2012高考物理 第5章第4讲 功能关系能量守恒定律③课后限时作业 新人教版

1、功能关系能量守恒定律一、选择题(每小题5分，共40分)1.对于功和能，下列说法正确的是 （ ）A.功和能的单位相同，它们的概念也相同B.做功的过程就是物体能量的转化过程C.做了多少功，就有多少能量发生了转化D.各种不同形式的能可以相互转化，且在转化的过程中，能的总量是守恒的【答案】B、C、D一根长为L、质量为m的均匀链条放在光滑的水平桌面上，其长度的一半悬于桌边，若要将悬着的部分拉回桌面，至少做功 （ ）A. mgL B. mgL C.mgL D. mgL【解析】一半链条质量为，拉回桌面重心移动距离为,则W= =mgL,故A正确.【答案】A在足球比赛中，甲队队员在乙队禁区附近主罚定位球，并将球

2、从球门右上角贴着球门射入，如图所示，已知球门高度为h，足球飞入球门时的速度为v，足球质量为m，不计空气阻力和足球的大小，则该队员对足球做的功为 （ ）A. B.mgh+ C.mgh D. -mgh【答案】B4.如图所示，ABCD是一个盆形容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC是水平的，其长度d=0.50 m.盆边缘的高度为h=0.30 m.已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为=0.10.在A处一个质量为m的小物块从静止下滑，在盆内来回滑动，最后停下来，则静止地点到B的距离为 （ ）A.0.50 m B.0.25 m C.0.10 m D.0【解析】

3、设物块在BC上运动的路程为x，由动能定理知：mgx=mgh.则x= m= 3 m.因为d=0.5 m，则=6.故物块停在B点.【答案】D5.如图所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O点，O与O点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则 （ ）A.两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等B.两球到达各自悬点的正下方时，A球动能较大C.两球到达各自悬点的正下方时，B球动能较大D.两球到达各自悬点的正下方时，A球受到向上的拉力较大【解

4、析】整个过程中两球减少的重力势能相等，A球减少的重力势能完全转化为A球的动能，B球减少的重力势能转化为B球的动能和弹簧的弹性势能，所以A球的动能大于B球的动能，所以B正确；在O点正下方位置根据牛顿第二定律，小球所受拉力与重力的合力提供向心力，则A球受到的拉力较大，所以D正确.【答案】B、D6.从地面上将一小球竖直上抛，经一定时间小球回到抛出点.若小球运动过程中所受的空气阻力大小不变，关于小球上升过程和下降过程有关说法正确的是（ ）A回到抛出点时的速度大小与抛出时的速度大小相等B上升过程重力和阻力均做负功，下降过程重力做正功，阻力做负功C上升时间大于下降时间，上升损失的机械能小于下降损失的机械能

5、D上升时间小于下降时间，上升损失的机械能等于下降损失的机械能【解析】由于受空气阻力作用，小球在运动过程中，要克服阻力做功，因此落回到抛出点时的速度小于抛出时的速度，故A项错误；上升过程中，重力和空气阻力方向向下，对小球均做负功；下降过程中，重力方向向下，对小球做正功，空气阻力方向向上，对小球做负功，故B项正确；上升过程的加速度a1=,下降过程中的加速度a2=,所以a1>a2，考虑上升的逆过程，所以上升时间小于下降时间，而空气阻力和运动路程大小都相等，所以损失的机械能相等，故C项错误，D项正确.【答案】B、D7.在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项.质量为m的跳水运动员进入水中后受

6、到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为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FhB.他的重力势能增加了mghC.他的机械能减少了（F-mg）hD.他的机械能减少了Fh【解析】由动能定理，Ek=mgh-Fh,动能减少了Fh-mgh,A错误；他的重力势能减少了mgh,B错误；他的机械能减少了E=Ek+Ep=Fh-mgh+mgh=Fh,C错误，D正确.【答案】D8.如图所示，一个滑雪运动员从左侧斜坡距离坡底8 m处自由滑下，当下滑到距离坡底x1处时，动能和势能相等（以坡底为参考平面）；到坡底后运动员又靠惯性冲上斜坡（不计经过坡

