) 图 2 A第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功 B第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量 C第一阶段物体和传送带间因摩擦产生的热量等于第一阶段物体机械能的增加量 D物体从底端到顶端全过程机械能的增加量等于全过程物体与传送带间因摩擦产生的 热量 解析 第一阶段滑动摩擦力对物体做功，第二阶段静摩擦力对物体做功，A 项错误； 摩擦力做的功等于物体机械能的增加量，B 项错误；第一阶段物体的平均速度是传送 带速度的一半，因此物体运动的位移 x1 恰好等于物体和传送带间相对移动的距离 d。 所以因摩擦产生的热量 Qfdfx 1，等于物体机械能的增加量而不是动能的增加量，C 正确；因第二阶段静摩擦力做功，物体机械能增加，物体与传送带间没有产生热量， 可知 D 错误。 答案 C 5. (多选)(2014广东韶关一模)一轻质弹簧，固定于天花板上的 O 点处，原长为 L，如图 3 所示，一个质量为 m 的物块从 A 点竖直向上抛出，以速度 v 与弹簧在 B 点相接触，然 后向上压缩弹簧，到 C 点时物块速度为零，在此过程中无机械能损失，则下列说法正 确的是 ( ) 图 3 A由 A 到 C 的过程中，动能和重力势能之和保持不变 B由 B 到 C 的过程中，弹性势能和动能之和逐渐减小 C由 A 到 C 的过程中，物块 m 的机械能守恒 D由 B 到 C 的过程中，物块与弹簧组成的系统机械能守恒 解析 对物块由 A 到 C 的过程中，除重力做功外还有弹簧弹力做功，物块机械能不守 恒，A、C 错误；对物块和弹簧组成的系统机械能守恒，即重力势能、弹性势能和动能 之和不变，上升过程中，重力势能增加，故弹性势能和动能之和逐渐减小，B、D 正确。 答案 BD 6. (多选 )如图 4 所示，一固定斜面倾角为 30，一质量为 m 的小物块自斜面底端以一定的初 速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小 g。若物块上升的 最大高度为 H，则此过程中，物块的 ( ) 图 4 A动能损失了 2mgH B动能损失了 mgH C机械能损失了 mgH D机械能损失了 mgH 12 解析 运动过程中有摩擦力做功，考虑动能定理和功能关系。物块以大小为 g 的加速 度沿斜面向上做匀减速运动，运动过程中 F 合 mg ，由受力分析知摩擦力 Ff mg，当 12 上升高度为 H 时，位移 s2H ，由动能定理得 Ek2mgH ；选项 A 正确，B 错误； 由功能关系知 EW f mgsmgH，选项 C 正确， D 错误。 12 答案 AC 7. (多选 )有一系列斜面，倾角各不相同，它们的底端相同，都是 O 点，如图 5 所示。有一 些完全相同的滑块( 可视为质点) 从这些斜面上的 A、B、C、D 各点同时由静止释放， 下列判断正确的是 ( ) 图 5 A若各斜面均光滑，且这些滑块到达 O 点的速率相同，则 A、B、C 、D 各点处在 同一水平线上 B若各斜面均光滑，且这些滑块到达 O 点的速率相同，则 A、B、C、D各点处在 同一竖直面内的圆周上 C若各斜面均光滑，且这些滑块到达 O 点的时间相同，则 A、B、C、D各点处在 同一竖直面内的圆周上 D若各斜面与这些滑块间有相同的动摩擦因数，滑到 O 点的过程中，各滑块损失的 机械能相同，则 A、B、C、D各点处在同一竖直线上 解析 由机械能守恒可知 A 正确、B 错误；若 A、B、C、D各点在同一竖直平面 内的圆周上，则下滑时间均为 t ，d 为直径，因此选项 C 正确；设斜面和水平面 2dg 间夹角为 ，损失的机械能为 Emgscos ，损失机械能相同，则 scos 相同，因此 A、B、C 、D各点在同一竖直线上，D 正确。 答案 ACD 能力提高练 8(多选)(2014海南卷，10)如图 6 所示，质量相同的两物体 a、b，用不可伸长的轻绳跨接 在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a 在水平桌面的上方， b 在水平粗糙桌面上。初始时用 力压住 b 使 a、b 静止，撤去此压力后，a 开始运动，在 a 下降的过程中，b 始终未离开 桌面。