2022高考物理调研大一轮复习(课件+精练)课时作业19.DOC

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1、 课时作业课时作业 19 功能关系功能关系 能量守恒定律能量守恒定律 时间：时间：45 分钟分钟 1如图所示，水平传送带以如图所示，水平传送带以 v2 m/s 的速率匀速运行，上方漏的速率匀速运行，上方漏斗每秒将斗每秒将 40 kg 的煤粉竖直放到传送带上，然后一起随传送带匀速运的煤粉竖直放到传送带上，然后一起随传送带匀速运动如果要使传送带保持原来的速率匀速运行，则电动机应增加的功动如果要使传送带保持原来的速率匀速运行，则电动机应增加的功率为率为( B ) A80 W B160 W C400 W D800 W 解析：解析：由功能关系，电动机增加的功率用于使单位时间内落在传由功能关系，电动机增加

2、的功率用于使单位时间内落在传送带上的煤粉获得的动能以及煤粉相对传送带滑动过程中产生的热送带上的煤粉获得的动能以及煤粉相对传送带滑动过程中产生的热量，所以量，所以 P12mv2Q，传送带做匀速运动，而煤粉相对地面做匀加，传送带做匀速运动，而煤粉相对地面做匀加速运动过程中的平均速度为传送带速度的一半，所以煤粉相对传送带速运动过程中的平均速度为传送带速度的一半，所以煤粉相对传送带的位移等于相对地面的位移，故的位移等于相对地面的位移，故 Qfxfx12mv2，解得，解得 P160 W，B 项正确项正确 2(多选多选)如图，楔形木块如图，楔形木块 abc 固定在水平面上，粗糙斜面固定在水平面上，粗糙斜面

3、 ab 和和光滑斜面光滑斜面 bc 与水平面的夹角相同，顶角与水平面的夹角相同，顶角 b 处安装一定滑轮质量分处安装一定滑轮质量分别为别为 M、m(Mm)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动若不计绳与斜面平行两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中( CD ) A两滑块组成的系统机械能守恒两滑块组成的系统机械能守恒 B重力对重力对 M 做的功等于做的功等于 M 动能的增加量动能的增加量 C轻绳对轻绳对

4、m 做的功等于做的功等于 m 机械能的增加量机械能的增加量 D两滑块组成的系统的机械能损失等于两滑块组成的系统的机械能损失等于 M 克服摩擦力做的功克服摩擦力做的功 解析：解析：由于斜面由于斜面 ab 粗糙，故两滑块组成的系统机械能不守恒，粗糙，故两滑块组成的系统机械能不守恒，故故 A 错误；由动能错误；由动能定理得，重力、拉力、摩擦力对定理得，重力、拉力、摩擦力对 M 做的总功等于做的总功等于M 动能的增加量，故动能的增加量，故 B 错误；除重力、弹力以外的力做功，将导致机错误；除重力、弹力以外的力做功，将导致机械能变化，故械能变化，故 C 正确；除重力、弹力以外，摩擦力做负功，机械能有正确

5、；除重力、弹力以外，摩擦力做负功，机械能有损失，故损失，故 D 正确正确 3如图所示，一水平轻弹簧左端固定在墙上，质量为如图所示，一水平轻弹簧左端固定在墙上，质量为 m 的小物的小物块块(视为质点视为质点)在水平面上从在水平面上从 A 点以初速度点以初速度 v0向左运动， 接触弹簧后运向左运动， 接触弹簧后运动到动到 C 点时速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内点时速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内A、C 两点间距两点间距离为离为 L，物块与水平面间的动摩擦因数为，物块与水平面间的动摩擦因数为 ，重力加速度为，重力加速度为 g，则物，则物块由块由 A 点运动到点运动到 C 点的过程中，下列说法正

6、确的是点的过程中，下列说法正确的是( D ) A弹簧和物块组成的系统机械能守恒弹簧和物块组成的系统机械能守恒 B物块克服摩擦力做的功为物块克服摩擦力做的功为12mv20 C弹簧的弹性势能增加量为弹簧的弹性势能增加量为 mgL D物块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生的热量物块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生的热量之和之和 解析：解析：由于摩擦力做负功，根据功能关系知系统机械能减小，选由于摩擦力做负功，根据功能关系知系统机械能减小，选 项项 A 错误；由功能关系知，物块由错误；由功能关系知，物块由 A 点运动到点运动到 C 点的过程，初动能点的过程，初动能转化为弹簧弹性势能和内

