高考物理总复习 配餐作业17 功能关系 能量守恒定律-人教版高三全册物理试题.doc

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1、(十七)功能关系能量守恒定律A组基础巩固题1.(2016四川卷)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J。韩晓鹏在此过程中()A动能增加了1 900 JB动能增加了2 000 JC重力势能减小了1 900 JD重力势能减小了2 000 J解析根据动能定理，物体动能的增量等于物体所受所有力做功的代数和，即增加的动能为EkWGWf1 900 J100 J1 800 J，A、B项错误；重力做功与重力势能改变量的关系为WGEp，即重力势能减少了1 900 J，C项正确，D项

2、错误。答案C2(2017襄阳联考)用恒力F竖直向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度。若该过程空气阻力不能忽略，则下列说法正确的是()A力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量B重力所做的功等于物体重力势能的增量C力F做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量D力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量解析在物体向上运动的过程中，恒力F、重力、空气阻力做功，根据动能定理可知，三力做的功之和等于物体的动能增量，所以A错误；克服重力做的功等于物体重力势能的增量，所以B错误；除重力外的其它力做的功之和等于物体机械能的增加量，所以C正确、D错误。答案C3.(2017西安模拟)

3、一个质量为m的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的1.5倍，则此过程中铁块损失的机械能为()A.mgR B.mgRC.mgR D.mgR解析在半圆底部，由牛顿第二定律，1.5mgmg，解得v20.5gR。由功能关系可得此过程中铁块损失的机械能为EmgRmv20.75mgR，选项D正确。答案D4.(2017潍坊模拟)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，B、C在水平线上，其距离d0.50 m。盆边缘的高度为h0.30 m。在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑。已知盆内侧壁是光滑的，而盆底B

4、C面与小物块间的动摩擦因数为0.10。小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的位置到B的距离为()A0.50 m B0.25 mC0.10 m D0解析设小物块在盆内水平面上来回运动的总路程为x，由能量守恒定律可得：mghmgx，解得x3.0 m6d，故小物块最终停在B点，D正确。答案D5.(2017安庆模拟)如图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v向右匀速运动，现将质量为m的物体竖直向下轻轻地放置在木板上的右端，已知物体m和木板之间的动摩擦因数为，为保持木板的速度不变，从物体m放到木板上到它相对木板静止的过程中，须对木板施一水平向右的作用力F，那么力F对木板做功的数值为()A. B

5、.Cmv2 D2mv2解析由能量转化和守恒定律可知，拉力F对木板所做的功W一部分转化为物体m的动能，一部分转化为系统内能，故Wmv2mgs相，s相vtt，vgt，以上三式联立可得：Wmv2，故C正确。答案C6.如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块()A速率的变化量不同B机械能的变化量不同C重力势能的变化量相同D重力做功的平均功率相同解析由题意根据力的平衡有mAgmBgsin，所以mAmBsin。根据机械能守恒定律mghmv

6、2，得v，所以两物块落地速率相等，选项A错；因为两物块的机械能守恒，所以两物块的机械能变化量都为零，选项B错误；根据重力做功与重力势能变化的关系，重力势能的变化为EpWGmgh，选项C错误；因为A、B两物块都做匀变速运动，所以A重力的平均功率为AmAg，B的平均功率BmBgsin，因为mAmBsin ，所以AB，选项D正确。答案D7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产生的热量Q，滑块动能Ek、势能Ep、机械能E随时间t、位移x关系的是()解析根据

7、滑块与斜面间的动摩擦因数tan可知，滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的分力。施加一沿斜面向上的恒力Fmgsin，物体机械能保持不变，重力势能随位移x均匀增大，选项C正确，D错误。产生的热量QFfx，随位移均匀增大，滑块动能Ek随位移x均匀减小，选项A、B错误。答案C8.(多选)如图所示，足够长的传送带与水平方向的倾角为，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m。开始时，a、b及传送带均静止，且a不受传送带摩擦力作用，现让传送带逆时针匀速转动，则在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中()A物块a的重力势能减少mghB摩擦力对a做的功等于a机械能的增量C摩擦力对a做的功等于物