在此过程中 ( ) 图 6 Aa 的动能小于 b 的动能 B两物体机械能的变化量相等 Ca 的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量 D绳的拉力对 a 所做的功与对 b 所做的功的代数和为零 解析 轻绳两端沿绳方向的速度分量大小相等，故可知 a 的速度等于 b 的速度沿绳方 向的分量，a 的动能比 b 的动能小，A 对；因为 b 与地面有摩擦力，运动时有热量产生， 所以该系统机械能减少，而 B、C 两项均为系统机械能守恒的表现，故 B、C 错误；轻 绳不可伸长，两端分别对 a、b 做功大小相等，符号相反，D 正确。 答案 AD 9如图 7 所示，在光滑水平地面上放置质量 M2 kg 的长木板，木板上表面与固定的竖 直弧形轨道相切。一质量 m1 kg 的小滑块自 A 点沿弧面由静止滑下， A 点距离长木板 上表面高度 h0.6 m。滑块在木板上滑行 t1 s 后，和木板以共同速度 v1 m/s 匀速 运动，取 g10 m/s 2。求： 图 7 (1)滑块与木板间的摩擦力； (2)滑块沿弧面下滑过程中克服摩擦力做的功； (3)滑块相对木板滑行的距离。 解析 (1)对木板 FfMa 1，由运动学公式得 va 1t 解得 a11 m/s 2，F f2 N (2)对滑块有F fma 2 设滑块滑上木板时的初速度为 v0，由公式 vv 0a 2t 解得 a22 m/s 2，v 03 m/s 滑块沿弧面下滑的过程中，由动能定理得 mghW f mv 12 20 可得滑块克服摩擦力做的功为 Wfmgh mv 1.5 J 12 20 (3)t1 s 内木板的位移 x1 a1t20.5 m 12 此过程中滑块的位移 x2v 0t a2t22 m 12 故滑块相对木板滑行距离 Lx 2x 11.5 m 答案 (1)2 N (2)1.5 J (3)1.5 m 10.如图 8 所示，一质量为 m1 kg 的可视为质点的滑块，放在光滑的水平平台上，平台的 左端与水平传送带相接，传送带以 v2 m/s 的速度沿顺时针方向匀速转动( 传送带不打 滑)。现将滑块缓慢向右压缩轻弹簧，轻弹簧的原长小于平台的长度，滑块静止时弹簧 的弹性势能为 Ep4.5 J，若突然释放滑块，滑块向左滑上传送带。已知滑块与传送带 间的动摩擦因数为 0.2，传送带足够长，取 g10 m/s2。求： 图 8 (1)滑块第一次滑上传送带到离开传送带所经历的时间； (2)滑块第一次滑上传送带到离开传送带由于摩擦产生的热量。 解析 (1)释放滑块的过程中机械能守恒，设滑块滑上传送带的速度为 v1，则 Ep mv ，得 v13 m/s 12 21 滑块在传送带上运动的加速度 ag2 m/s 2 滑块向左运动的时间 t1 1.5 s v1a 向右匀加速运动的时间 t2 1 s va 向左的最大位移为 x1 2.25 m v212a 向右加速运动的位移为 x2 1 m v22a 匀速向右的时间为 t3 0.625 s x1 x2v 所以 tt 1t 2t 33.125 s。 (2)滑块向左运动 x1 的位移时，传送带向右的位移为 x1vt 13 m 则 x1 x1x 15.25 m 滑块向右运动 x2 时，传送带向右位移为 x2vt 22 m 则 x2 x2x 21 m x x1x 26.25 m 则产生的热量为 Qmg x12.5 J。 答案 (1)3.125 s (2)12.5 J 11.如图 9 所示，一质量为 m 的物块 A 与直立轻弹簧的上端连接，弹簧的下端固定在地面 上，一质量也为 m 的物块 B 叠放在 A 的上面，A、B 处于静止状态。若 A、B 粘连在一 起，用一竖直向上的拉力缓慢上提 B，当拉力的大小为 时，A 物块上升的高度为 L， mg2 此过程中，该拉力做功为 W；若 A、B 不粘连，用一竖直向上的恒力 F 作用在 B 上，当 A 物块上升的高度也为 L 时，A 与 B 恰好分离。重力加速度为 g，不计空气阻力，求： 图 9 (1)恒力 F 的大小； (2)A 与 B 分离时的速度大小。 解析 (1)设弹簧的劲度系数为 k，A、B 静止时弹簧的压缩量为 x，则 x 2mgk A、B 粘连在一起缓慢上移，以 A、B 整体作为研究对象，当拉力为 时，根据平衡条 mg2 件有 k(xL) 2mg mg2 A、B 不粘连，