高考物理一轮复习 第五章 能量和运动 课时作业17 功能关系 能量守恒定律.doc

课时作业（十七）功能关系 能量守恒定律基础小题练1自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的势能()a变大b变小c.不变d不能确定【解析】人缓慢推水袋，对水袋做正功，由功能关系可知，水的重力势能一定增加，a正确【答案】a2如图所示，a物体用板托着，细绳跨过轻质光滑定滑轮与a、b相连，绳处于绷直状态，已知a、b的质量分别为2m和m.现将板抽走，则a下落一段距离的过程中() aa物体减少的机械能大于b物体增加的机械能ba物体减少的机械能等于b物体增加的机械能c悬挂滑轮的绳子对天花板的拉力大于3mgd悬挂滑轮的绳子对天花板的拉力小于3mg【解析】对a、b组成的系统，没有机械能与其他形式能的转化，因此系统的机械能守恒，a物体减少的机械能等于b物体增加的机械能，a错误，b正确；对滑轮受力分析，根据平衡条件得f2ft，对a、b整体受力分析，根据牛顿第二定律得2mgmg3ma，对b物体受力分析得ftmgma，联立得fmg，c错误，d正确【答案】bd3小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上由图中位置无初速度释放，在小球下摆到最低点的过程中，下列说法正确的是() a绳对球的拉力不做功b球克服绳拉力做的功等于球减少的机械能c绳对车做的功等于球减少的重力势能d球减少的重力势能等于球增加的动能【解析】小球下摆的过程中，小车的机械能增加，小球的机械能减少，球克服绳拉力做的功等于减少的机械能，选项a错误，选项b正确；绳对车做的功等于球减少的机械能，选项c错误；球减少的重力势能等于球增加的动能和小车增加的机械能之和，选项d错误【答案】b4悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动，需要运动员具有非凡的胆量和过硬的技术跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设质量为m的运动员刚入水时的速度为v，水对他的阻力大小恒为f，那么在他减速下降深度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)()a他的动能减少了(fmg)hb他的重力势能减少了mghmv2c他的机械能减少了fhd他的机械能减少了mgh【解析】合力做的功等于动能的变化，合力做的功为(fmg)h，a正确；重力做的功等于重力势能的减少量，故重力势能减小了mgh，b错误；重力以外的力做的功等于机械能的变化，故机械能减少了fh，c正确，d错误【答案】ac5如图所示，在光滑斜面上的a点先后水平抛出和静止释放两个质量相等的小球1和2，不计空气阻力，最终两小球在斜面上的b点相遇，在这个过程中() a小球1重力做的功大于小球2重力做的功b小球1机械能的变化大于小球2机械能的变化c小球1到达b点的动能大于小球2的动能d两小球到达b点时，在竖直方向的分速度相等【解析】重力做功只与初、末位置的高度差有关，与物体经过的路径无关，所以重力对1、2两小球所做的功相等，a错误；1、2两小球从a点运动到b点的过程中，只有重力对其做功，所以它们的机械能均守恒，b错误；由动能定理可得，对小球1有：mghek1ek0，对小球2有：mghek20，显然ek1ek2，c正确；由上面的分析可知，两小球到达b点时，小球1的速度大于小球2的速度，且小球1的速度方向与竖直方向的夹角小于小球2速度方向与竖直方向的夹角，因此，小球1在竖直方向上的速度大于小球2在竖直方向上的速度，d错误【答案】c6如图所示，水平传送带ab长为21 m，以6 m/s的速度顺时针匀速转动，台面与传送带平滑连接于b点，半圆形光滑轨道半径r1.25 m，与水平台面相切于c点，bc长x5.5 m，p点是圆弧轨道上与圆心o等高的一点一质量为m1 