7、底时的机械能损失），当上滑到距离坡底x2处时，运动员的动能和势能又相等，上滑的最大距离为4 m.关于这个过程，下列说法中正确的是（ ）A.摩擦力对运动员所做的功等于运动员动能的变化B.重力和摩擦力对运动员所做的总功等于运动员动能的变化C.x1>4 m,x2>2 mD.x1>4 m,x2<2 m【解析】根据动能定理可知，合外力对运动员做的功等于运动员动能的增量，故B正确，A错误；在下滑过程中，由能量守恒定律得：mgx1sin=mgx1sin×2+Q>2mgx1sin,所以x下>2x1,即x1<x下/2=8/2 m=4 m；在上滑过程中，由能量守

8、恒定律得：=mgs2sin×2+Q前=mgx上sin+Q总，因为Q前<Q总，所以2mgx2sin>mgx上sin,故x2>x上/2=4/2 m=2 m,选项C、D错误.【答案】B二、非选择题(共60分)9(12分)如图所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止人与雪橇的总质量为70 kg.表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：(1)人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少？(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小(g10 m/s2)位置ABC速度/2.012.00时刻/s0410【解析】（1）从A到B的

9、过程中，人与雪橇损失的机械能为E=mgh+-=70×10×20 J+×70×2.02 J-×70×12.02 J=9 100 J.(2)人与雪橇在BC段做减速运动的加速度a= m/s2=-2 m/s2.根据牛顿第二定律=ma=70×(-2)N=-140 N.即在BC面所受阻力的大小为140 N.【答案】（1）9 100 J （2）140 N10（15分）小物块A的质量为m,物块与坡道间的动摩擦因数为,水平面光滑；坡道顶端距水平面高度为h，倾角为;物块从坡道进入水平滑道时，在底端O点处无机械能损失，重力加速度为g.将轻弹簧的一

10、端连接在水平滑道M处并固定在墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O点，如图所示.物块A从坡顶由静止滑下，求：（1）物块滑到O点时的速度大小；（2）弹簧为最大压缩量d时的弹性势能；（3）物块A被弹回到坡道上升的最大高度.【解析】(1)由动能定理得mgh-mghcot=，得.(2)在水平滑道上由能量守恒定律得=Ep，解得Ep=mgh-mghcot.（3）设物块A能够上升的最大高度为h1,物块A被弹回过程中由能量守恒定律得Ep=mgh1cot+mgh1，解得h1=.【答案】(1) (2)mgh-mghcot (3) 11（15分）如图所示，传送带与水平面之间的夹角为=30°,其上A、B两点间的

11、距离为l=5 m,传送带在电动机的带动下以v=1 m/s的速度匀速运动，现将一质量为m=10 kg的小物体（可视为质点）轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数=/2,在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：（1）传送带对小物体做的功.（2）电动机做的功（g取10 m/s2).【解析】（1）根据牛顿第二定律mgcos-mgsin=ma知，物块上升加速度为a=g=2.5 m/s2,当物块的速度为v=1 m/s,位移是l=0.2 m，即物块将以v=1 m/s的速度完成4.8 m的路程，由动能关系得：W=Ek+Ep=255 J.(2)电动机做功使小物体机械能增加，同时小物体与传送

12、带间因摩擦产生热量Q，而由v=at得t=0.4 s，相对位移l=vt-=0.2 m,摩擦生热Q=mglcos=15 J,故电动机做的功为W电=W+Q=270 J.【答案】（1）255 J（2）270 J12.（18分）如图所示，AB为半径R=0.8 m的1/4光滑圆弧轨道，下端B恰与小车右端平滑对接.小车质量M=3 kg,车长L=2.06 m,车上表面距地面的高度h=0.2 m.现有一质量m=1 kg的滑块，由轨道顶端无初速释放，滑到B端后冲上小车.已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数=0.3,当车运行了15 s时，小车被地面装置锁定（取g=10 m/s2），试求：（1）滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；（2）车被锁定时，车右端距轨道B端的距离