赢在高三物理一轮配套练习54

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第四节功能关系能量守恒定律随堂演练巩固1.将小球竖直上抛，经一段时间落回抛出点,若小球所受的空气阻力与速度成正比，对其上升过程和下降过程损失的机械能进行比较，下列说法中正确的是()A.上升损失的机械能大于下降损失的机械能B.上升损失的机械能小于下降损失的机械能C.上升损失的机械能等于下降损失的机械能D.无法比较【解析】由于空气阻力做负功,机械能不断损失,上升过程经过同一位置的速度比下降过程经过该位置的速度大,又因小球所受的空气阻力与速度成正比，因此上升过程受的空气阻力较大,故上升损失的机械能大于下降损失的机械能，选A.【答案】A2.如图所示,小球从A点以初速度沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回A,C为AB的中点。下列说法中正确的是(）A。小球从A出发到返回到A的过程中，位移为零,合外力做功为零B。小球从A到C过程与从C到B过程，减少的动能相等C.小球从A到B过程与从B到A过程,损失的机械能相等D.小球从A到C过程与从C到B过程，速度的变化量相等【解析】小球从A出发到返回到A的过程中,位移为零,重力做功为零，支持力不做功,摩擦力做负功，所以A选项错误;从A到B的过程与从B到A的过程中，位移大小相等,方向相反,损失的机械能等于克服摩擦力做的功，所以C选项正确;小球从A到C过程与从C到B过程，位移相等,合外力也相等，方向与运动方向相反,所以合外力做负功，减少的动能相等，因此B选项正确;小球从A到C过程与从C到B过程中，减少的动能相等,而动能的大小与质量成正比,与速度的平方成正比，所以D选项错误.【答案】BC3.质量为m的小球被系在轻绳的一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用.设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰好能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为…()A。 B。 C. D。mgR【解析】设小球在圆周最低点和最高点时速度分别为和则①②设经过半个圆周的过程中,小球克服空气阻力所做的功为W,则由动能定理得③由①

③式得.【答案】C4.如图所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块（可视为质点)由静止开始下滑,经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接,物块最终滑至c点停止.若圆弧轨道半径为R，物块与水平面间的动摩擦因数为下列说法正确的是()A.物块滑到b点时的速度为B.物块滑到b点时对b点的压力是4mgC.c点与b点的距离为D。整个过程中物块机械能损失了mgR【解析】物块滑到b点时有得A不正确;在b点有得=3mg,B错误；从a点到c点，机械能损失了mgR，D正确；对全程由动能定理有得C正确.【答案】CD5。一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离.假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法正确的是(）A.蹦极绳张紧后的下落过程中,运动员的动能始终减小B。蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功,弹性势能增加C。蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D。蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关【解析】蹦极绳张紧后的下落过程中,开始重力大于弹力,所以运动员还要加速，当弹力等于重力后,弹力大于重力，运动开始减速,A项错误。蹦极绳张紧后的下落过程中,弹性力做负功，弹性势能增加，B项正确.蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹性力做功,所以机械能守恒，C项正确.重力势能的改变与重力势能零点选取无关,D项错误。【答案】BC6.如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h,质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端恰位于滑道的末端O点。已知在OM段,物块A与水平面间的动摩擦因数均为其余各处的摩擦不计,重力加速度为g,求：(1)物块滑到O点时的速度大小；（2)弹簧达到最大压缩量d时的弹性势能（设弹簧处于原长时弹性势能为零）；(3)若物块A能够被弹回到坡道上,则它能够上升的最大高度是多少?【解析】(1)由机械能守恒定律得解得.(2)在水平滑道上物块A克服摩擦力所做的功为由能量守恒定律得以上各式联立求解得.（3）物块A被弹回的过程中，克服摩擦力所做的功仍为由能量守恒定律得mgh′=解得物块A能够上升的最大高度为h′.【答案】7.如图所示为某娱乐场的滑道示意图，其中AB为曲面滑道，BC为水平滑道，水平滑道BC与半径为1。6m的圆弧滑道CD相切，DE为放在水平地面上的海绵垫.某人从坡顶滑下,经过高度差为20m的A点和B点时的速度分别为2m/s和12m/s，在C点做平抛运动，最后落在海绵垫上的E点。