kg的物块(可视为质点)，从a点无初速度释放，物块与传送带及台面间的动摩擦因数均为0.1，则关于物块的运动情况，下列说法正确的是()a物块不能到达p点b物块能越过p点做斜抛运动c物块能越过p点做平抛运动d物块能到达p点，但不会出现选项b、c所描述的运动情况【解析】物块从a点释放后在传送带上做加速运动，假设到达台面之前能够达到传送带的速度v，则由动能定理得，mgx1mv2，得x118 m21 m，假设成立物块以6 m/s冲上台面，假设物块能到达p点，则到达p点时的动能ekp可由动能定理求得，mgxmgrekpmv2，得ekp0，可见，物块能到达p点，速度恰为零，之后从p点沿圆弧轨道滑回，不会出现选项b、c所描述的运动情况，d正确【答案】d创新导向练7生活娱乐蹦床娱乐中的能量转化问题在儿童乐园的蹦床项目中，小孩在两根弹性绳和蹦床的协助下实现上下弹跳如图所示，某次蹦床活动中小孩静止时处于o点，当其弹跳到最高点a后下落可将蹦床压到最低点b，小孩可看成质点，不计空气阻力下列说法正确的是()a从a运动到o，小孩重力势能减少量大于动能增加量b从o运动到b，小孩动能减少量等于蹦床弹性势能增加量c从a运动到b，小孩机械能减少量小于蹦床弹性势能增加量d若从b返回到a，小孩机械能增加量等于蹦床弹性势能减少量【解析】从a运动到o点，小孩重力势能减少量等于动能增加量与弹性绳的弹性势能的增加量之和，选项a正确；从o运动到b，小孩动能和重力势能的减少量等于弹性绳和蹦床的弹性势能的增加量，选项b错误；从a运动到b，小孩机械能减少量大于蹦床弹性势能增加量，选项c错误；若从b返回到a，小孩机械能增加量等于蹦床和弹性绳弹性势能减少量之和，选项d错误【答案】a8物理与生物以“跳蚤”弹跳为背景考查能量问题在日常生活中，人们习惯于用几何相似性放大(或缩小)的倍数去得出推论，例如一个人身体高了50%，做衣服用的布料也要多50%，但实际上这种计算方法是错误的若物体的几何线度为l，当l改变时，其他因素按怎样的规律变化？这类规律可称之为标度律，它们是由量纲关系决定的在上例中，物体的表面积skl2，所以身高变为1.5倍，所用的布料变为1.522.25倍以跳蚤为例：如果一只跳蚤的身长为2 mm，质量为0.2 g，往上跳的高度可达0.3 m可假设其体内能用来跳高的能量el3(l为几何线度)，在其平均密度不变的情况下，身长变为2 m，则这只跳蚤往上跳的最大高度最接近()a0.3 m b3 m c30 m d300 m【解析】根据能量关系可知emgh，由题意可知ekl3，则mghkl3；因跳蚤的平均密度不变，则ml3，则ghk，因、g、k均为定值，故h不变，则这只跳蚤往上跳的最大高度最接近0.3 m，故选a.【答案】a9就地取材利用“弹弓”考查功能关系问题弹弓是80后童年生活最喜爱的打击类玩具之一，其工作原理如图所示，橡皮筋两端点a、b固定在把手上，橡皮筋abc恰好处于原长状态，在c处(ab连线的中垂线上)放一固体弹丸，一手执把，另一手将弹丸拉至d点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下迅速发射出去，打击目标，现将弹丸竖直向上发射，已知e是cd的中点，则()a从d到c，弹丸的动能一直在增大b从d到c的过程中，弹丸在e点的动能一定最大c从d到c，弹丸的机械能先增大后减少d从d到e弹丸增加的机械能大于从e到c弹丸增加的机械能【解析】在cd连线中的某一处，弹丸受力平衡，但是此点不一定是e点，所以从d到c，弹丸的速度先增大后减小，弹丸的动能先增大后减小，故a、b错误；从d到c，橡皮筋对弹丸做正功，弹丸机械能一直在增加，故c错误；从d到e橡皮筋作用在弹丸上的合力大于从e到c橡皮筋作用在弹丸上的合力，两段长度相等，所以de段橡皮筋对弹丸做功较多，即机械能增加的较多，故d正确，故选d.