【名师伴你行】高考物理大二轮提能专训(五) 功能关系 能量守恒A（含解析）(1).doc

提能专训(五)功能关系、能量守恒(a)1如图所示，质量为m的物体放在升降机的底板上若升降机从静止开始以ag/3的加速度竖直向下运动一段位移h，在这一过程中，下列说法正确的是()a物体所受的支持力为mg/3b物体动能的增加量为mghc物体机械能的减少量为2mgh/3d物体重力势能的减少量为mgh答案：cd解析：由牛顿第二定律得mgfma，解得f2mg/3，选项a错误；升降机从静止开始以ag/3的加速度竖直向下运动一段位移h，速度为v，物体动能的增加量为mv2mgh/3，选项b错误；物体重力势能的减少量为mgh，物体机械能的减少量为mghmgh/32mgh/3，选项c、d正确2如图所示，在倾角30的光滑固定斜面上，放有两个可视为质点的相同小球a和b，两球之间用一根长为l的轻杆相连，小球b距水平面的高度h.两球从静止开始均下滑到光滑水平地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，系统在下滑的整个过程中，下列说法正确的是()a杆对小球a做正功b杆对小球a做负功c小球b的机械能不变d小球b的机械能减少答案：b解析：对系统根据机械能守恒定律有mg(hlsin )mgh2mv2，得mv2mgl，对小球a根据动能定理有mg(hlsin )wmv20，得杆对小球a做的功wmgl，选项b正确，a错误；对小球a根据功能关系有wea，得ea0，即小球a的机械能减少，所以小球b的机械能是增加的，选项c、d错误3如图所示，空间存在足够大的竖直向下的匀强电场，带正电荷的小球(可视为质点且所受电场力与重力相等)自空间o点以水平初速度v0抛出，落在地面上的a点，其轨迹为一抛物线现仿此抛物线制作一个光滑绝缘滑道并固定在与oa完全重合的位置上，将此小球从o点由静止释放，并沿此滑道滑下，在下滑过程中小球未脱离滑道p为滑道上一点，已知小球沿滑道滑至p点时其速度与水平方向的夹角为45，下列说法正确的是()a小球两次由o点运动到p点的时间相等b小球经过p点时，水平位移与竖直位移之比为12c小球经过滑道上p点时，电势能变化了mvd小球经过滑道上p点时，重力的瞬时功率为mgv0答案：c解析：因第二次的初速度为0，运动到同一位置，第二次的速度小，经相同的路径，第二次时间长，则a错误；对第一次运动中的op段，xv0t，yvpyt，而tan 45，所以xy21，则b错误；对第一次运动由动能定理得mgyeqym(vv)mv，两次通过op的电场力做功相同，且小球所受重力与电场力相等，所以电场力做功weqymv，则c正确；对第二次通过op，由动能定理得mgyeqymv，所以vpv0，重力的瞬时功率pmgvpcos 45mgv0，则d错误4(2012上海三校联考)如图所示，质量为m的物体静放在水平光滑的平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮，由地面上的人以速度v0向右匀速拉动，设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45处，在此过程中人所做的功为()a. b. c. dmv答案：c解析：人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45处，沿绳方向的速度vv0cos 45，故质量为m的物体速度等于，对物体由动能定理可知，在此过程中人所做的功为，选项c正确5如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一质量为m的小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面.设物体在斜面最低点a的速度为v，压缩弹簧至c点时弹簧最短，c点距地面高度为h，不计小球与弹簧碰撞过程中的能量损失，则小球在c点时弹簧的弹性势能为()amghmv2b.mv2mghcmghmv2 dmgh5如图所示，传送带以v05 m/s的速度顺时针转动，水平部分abs1.5 m，一质量为m0.4 kg的小工件由a点轻轻放上传送带，工件与斜面间的动摩擦因数为1，工件在b处无能量损失且恰好能滑到最高点p，已知bpl0.6 m，斜面与水平面的夹角为30，g10 m/s2，不计空气阻力，则可判定()a工件从a到b先做匀加速运动再做匀速运动b工件运动到b点时的速度大小为5 m/sc工件与传送带间的动摩擦因数为0.3d工件从a运动到p的过程中因摩擦而产生的热量为4.2 j答案：c解析：因工件冲上斜面后做匀减速运动直到p点速度为零，由牛顿第二定律知工件在斜面上有mgsin 1mgcos ma1，所以a17.5 m/s2，由运动学规律知v2a1l，即vb3 m/s2rd小球能从细管a端水平抛出的最小高度hmin5r/2答案：bc解析：小球从d到a，根据机械能守恒知，mg(h2r)mv2，小球从a射出后平抛，gt22r，水平位移xvt2，则b正确；竖直平面内小球在管道中能过顶端a点的最小速度为0，根据机械能守恒知，小球要到达a点，则需要h2r，则c正确7如图所示，质量为m的滑块以一定初速度滑上倾角为的固定斜面，同时施加一沿斜面向上的恒力fmgsin ；已知滑块与斜面间的动摩擦因数tan ，取出发点为参考点，能正确描述滑块运动到最高点过程中，滑块势能ep、动能ek、机械能e以及产生的热量q，随时间t、位移x关系的是()答案：ac解析：滑块上滑时重力势能epmghmgxsin ，由几何知识知，a正确；物块上滑时的加速度大小为agsin ，t时间内滑块的速度为vvatvgsin t，则滑块的动能ekmv2m(vgsin t)2，故b错误；滑块的机械能efxmgxcos 0，因此滑块的机械能为定值，c正确；滑块产生的热量即为摩擦力所做的功，则qmgxcos mgcos ，故d错误8已知一足够长的传送带与水平面的倾角为，以一定的速度匀速运动某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图a所示)，以此时为t0时刻，图b(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1v2)记录了物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系已知传送带的速度保持不变(g取10 m/s2)，则下列说法正确的是()图a图ba若物块与传送带间的动摩擦因数为，则tan b0t2时间内，物块所受重力做功等于零c0t2时间内，传送带对物块做功为mvmvdt1t2时间内系统产生热量大小等于物块动能的增加量答案：a解析：根据题图b可知，在t1时刻，物块的速度减为零，之后在传送带的作用下做加速运动，所以物块所受合力方向沿斜面向上，即mgcos mgsin ，tan ，选项a正确；根据vt图象的“面积”法求位移可知，在0t2时间内，物块高度降低，重力做功wg0，选项b错误；在0t2时间内，w传wgmvmv，选项c错误；设在t1t2时间内，物块相对地面的位移为s，由动能定理得fsmgssin mv，由题意及题图b图象分析可知，物块相对传送带的位移也为s，物块与传送带之间由于摩擦产生的热量qfs，大于物块动能的增加量，d错误9如图所示，a、b两物体用一根跨过定滑轮的细绳相连，置于固定斜面体的两个斜面的相同高度，处于静止状态，两斜面的倾角分别是53和37，若不计摩擦，以虚线所在处为零势能参考平面，剪断细绳后下列说法中正确的是()a两物体质量为mambb两物体着地时的动能ekaekbc两物体着地时的动能ekama，则a错误；剪断细绳后，a和b下滑，分别满足机械能守恒，两物体着地时的机械能为0，即0mghmv2，所以两物体着地时的速率v相等，因质量不等，着地时的动能不等，则b错误，c、d正确10一轻质细绳一端系一质量为m kg的小球a，另一端挂在光滑水平轴o上，o到小球的距离为l0.1 m，小球跟水平面接触，但无相互作用，在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，斜面和水平面平滑连接，如图所示，水平距离s2 m现有一小滑块b，质量也为m，从斜面上滑下，与小球碰撞时交换速度，与挡板碰撞不损失机械能若不计空气阻力，滑块与水平面间的动摩擦因数0.25，并将滑块和小球都视为质点，g取10 m/s2，试问：(1)若滑块b从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后，使小球恰好在竖直平面内做圆周运动，求此高度h.(2)若滑块b从h5 m处滑下，求滑块b与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力(绳子不会伸长)(3)若滑块b从h5 m处下滑与小球碰撞后，小球在竖直平面内做圆周运动，求小球做完整圆周运动的次数n.答案：(1)0.5 m(2)48 n(3)10次解析：(1)小球刚能完成一次完整的圆周运动，它到最高点的速度为v0，在最高点，仅有重力提供向心力，则有：mgm在小球从最低点运动到最高点的过程中，机械能守恒，则有：mv2mglmv对小滑块b，由动能定理可得：mghmgmv解得：h0.5 m.(2)若滑块从h5 m处下滑到将要与小球碰撞时速度为v2，则有mghmgmv滑块与小球碰后的瞬间，同理滑块静止，小球以v2的速度开始做圆周运动，绳的拉力t和重力的合力提供向心力，则有tmg解得：t48 n.(3)滑块和小球第一次碰撞后，每在平面上经s路程后就再次碰撞，则1n解得：n10次11如图所示，半径为r的光滑半圆轨道abc与倾角为37的粗糙斜面轨道dc相切于c，圆轨道的直径ac与斜面垂直质量为m的小球从a点左上方距a高为h的斜面上方p点以某一速度水平抛出，刚好与半圆轨道的a点相切进入半圆轨道内侧，之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的d处已知当地的重力加速度为g，取rh，sin 370.6，cos 370.8，不计空气阻力，求：(1)小球被抛出时的速度大小v0；(2)小球到达半圆轨道最低点b时，对轨道的压力大小；(3)小球从c到d过程中摩擦力做的功w.答案：(1)(2)5.6mg