8、块a、b动能增量之和D任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率大小相等解析因为开始时，a、b及传送带均静止，且a不受传送带摩擦力作用，说明b的重力等于a沿斜面方向的分量，即mgmagsin；当物块b上升h后，物块a沿斜面下滑的距离为h，故a下降的高度为hsin，所以物块a的重力势能减少量为maghsinmgh，选项A正确；根据功能关系，摩擦力对a做的功等于a、b机械能的增量，所以选项B错误，C正确；在任意时刻，设b的速度为v，则a的速度大小也是v，该速度沿竖直方向的分量为vsin，故重力对b做功的瞬时功率为Pbmbgv，重力对a做功的瞬时功率为Pamagvsin，故PaPb，所以选项D正确。答案A

9、CDB组能力提升题9(多选)如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮，质量分别为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()A两滑块组成系统的机械能守恒B重力对M做的功等于M动能的增加C轻绳对m做的功等于m机械能的增加D两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功解析以M和m两滑块整体为研究对象，除重力外，M受到的摩擦力做负功，所以两滑块组成系统的机械能不守恒，且系统机械能的损失等于M克服摩擦力做的功，A

10、错误，D正确。由动能定理可知，M动能的增加应等于重力、摩擦力、轻绳的拉力对M做功之和，B错误。以m为研究对象，除重力外，只有轻绳对其做功，所以其机械能的增加等于轻绳对其做的功，C正确。答案CD10(2017定州模拟)(多选)如图所示，光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型，最低点B处的入、出口靠近但相互错开，C是半径为R的圆形轨道的最高点，BD部分水平，末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接，传送带以恒定速度v逆时针转动，现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放，滑块能通过C点后再经D点滑上传送带，则()A固定位置A到B点的竖直高度可能为2RB滑块在传送带上向右

11、运动的最大距离与传送带速度v有关C滑块可能重新回到出发点A处D传送带速度v越大，滑块与传送带摩擦产生的热量越多解析设AB的高度为h，假设物块从A点下滑刚好通过最高点C，则此时应该是A下滑的高度的最小值，则刚好通过最高点时，由重力提供向心力，有：mgm，则vC，从A到C根据动能定理：mg(h2R)mv0，整理得到：h2.5R，故选项A错误；从A到最终在减速带上减速到零，根据动能定理得：mghmgx0，可以得到x，可以看出滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v无关，与高度h有关，故选项B错误；物块在传送带上先做减速运动，可能反向做加速运动，如果再次到达D点时速度大小不变，则根据能量守恒，可

12、以再次回到A点，故选项C正确；滑块与传送带之间产生的热量Qmgx相对，当传送带的速度越大，则在相同时间内二者相对位移越大，则产生的热量越多，故选项D正确。答案CD11(2017黄冈模拟)(多选)在大型物流货场，广泛的应用着传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面夹角为的倾斜传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将m1 kg的货物放在传送带上的A处，经过1.2 s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图象如图乙所示，已知重力加速度g10 m/s2。由vt图可知()AA、B两点的距离为2.4 mB货物与传送带的动摩擦因数为0.5C货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功大

13、小为12.8 JD货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为4.8 J解析物块由A到B的间距对应图象所围梯形的“面积”，xs20.2(24)13.2 m，故A错误。由vt图象可知，物块在传送带上先做a1匀加速直线运动，加速度为a110 m/s2，对物体应用牛顿第二定律得mgsinfma1，即：mgsinmgcosma1，同理，做a2的匀加速直线运动时，加速度a22 m/s2mgsinmgcosma2，联立解得：cos0.8，0.5，故B正确；货物受的摩擦力fmgcos0.51010.84 N，做a1匀加速直线运动的位移为：x120.20.2 m，摩擦力做正功为：Wf1fx140.20