【答案】d10综合应用能量转化与守恒定律的实际应用如图所示，倾角37的光滑斜面上粘贴有一厚度不计、宽度为d0.2 m的橡胶带，橡胶带的上表面与斜面位于同一平面内，其上、下边缘与斜面的上、下边缘平行，橡胶带的上边缘到斜面的顶端距离为l0.4 m，现将质量为m1 kg、宽度为d的薄矩形板上边缘与斜面顶端平齐且从斜面顶端静止释放已知矩形板与橡胶带之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小为g10 m/s2，不计空气阻力，矩形板由斜面顶端静止释放到完全离开橡胶带的过程中(此过程矩形板始终在斜面上)，sin 370.6，cos 370.8，下列说法正确的是()a矩形板受到的摩擦力大小为4 nb矩形板的重力做功为3.6 jc产生的热量为0.8 jd矩形板的上边缘穿过橡胶带下边缘时其速度大小为 m/s【解析】当矩形板全部在橡胶带上时摩擦力为ffmgcos 374 n，此时摩擦力最大，其他情形摩擦力均小于4 n，故a错误；重力对矩形板做功wgmghmg(ld)sin 373.6 j，b正确；从滑上橡胶带到完全离开橡胶带，因矩形板受到的摩擦力与位移的变化为线性关系，则产生的热量q2d0.8 j，c正确；从释放到完全离开橡胶带，对矩形板由动能定理有mg(ld)sin 372dmv2，代入可得vm/s，d正确【答案】bcd综合提升练11如图所示，a、b间是一个风洞，水平地板ab延伸至c点，通过半径r0.5 m、圆心角为的光滑圆弧cd与足够长的光滑斜面de连接，斜面倾角为.可以看成质点、质量m2 kg的滑块在风洞中受到水平向右的恒定风力f20 n，滑块与地板ac间的动摩擦因数0.2.已知xab5 m，xbc2 m，如果将滑块在风洞中a点由静止释放，已知sin 0.6，cos 0.8，重力加速度g取10 m/s2.求(计算结果要求保留3位有效数字)：(1)滑块经过圆弧轨道的c点时对地板的压力大小及在斜面上上升的最大高度；(2)滑块第一次返回风洞速率为零时的位置；(3)滑块在a、c间运动的总路程【解析】(1)滑块在风洞中a点由静止释放后，设经过c点时速度为v1，由动能定理得fxabmgxacmv在c点由牛顿第二定律有fncmgm代入数据解得fnc308 n，由牛顿第三定律知滑块经过c点时对地板的压力为308 n滑块由c点上滑过程中，机械能守恒mvmgr(1cos )mgh代入数据解得h3.50 m.(2)滑块返回风洞时，风力与摩擦力皆为阻力，设滑块运动到p点时速率为零，由能量守恒得mvmg(xbcxpb)fxpb代入数据解得xpb m2.67 m滑块第一次返回风洞速率为零时的位置在b点左侧2.67 m处(3)整个过程等效为滑块从a处在风力和滑动摩擦力的共同作用下被推到b处，然后在足够长水平面上滑行至静止，设总路程为s，由动能定理得fxabmgs0代入数据解得s25.0 m.【答案】(1)308 n3.50 m(2)在b点左侧2.67 m处(3)25.0 m12如图所示，在竖直方向上a、b两物体通过劲度系数为k16 n/m的轻质弹簧相连，a放在水平地面上，b、c两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连，c放在倾角30的固定光滑斜面上用手拿住c，使细线刚好拉直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行已知a、b的质量均为m0.2 kg，重力加速度取g10 m/s2，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态释放c后它沿斜面下滑，a刚离开地面时，b获得最大速度，求：(1)从释放c到物体a刚离开地面时，物体c沿斜面下滑的距离；(2)物体c的质量；(3)释放c到a刚离开地面的过程中细线的拉力对物体c做的功【解析】(1)设开始时弹簧的压缩量为xb，得kxbmg设物体a刚离开地面时，弹簧的伸长量为xa，得kxamg当物体a刚离开地面