7、能，选项转化为弹簧弹性势能和内能，选项 D 正确；根据能的转化和守恒定律正确；根据能的转化和守恒定律知，弹簧的弹性势能增加量为知，弹簧的弹性势能增加量为 Ep弹弹12mv20mgL，选项，选项 C 错误；物错误；物块克服摩擦力做的功块克服摩擦力做的功 WfmgLEk2，Ep1Ep2 BEk1Ek2，Ep1Ep2 CWG1WG2，W1W2 解析：解析：结合题意可知，物块先后两次经过斜面上结合题意可知，物块先后两次经过斜面上 A 点时摩擦力做点时摩擦力做功不相功不相等，动能不相等，等，动能不相等，Ek1Ek2，上升的高度与下降的高度相同，所，上升的高度与下降的高度相同，所以物块上升过程中克服重力做

8、的功等于下降过程中重力做的功，重力以物块上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功，重力做功为零，做功为零，Ep1Ep2，故，故 A 正确，正确，B 错误；重力做功只与初末高度差错误；重力做功只与初末高度差有关，有关，WG1WG2；合外力做功等于动能的变化量，物块第一次经过；合外力做功等于动能的变化量，物块第一次经过 A点时的动能大，故动能的变化量小，点时的动能大，故动能的变化量小，W1W2，故，故 C 正确，正确，D 错误错误 6 (多选多选)如图甲所示， 物体以一定的初速度从倾角如图甲所示， 物体以一定的初速度从倾角 37 的斜面的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为底端沿斜面向

9、上运动，上升的最大高度为 3.0 m选择斜面底端为参选择斜面底端为参考平面，上升过程中，物体的机械能考平面，上升过程中，物体的机械能 E 随高度随高度 h 的变化关系如图乙所的变化关系如图乙所示示g 取取 10 m/s2，sin37 0.6，cos37 0.8.则则( BD ) A物体的质量物体的质量 m0.67 kg B物体与斜面之间的动摩擦因数物体与斜面之间的动摩擦因数 0.5 C物体上升过程中的加速度大小物体上升过程中的加速度大小 a1 m/s2 D物体回到斜面底端时的动能物体回到斜面底端时的动能 Ek10 J 解析：解析：在最高点，速度为零，所以动能为零，即物体在最高点的在最高点，速度

10、为零，所以动能为零，即物体在最高点的机械能等于重力势能，所以有机械能等于重力势能，所以有 EEp0mgh，所以物体质量为，所以物体质量为 mEgh30103 kg1 kg，A 错误；在最低点时，重力势能为零，故物错误；在最低点时，重力势能为零，故物体的机械能等于其动能，物体上升过程中只有重力、摩擦力做功，故体的机械能等于其动能，物体上升过程中只有重力、摩擦力做功，故由动能定理可得由动能定理可得mgcos37hsin37mghEk，解得，解得 0.5，B 正正确；物体上升过程中沿斜面方向受到的合外力为确；物体上升过程中沿斜面方向受到的合外力为 Fmgsinmgcos10 N，故物体上升过程中的加

11、速度大小为，故物体上升过程中的加速度大小为 aFm10 m/s2，C 错误；物体上升过程和下滑过程所受摩擦力大小不变，方向相反，错误；物体上升过程和下滑过程所受摩擦力大小不变，方向相反，所以，上升过程和下滑过程克服摩擦力做的功相同；物体所以，上升过程和下滑过程克服摩擦力做的功相同；物体上升过程中上升过程中克服摩擦力做的功等于机械能的减少量克服摩擦力做的功等于机械能的减少量 20 J，故物体从开始至回到斜，故物体从开始至回到斜面底端的整个过程克服摩擦力做的功为面底端的整个过程克服摩擦力做的功为 40 J；又由于物体整个运动过；又由于物体整个运动过程中重力、支持力做功为零，所以物体回到斜面底端时的