人的质量为70kg，在BC段的动摩擦因数为0。2，g取10m/s。求:（1）从A到B的过程中，人克服阻力做的功是多少？(2)为保证在C点做平抛运动,BC的最大值是多少？（3）若BC取得最大值，则DE的长至少是多少？【解析】(1）由动能定理:得:100J。(2)BC段加速度为:m/s设在C点的最小速度为,由得BC的最大值为（3）平抛运动的时间.566s.BC取最大长度，对应平抛运动的初速度为=4m/s,平抛运动的水平位移为t=2.26m，DE的长为。26m-1.6m=0。66m.【答案】（1)9100J（2)32m（3)0.66m8。(☆选做题)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛，比赛路径如图所示，赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点，并能越过壕沟.已知赛车质量m=0.1rmkg,通电后以额定功率P=1。5W工作，进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不计.图中L=10.00m，R=0。32m,h=1.25m，s=1。50m.问：要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间?(取g=10m/s【解析】设赛车越过壕沟需要的最小速度为由平抛运动的规律解得m/s。设赛车恰好越过圆轨道，对应圆轨道最高点的速度为最低点的速度为由牛顿运动定律及机械能守恒定律得解得m/s通过分析比较,赛车要完成比赛,在进入圆轨道前的速度最小应该是m/s设电动机工作时间至少为t,根据功能原理。由此可得t=2.53s.【答案】2。53s课后作业夯基(A卷）(时间:45分钟必做题满分:100分选做题：10分)一、不定项选择题（本题共8小题，每小题8分，共64分.选对但不全的得5分）1。游乐场中的一种滑梯如图所示.小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则…（)A。下滑过程中支持力对小朋友做功B。下滑过程中小朋友的重力势能增加C.整个运动过程中小朋友的机械能守恒D.在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功【解析】在滑动的过程中,人受三个力，重力做正功，重力势能减少,B错;支持力不做功,摩擦力做负功，所以机械能不守恒，A、C皆错，D正确。【答案】D2。两个质量不同的物体与水平面之间的动摩擦因数相同,它们以相同的初动能开始沿水平面滑动,以下说法中正确的是（)A.质量小的物体滑行的距离较长B。质量大的物体滑行的距离较长C.在整个滑动过程中,两物体克服摩擦阻力做功一样多D。在整个滑动过程中，两物体的机械能都守恒【解析】由动能定理即克服阻力做的功等于物体的初动能，与物体的质量无关,C正确；物体动能减少，机械能减少,D不正确;质量大的物体滑行距离小，B不正确，A正确。【答案】AC3。(2012湖南嘉禾一中高三摸底考试）据报导:我国一家厂商制作了一种特殊的手机，在电能耗尽时,摇晃手机，即可产生电能维持通话，摇晃手机的过程是将机械能转化为电能,如果将该手机摇晃一次,相当于将100g的重物举高20mcm，若每秒摇两次,则摇晃手机的平均功率为(g取10m/s（）A.0.04W B.0.4W C。4W D。40W【解析】将该手机摇晃一次做的功为.0.2J=0.2J,每秒摇两次，摇晃手机的平均功率为0.4W。【答案】B4.图中ABCD是一条长轨道,其中AB段是倾角为的斜面，CD段是水平的,BC是与AB和CD都相切的一小段圆弧，其长度可以略去不计.一质量为m的小滑块在A点从静止状态释放沿轨道滑下,最后停在D点.A点和D点的位置如图所示.现用一沿着轨道方向的力推滑块，使它缓慢地由D点推回到A点时停下,设滑块与轨道间的摩擦系数为则推力对滑块做的功等于()A。mgh B.2mghC. D.cot【解析】由A至D过程由能量关系：由D至A过程由能量关系:由二式得:W=2mgh，选B。【答案】B5.如图所示,跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型:运动员从高处落到处于自然状态的跳板(A位置)上,随跳板一同向下运动到最低点（B位置）。对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程，下列说法中正确的是（）A。运动员到达最低点时，其所受外力的合力为零B.在这个过程中，运动员的动能一直在减小C。在这个过程中,跳板的弹性势能一直在增加D。在这个过程中,运动员所受重力对她做的功小于跳板的作用力对她做的功【解析】运动员与跳板接触至做加速度减小的加速运动，之后运动员开始减速,到最低点时速度减为零，此时运动员受向上的合外力,选项A错误;该过程运动员动能先增大后减小，选项B错误;至最低点，跳板形变量最大，弹性势能最大,选项mC正确；全程由动能定理得即选项D正确。【答案】CD6。如图所示,木板可绕固定的水平轴O转动,在木板从水平位置OA缓慢转到OB位置的过程中，木板上重为5N的物块始终相对于木板静止,物块克服重力做功4J.用N表示木板对物块的支持力，f表示木板对物块的摩擦力,则()A.物块被抬高了0。8mB。N对物块做功4J，f对物块不做功C.N对物块不做功,f对物块做功4JD。N和f对物块所做功的代数和为0【解析】物体克服重力做功4J即mgh=4J，得h=0.8m,选项A正确；f的方向为沿木板向上，始终与物体的速度方向垂直，因而不做功.