14、.8 J；同理做a2匀加速直线运动的位移为：x2(24)13 m，摩擦力做负功为：Wf2fx24312 J，所以整个过程，传送带对货物做功大小为：12 J0.8 J11.2 J，故C错误；根据功能关系，货物与传送带摩擦产生的热量等于摩擦力乘以相对位移，由C中可知：fmgcos0.51010.84 N；做a1匀加速直线运动时，皮带位移为：x皮20.20.4 m，相对位移为：x1x皮x1(0.40.2) m0.2 m；同理：做a2匀加速直线运动时，x皮2212 m，相对位移为：x2x2x皮2321 m，故两者之间的总相对路程为：xx1x210.21.2 m，货物与传送带摩擦产生的热量为：QWfx4

15、1.24.8 J，故D正确。答案BD12(2017石家庄质检一)在倾角为30的光滑斜面底端固定一挡板，质量均为m的物块B、C通过轻弹簧连接，且均处于静止状态，此时弹簧的压缩量为x0，O点为弹簧的原长位置。在斜面上距物块B的距离为3x0的P点由静止释放一质量为m的物块A，A与B相碰(不粘连)后立即一起沿斜面向下运动，并恰好能返回到O点。物块A、B、C均可视为质点，重力加速度为g。(1)求A、B碰前弹簧具有的弹性势能；(2)若物块A从P点以一定的初速度沿斜面下滑，两物块A、B返回O点时还具有沿斜面向上的速度，此后恰好可以使C离开挡板而不上滑，求物块A在P点的初速度v0。解析(1)物块A与B碰撞前后

16、，A球的速度分别是v1和v2，因A下滑过程中，机械能守恒，有：mg3x0sin30mv解得：v1又因物块A与B碰撞过程中，动量守恒，有：mv12mv2联立得：v2v1碰后，A、B和弹簧组成的系统在运动过程中，机械能守恒，则有：Ep2mv2mgx0sin30解得：Ep2mgx0sin302mvmgx0mgx0mgx0(2)物块A与B碰撞前后，A的速度分别是v3和v4，因A滑下过程中，机械能守恒，有：mg3x0sin30mvmv物块A与B碰撞过程中，动量守恒，有：mv32mv4物块A、B和弹簧组成的系统在运动过程中，机械能守恒，设A、B回到O点时的速度为v5。Ep2mv2mgx0sin302mvA

17、、B在O点分离后，恰好将C拉离挡板，弹簧伸长量也为x0，弹簧的弹性势能与初始相同，对B、C系统由机械能守恒得：mvEpmgx0sin30解得：v0答案(1)mgx0(2)13.(2017徐州模拟)如图甲所示，滑块与足够长的木板叠放在光滑水平面上，开始时均处于静止状态。作用于滑块的水平力F随时间t变化图象如图乙所示，t2.0 s时撤去力F，最终滑块与木板间无相对运动。已知滑块质量m2 kg，木板质量M1 kg，滑块与木板间的动摩擦因数0.2，取g10 m/s2。求：(1)t0.5 s时滑块的速度大小；(2)02.0 s内木板的位移大小；(3)整个过程中因摩擦而产生的热量。解析(1)木板M的最大加

18、速度am4 m/s2，滑块与木板保持相对静止时的最大拉力Fm(Mm)am12 N，即F为6 N时，M与m一起向右做匀加速运动对整体分析有：F(Mm)a1v1a1t1代入数据得：v11 m/s(2)对M：00.5 s，x1a1t，0.52 s，mgMa2x2v1t2a2t则02 s内板的位移xx1x26.25 m。(3)对滑块：0.52 s，Fmgma202 s时滑块的位移xx1在02 s，m与M相对位移x1xx2.25 mt2 s时木板速度v2v1a2t27 m/s滑块速度v2v1a2t210 m/s撤去F后，对M：mgMa3对m：mgma3 当滑块与木板速度相同时保持相对静止，即v2a3t3v2a3t3解得t30.5 s该段时间内，M位移x3v2t3a3tm位移x3v2t3a3t相对位移x2x3x30.75 m整个过程中滑块在木板上滑行的相对位移xx1x23 m系统因摩擦产生的内能Qmgx12 J。答案(1)1 m/s(2)6.25 m(3)12 J