12、动能为程中重力、支持力做功为零，所以物体回到斜面底端时的动能为 50 J40 J10 J，D 正确正确 7如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的各部分均光滑，水如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的各部分均光滑，水平部分套有质量为平部分套有质量为mA3 kg的小球的小球A， 竖直部分套有质量为， 竖直部分套有质量为mB2 kg的小球的小球 B，A、B 之间用不可伸长的轻绳相连在水平外力之间用不可伸长的轻绳相连在水平外力 F 的作用的作用下，系统处于静止状态，且下，系统处于静止状态，且 OA3 m，OB4 m，重力加速度，重力加速度 g 取取10 m/s2. (1)求水平拉力求水平拉力 F 的大小和

13、水平杆对小球的大小和水平杆对小球 A 的弹力的弹力 FN的大小；的大小； (2)若改变水平力若改变水平力 F 大小，使小球大小，使小球 A 由静止开始，向右做加速度由静止开始，向右做加速度大小为大小为 4.5 m/s2的匀加速直线运动，求经过的匀加速直线运动，求经过23 s 拉力拉力 F 所做的功所做的功 解析：解析：(1)设静止时绳子与竖直方向夹角为设静止时绳子与竖直方向夹角为 ，则由已知条件可知，则由已知条件可知cos45，sin35 对对 B 进行分析可知：进行分析可知：FTcosmBg 解得：解得：FTmBcos25 N 对对 A 进行分析可知：进行分析可知：FFTsin15 N 对对

14、 A、B 整体进行分析：竖直方向整体进行分析：竖直方向 FN(mAmB)g50 N (2)经过经过 t23 s，小球，小球 A 向右的位移向右的位移 x12at21 m，此时绳子与水，此时绳子与水平方向夹角为平方向夹角为 小球小球 A 的速度为的速度为 vAat3 m/s A、B 两小球沿绳方向速度大小相等：两小球沿绳方向速度大小相等：vAcosvBsin 解得解得 vBvAtan4 m/s 由能量守恒知：由能量守恒知： WFEpEkmBgh12mAv2A12mBv2B49.5 J 答案：答案：(1)15 N 50 N (2)49.5 J 8(2019 济南调研济南调研)如图为某双线客运索道，

15、其索线由静止不动如图为某双线客运索道，其索线由静止不动的承载索和牵引缆车运动的牵引索组成运行过程中牵引索通过作用的承载索和牵引缆车运动的牵引索组成运行过程中牵引索通过作用力力 F 使缆车沿倾斜的承载索道斜向上加速移动，不计空气阻力，在缆使缆车沿倾斜的承载索道斜向上加速移动，不计空气阻力，在缆车向上移动过程中，下列说法正确的是车向上移动过程中，下列说法正确的是( D ) AF 对缆车做的功等于缆车增加的动能和克服摩擦力所做的功对缆车做的功等于缆车增加的动能和克服摩擦力所做的功之和之和 BF 对缆车做的功等于缆车克服摩擦力和克服重力所做的功之对缆车做的功等于缆车克服摩擦力和克服重力所做的功之和和

16、C缆车克服重力做的功小于缆车增加的重力势能缆车克服重力做的功小于缆车增加的重力势能 DF 对缆车做的功等于缆车增加的机械能与缆车克服摩擦力做对缆车做的功等于缆车增加的机械能与缆车克服摩擦力做的功之和的功之和 解析：解析：本题考查功能关系等知识有三个力对缆车做功，本题考查功能关系等知识有三个力对缆车做功，F 对缆对缆车做正功，摩擦力和重力对缆车做负功，三个力做的总功等于缆车动车做正功，摩擦力和重力对缆车做负功，三个力做的总功等于缆车动能的增量；能的增量；F 对缆车做的功等于缆车增加的动能和克服摩擦力、重力对缆车做的功等于缆车增加的动能和克服摩擦力、重力所做功之和，选项所做功之和，选项 AB 错误