根据动能定理知又得J，选项B正确;J,选项C、D错误。【答案】AB7。如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定于O点处，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变,由静止释放小球，它运动到O点正下方B点的速度为v，与A点的竖直高度差为h,则(）A。由A至B重力做功为mghB.由A至B重力势能减少C。由A至B小球克服弹力做功为mghD。小球到达位置B时弹簧的弹性势能为【解析】从A到B的过程中小球受到重力做正功mgh，A对;弹簧弹力做负功-W,动能增加,重力势能减小mgh,弹性势能增加，由动能定理知-W+mgh=可得即重力势能减小量大于B错;W<mgh，C错；弹簧弹性势能=W=mgh-，D对。【答案】AD8。如图所示,一个质量为m的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道上端边缘由静止下滑，当滑到半球底部时,半圆轨道底部所受压力为铁块重力的1。8倍,则此下滑过程中铁块损失的机械能为（）A.0。2mgR B。0。4mgRC。0。6mgR D。0。8mgR【解析】由知,由功能关系：.8Rg=0.6mgR.故C项正确.【答案】C二、论述计算题（本题共2小题,共36分）9.（16分)某人在距离地面高25m处,斜向上方抛出一个质量为100g的小球,小球出手时的速度为m/s。落地时的速度为m/s.（取g=10m/s试求:(1）人抛出小球时做了多少功？(2)若小球落地后不反弹，则小球在飞行过程中克服空气阻力做的功。(3)若小球撞地后会继续反弹，但与地相撞没有机械能损失,且小球所受空气阻力大小恒为0。5N，则小球经过的总路程为多少？【解析】（1)据动能定理:人对球做的功等于球获得的动能..J=5J。(4分）（2)据动能定理:(3分）.J。J.J=10J。(3分）（3)小球最终停在地面上，据动能定理:(3分)m=60m。（3分)【答案】（1)5J(2）10J（3）60m10.(20分）山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。一滑雪坡由AB和BC组成，AB是倾角为37的斜坡，BC是半径为R=5m的圆弧面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面相切于C,如图所示，AB竖直高度差。8m，竖直台阶CD高度差为m,台阶底端与倾角为37斜坡DE相连。运动员连同滑雪装备总质量为80kg,从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE上（不计空气阻力和轨道的摩擦阻力，g取10m/,sin37=0.6，cos37=0.8)。求:（1)运动员到达C点的速度大小；(2)运动员经过C点时轨道受到的压力大小;(3)运动员在空中飞行的时间.【解析】过程,由动能定理得：R）=（3分)R=R（1—cos37）(2分）所以m/s.(1分）（2)在C点,由牛顿第二定律有：(3分)所以936N(2分)由牛顿第三定律知,运动员在C点时轨道受到的压力大小为3936N.（2分)(3)设在空中飞行时间为t，则有:tan37（4分)所以t=2。5s(t=-0。4s舍去）.(3分)【答案】（1）14m/s(2）3936N（3）2。5s三、选做题11。（2012江苏南通月考）风洞实验室可产生水平方向的、大小可调节的风力.在风洞中有一固定的支撑架ABC，该支撑架的上表面光滑,是一半径为R的1/4圆弧面，如图所示，圆弧面的圆心在O点,O离地面高为2R,地面上的D处有一竖直的小洞,离O点的水平距离为。现将质量分别为和的两小球用一不可伸长的轻绳连接按图中所示的方式置于圆弧面上,球放在与圆心O在同一水平面上的A点,球竖直下垂.(1)在无风情况下，若将两球由静止释放（不计一切摩擦）,小球沿圆弧面向上滑行,恰好到最高点C与圆弧面脱离,则两球的质量比∶是多少?（2)让风洞实验室内产生的风迎面吹来,释放两小球使它们运动,当小球滑至圆弧面的最高点C时轻绳突然断裂,通过调节水平风力F的大小,使小球恰能与洞壁无接触地落入小洞D的底部,此时小球经过C点时的速度是多少?水平风力F的大小是多少(小球的质量已知)?【解析】(1）对此过程应用机械能守恒（3分）当到C点时:（1分)解得.（1分)（2)设小球的速度为风力为F，从C运动到D的时间：(1分）在水平方向：(1分)(1分）则(1分）.（1分)【答案】课后作业夯基(B卷）(时间：45分钟必做题满分：100分选做题：10分)一、不定项选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分。选对但不全的得5分)1.在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块，抛出时的速度为当它落到地面时速度为v，用g表示重力加速度,则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于(）A。B.C.D。【解析】由动能定理得:所以在此过程中物块克服空气阻力所做的功选C.【答案】C2。（2012浙江杭州月考)如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧开始处于原长h.