17、；缆车克服重力做的错误；缆车克服重力做的功等于缆车增加的重功等于缆车增加的重力势能，选项力势能，选项 C 错误；错误；F 对缆车做的功和摩擦力对缆车做的功之和等对缆车做的功和摩擦力对缆车做的功之和等于缆车机械能的增量， 所以于缆车机械能的增量， 所以 F 对缆车做的功等于缆车机械能的增量和对缆车做的功等于缆车机械能的增量和克服摩擦力做功之和，选项克服摩擦力做功之和，选项 D 正确正确 9(2019 安徽黄山屯溪月考安徽黄山屯溪月考)如图所示，光滑斜面的倾角如图所示，光滑斜面的倾角 30 ，轻弹簧的劲度系数为轻弹簧的劲度系数为 k， 两端分别与物体， 两端分别与物体 M 和和 N 相连， 两物体

18、的质量相连， 两物体的质量均为均为 m， 与斜面垂直的固定挡板， 与斜面垂直的固定挡板 P 挡住挡住 N， 两物体均处于静止状态 现， 两物体均处于静止状态 现沿平行斜面向下方向施加外力沿平行斜面向下方向施加外力 F 压物体压物体 M，使得撤去，使得撤去外力外力 F 后，物后，物体体 N 能被弹簧拉起离开挡板能被弹簧拉起离开挡板(弹簧形变未超过其弹性限度弹簧形变未超过其弹性限度)，则外力，则外力 F至少要做的功是至少要做的功是( A ) A.m2g22k B.3m2g22k C.2m2g2k D.5m2g22k 解析：解析：本题考查功能关系当本题考查功能关系当 M 静止时，弹簧的压缩量为静止时

19、，弹簧的压缩量为 x1，以以 M 为研究对象，沿斜面方向有为研究对象，沿斜面方向有 mgsin30 kx1，解得，解得 x1mg2k，撤去外力撤去外力 F 后，物体后，物体 N 能被弹簧拉起离开挡板，此时弹簧的伸长量能被弹簧拉起离开挡板，此时弹簧的伸长量为为 x2，以，以 N 为研究对象，沿斜面方为研究对象，沿斜面方向有向有 mgsin30 kx2，解得，解得 x2mg2k，因为，因为 x1x2，整个过程中弹簧的弹性势能变化为零，整个，整个过程中弹簧的弹性势能变化为零，整个过程中过程中 N的重力势能不变， 物体的重力势能不变， 物体 M的重力势能增加为的重力势能增加为 Epmgsin30 lm

20、gsin30(x1x2)m2g22k，根据功能关系可知：外力，根据功能关系可知：外力 F 至少要做至少要做的功是的功是 WEpm2g22k，选项，选项 A 正确，正确，BCD 错误错误 10(2019 河南南阳模拟河南南阳模拟)如图所示，固定在竖直平面内的圆管形如图所示，固定在竖直平面内的圆管形轨道的外轨光滑， 内轨粗糙 一小球从轨道的最低点以初速度轨道的外轨光滑， 内轨粗糙 一小球从轨道的最低点以初速度 v0向向右右运动，球的直径略小于圆管的直径，球运动的轨道半径为运动，球的直径略小于圆管的直径，球运动的轨道半径为 R，空气阻，空气阻 力不计，重力加速度大小为力不计，重力加速度大小为 g，下

21、列说法一定正确的是，下列说法一定正确的是( B ) A若若 v02 gR，小球运动过程中机械能不可能守恒，小球运动过程中机械能不可能守恒 B若若 v03 gR，小球运动过程中机械能守恒，小球运动过程中机械能守恒 C若若 v0 5gR，小球不可能到达最高点，小球不可能到达最高点 D若若 v02 gR，小球恰好能到达最高点，小球恰好能到达最高点 解析：解析：若小球上升到与圆心等高处时速若小球上升到与圆心等高处时速度为零，此时小球只与外度为零，此时小球只与外轨作用，不受摩擦力，只有重力做功，由机械能守恒定律得轨作用，不受摩擦力，只有重力做功，由机械能守恒定律得12mv20mgR，解得，解得 v0 2

22、gR2 gR，故，故 A 错误；小球如果不挤压内轨，则错误；小球如果不挤压内轨，则小球到达最高点速度最小时，小球的重力提供向心力，由牛顿第二定小球到达最高点速度最小时，小球的重力提供向心力，由牛顿第二定律得律得 mgmv2R，由于小球不挤压内轨，则小球在整个运动过程中不受，由于小球不挤压内轨，则小球在整个运动过程中不受摩擦力作用，只有重力做功，从最低点到最高点过程中，由机械能守摩擦力作用，只有重力做功，从最低点到最高点过程中，由机械能守恒定律得恒定律得12mv2012mv2mg 2R，解得，解得 v0 5gR，则小球要不挤压内，则小球要不挤压内轨，速度应大于等于轨，速度应大于等于 5gR，故，

23、故 B 正确；若小球的速度正确；若小球的速度 v0mgcos4 N，所以物，所以物块相对传送带向下运动，物块受到的摩擦力沿斜面向上，设物块的加块相对传送带向下运动，物块受到的摩擦力沿斜面向上，设物块的加速度为速度为 a2，通过的位移为，通过的位移为 x2，由牛顿第二定律得，由牛顿第二定律得 mgsinmgcosma2，解得，解得 a22 m/s2，由匀变速直线运动规律得，由匀变速直线运动规律得，x2v0(tt1)12a2(tt1)211 m，则，则 Lx1x216 m，传送带与物，传送带与物块的相对位移大小块的相对位移大小 xv0t1x1x2v0(tt1)6 m， 整个过程产生的内能， 整个过

24、程产生的内能 Qmgcosx24 J， 选项， 选项 A 正确，正确， BC 错误； 摩擦力对物块做的功错误； 摩擦力对物块做的功 Wmgcos x1mgcos x224 J，选项，选项 D 错误错误 12 如图所示， 从 如图所示， 从 A 点以点以 v04 m/s 的水平速度抛出一质量的水平速度抛出一质量 m1 kg 的小物块的小物块(可视为质点可视为质点)，当物块运动至，当物块运动至 B 点时，恰好沿切线方向进点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道入光滑圆弧轨道 BC，经圆弧轨道，经圆弧轨道 BC 后滑上与后滑上与 C 点等高、静止在粗点等高、静止在粗 糙水平面的长木板上， 圆弧轨道糙水平

25、面的长木板上， 圆弧轨道 C 端切线水平 已知长木板的质量端切线水平 已知长木板的质量 M4 kg，A、B 两点两点距距 C 点的高度分别为点的高度分别为 H0.6 m、h0.15 m，R0.75 m，物块与长木板之间的动摩擦因数，物块与长木板之间的动摩擦因数 10.5，长木板与地面的动，长木板与地面的动摩擦因数摩擦因数 20.2，g 取取 10 m/s2，求：，求： (1)物块滑至物块滑至 C 点时，对圆弧轨道点时，对圆弧轨道 C 点的压力；点的压力； (2)长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？ 解析：解析：(1)设物块经过设物块经过

26、C 点的速度为点的速度为 vC，则对于，则对于 AC 过程，由动过程，由动能定理得能定理得 mgH12mv2C12mv20， 则有则有 vC v202gH 422100.6 m/s2 7 m/s 在在 C 点，有点，有 FNmgmv2CR 可得可得 FNm gv2CR1 10280.75 N47.3 N， 根据牛顿第三定， 根据牛顿第三定律得小物块滑至律得小物块滑至 C点时， 对圆弧轨道点时， 对圆弧轨道 C 点的压力大小点的压力大小 FNFN47.3 N，方向竖直向下；，方向竖直向下； (2)物块滑上长木板后所受的滑动摩擦力为物块滑上长木板后所受的滑动摩擦力为 f11mg0.5110 N5 N 物块对长木板的滑动摩擦力大小物块对长木板的滑动摩擦力大小 f1f15 N 地面对长木板的最大静摩擦力地面对长木板的最大静摩擦力 f22(mM)g0.2(14)10 N10 N 因因 f1f2，所以物块在长木板滑行时长木板相对于地面静止不，所以物块在长木板滑行时长木板相对于地面静止不动动 设长木板长至少为设长木板长至少为 L 时，才能保证小物块不滑出长木板根据动时，才能保证小物块不滑出长木板根据动 能定理得能定理得1mgL012mv2C 可得可得 Lv2C21g2820.510 m2.8 m 答案：答案：(1)47.3 N，竖直向下，竖直向下 (2)长至少为长至少为 2.8 m