现让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零,则在圆环下滑过程中()A.圆环机械能守恒B.弹簧的弹性势能变化了mghC。弹簧的弹性势能先增大后减小再增大D.当弹簧的弹性势能最大时,圆环动能最大【答案】BC3。如图所示,电梯的质量为M，其天花板上通过一轻质弹簧悬挂一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动,当上升高度为H时，电梯的速度达到v,则在这段运动过程中，以下说法正确的是…（)A.轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于B.钢索的拉力所做的功等于C.轻质弹簧对物体的拉力所做的功大于D.钢索的拉力所做的功等于【解析】轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于物体增加的动能和重力势能,大于选项A错误,C正确;钢索的拉力所做的功等于电梯和物体增加的动能和重力势能，选项B错误；由于电梯竖直向上做加速运动，弹簧长度增大,电梯上升高度为H时,物体上升高度小于H,钢索的拉力所做的功小于（m+M）gH，选项D错误。【答案】C4。如图所示，有三个斜面1、2、3，斜面1与2底边相同，斜面2和3高度相同,同一物体与三个斜面的动摩擦因数相同,当他们分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端时，下列说法正确的是（)A。三种情况下物体损失的机械能B.三种情况下摩擦产生的热量C.到达底端的速度D。运动的时间【解析】斜面上摩擦力做的功等效为斜面1、2的水平位移相同，故产生热量和损失机械能相同,A错；斜面2的水平位移小于3的水平位移，故从斜面3下滑时产生热量较多，B对;斜面1、2比较，物体损失能量相同,但物体从斜面1下滑时重力势能较大，到底端时速率较大,斜面2和3比较，物体从斜面3下滑损失能量较多,初始重力势能相同，故从斜面3下滑到底端时速率最小，C错；由于动摩擦因数和斜面1、2的倾角关系未知，无法确定和但显然小于D错.【答案】B5。如图所示，ABCD是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,BC为水平的，其距离d=0.5m，盆边缘的高度为h=0。30.在A处放一质量为m的小物块，并让其从静止开始下滑，已知盆内壁是光滑的,而盆底BC面和小物块的动摩擦因数为0。10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B的距离为(）A。0.50m B.0.25m C。0。10m D.0【解析】小物块从静止到停下的过程,由能量关系得：得：m=6d，则停的地点就是B点,选D.【答案】D6。如图所示为用同样材料制成的一个轨道,AB段为1/4圆弧，半径为R,水平的BC段长为R,一小物体质量为m,与轨道间的动摩擦因数为当它从轨道顶端A由静止下滑时恰好运动到C点静止,那么物体在AB段克服摩擦力做的功为(）A。 B。C./2 D。mgR/2【解析】在AB段摩擦力是变力，不能直接用功的表达式求解，由功能关系从A到C重力势能转化为内能,即所以AB段克服摩擦力做功为B选项正确.【答案】B7。滑块以速率靠惯性沿固定斜面由底端向上运动,当它回到出发点时速度变为且若滑块向上运动的位移中点为A，取斜面底端重力势能为零,则（）A.上升时机械能减小,下降时机械能增大B.上升时机械能增大,下降时机械能减小C.上升过程中动能和势能相等的位置在A点上方D。上升过程中动能和势能相等的位置在A点下方【解析】上升和下降过程都有摩擦力,机械能均减小,A、B均错；设上升到h时动能和势能相等，由能量关系：由二式得选C.【答案】C8。如图所示，已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同。DO是水平面，初速度为的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零。如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零，则物体具有的初速度（）A.大于 B.等于C.小于 D。取决于斜面的倾角【解析】由能量关系：cos从该式看出来与斜面的倾角无关，所以选B。【答案】B二、论述计算题（本题共2小题,共36分)9。(18分）如图所示,倾角为37的粗糙斜面的底端有一质量m=1kg的凹形小滑块,小滑块与斜面间的动摩擦因数0。25。现小滑块以某一初速度v从斜面底端上滑,同时在斜面底端正上方有一小球以水平抛出，经过0.4s，小球恰好垂直斜面方向落入凹槽,此时,小滑块还在上滑过程中.(已知sin37=0.6，cos37=0。8)，g取10m/,求:（1)小球水平抛出的速度;(2)小滑块的初速度v；（3)0.4s内小滑块损失的机械能E.【解析】（1)设小球落入凹槽时竖直速度为。4m/s=4m/s(2分)tan37=3m/s.（2分）（2)小球落入凹槽时的水平位移。4m=1.2m(2分)则滑块的位移为m=1。5m(2分）a=gsin37cos37=8m/s(2分）根据公式（2分)得v=5。35m/s.(2分)(3）cos37s(2分）E=3J.(2分）【答案】（1)3m/s（2）5.35m/s（3)3J10.（18分)如图所示,在距水平地面高为0.4m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