高考物理一轮总复习 第5章 机械能及其守恒定律 第4讲 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、5-4功能关系能量守恒定律时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中16为单选，710为多选)1如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图。图中和为楔块，和为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦。在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中()A缓冲器的机械能守恒B摩擦力做功消耗机械能C垫板的动能全部转化为内能D弹簧的弹性势能全部转化为动能2如图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块。现缓慢地抬高A端，使木板以B端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，重力加速度为g。下列判断不正确

2、的是()A整个过程物块受的支持力垂直于木板，所以不做功B物块所受支持力做功为mgLsinC发生滑动前摩擦力逐渐增大D整个过程木板对物块做的功等于物块机械能的增加量3要将一个质量为m、边长为a的匀质正立方体翻倒，推力对它做的功至少为()A. B.C.mga D.4如图所示，有三个斜面a、b、c，底边的长分别为L、L、3L，高度分别为3h、h、h。某物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同，这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端，三种情况相比较，下列说法正确的是()A物体损失的机械能2Ea2EbEcB因摩擦产生的热量3Qa3QbQcC物体到达底端的动能Eka3Ekb3EkcD因摩擦产生的热量4Qa

3、2QbQc5如图甲所示，用竖直向上的力F拉静止在水平地面上的一物体，物体在向上运动的过程中，其机械能E与位移x的关系如图乙，其中AB为曲线，其余各段是直线。下列说法正确的是()A0x1过程中，物体所受拉力最小B0x2过程中，物体的动能先增大后减小Cx1x2过程中，物体的加速度先增大后减小Dx2x3过程中，物体做匀速直线运动6如图所示，一根原长为L的轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球，在弹簧的正上方从距地面高度为H处由静止下落压缩弹簧。若弹簧的最大压缩量为x，小球下落过程受到的空气阻力恒为Ff，则小球从开始下落至最低点的过程()A小球动能的增量不为零B小球重力势能的增量为mg(Hx

4、L)C弹簧弹性势能的增量为(mgFf)(HxL)D系统机械能减小FfH7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和位移x变化关系的是()8如图所示，物块的质量为m，它与水平桌面间的动摩擦因数为，起初，用手按住物块，弹簧的伸长量为x，放手后，物块向左运动至弹簧压缩量为y时停下。当弹簧恢复原长时，物块的速度为v，整个过程弹簧均处于弹性限度内，则()AxyB物块运动过程中的最大速度为vC全过程弹簧弹性势能

5、的减小量为mg(xy)D从物块开始运动到弹簧恢复原长的过程中弹力做功mv2mgx9如图所示，一根长为L3 m的竖直绳子末端挂着一个质量为m1 kg的木块(可视为质点)，现给木块一个水平方向的初速度v04 m/s，使木块开始摆动，当绳子摆到与竖直方向的夹角37时，绳突然断了，绳断后，木块恰能运动到水平传送带的最左端，且此时速度水平，此后木块在传送带上滑行。已知传送带足够长，正以v1 m/s的恒定速度逆时针运行，木块与传送带间的动摩擦因数0.2，不考虑空气阻力和绳的质量，重力加速度g10 m/s2，sin370.6，cos370.8。下列说法中正确的是()A绳断时木块的速度大小为2 m/sB木块刚

6、好到达传送带最左端时的速度大小为1 m/sC木块在传送带上距传送带左端的最大距离是1.28 mD木块从滑上传送带到离开传送带的过程中，整个系统因摩擦而产生的热量为3.38 J10如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向转动，传送带右端有一个与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定的速率v2沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，速率为v3，则在整个运动过程中，下列说法正确的是()A若v1v2时，摩擦力对物体做功为零C若v1v2时，则传送带与物体摩擦生热为mvD其中在物体向左运动过程中，传送带与物体摩擦生热为mvmv1v2二、非选择题(本题共2小题，共30分)1

7、1 (12分)建筑工程中的“打桩”是利用重锤的冲击克服泥土对桩柱的阻力，使桩柱插入泥土到达预定深度的过程。如图甲所示，设打桩机重锤的质量为m，桩柱的质量为M。打桩过程可简化如下：桩柱下端开始时在地表面没有进入泥土，提升重锤到距离桩柱上端h高度后使其自由落下，重锤撞击桩柱上端，经极短时间的撞击使两者以共同的速度一起向下移动一段距离后停止。然后再次提升重锤，重复打桩过程，逐渐把桩柱打到预定深度。设桩柱向下移动的过程中泥土对桩柱的阻力f的大小与桩柱打入泥土中的深度x成正比，其函数表达式fkx(k为大于0的常量，具体值未知)，fx图象如图乙所示。已知重力加速度大小为g。(1)求重锤与桩柱第一次碰撞后瞬

8、间的共同速度大小；(2)图象法和比较法是研究物理问题的重要方法，例如从教科书中我们明白了由vt图象求直线运动位移的思想和方法，请你借鉴此方法，根据图示的fx图象结合函数式fkx，分析推导在第一次打桩将桩柱打入泥土的过程中阻力所做的功与桩柱打入泥土深度的关系式；并将泥土对桩柱的阻力与你熟悉的弹簧弹力进行比较，从做功与能量转化的角度简要说明泥土对桩柱的阻力做功和弹簧弹力做功的不同；(3)若重锤与桩柱第一次的撞击能把桩柱打入泥土中的深度为d，试求常量k的大小。12(18分)如图所示，固定斜面的倾角30，物体A与斜面之间的动摩擦因数，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点。用一根不可伸长

9、的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为2m，B的质量为m，初始时物体A到C点的距离为L。现给A、B一初速度v0，使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点。已知重力加速度为g，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，求：(1)物体A向下运动刚到C点时的速度；(2)弹簧的最大压缩量；(3)弹簧的最大弹性势能。答案1B2A3A4B5B6C7CD8ACD9AD10ABD11(1)设重锤落到桩柱上端时的速度为v0，对于重锤下落的过程，根据机械能守恒定律有mvmgh，解得：v0，重锤与桩柱相互作用过程极为短暂，冲击力远大于它

10、们所受的重力，重锤与桩柱组成的系统，沿竖直方向动量守恒，设二者碰撞后共同运动的速度为v1，根据动量守恒定律有：mv0(Mm)v1，解得：v1。(2)由直线运动的vt图象与横坐标轴所围的“面积”表示位移，比较阻力随深度变化的fx图象可知，fx图象与横坐标轴所围成的三角形的“面积”表示阻力功的大小：xkx2，阻力对桩柱做负功，所以Wkx2，由题可知：弹簧弹力的大小和泥土对桩柱的阻力大小变化的规律一样，都是大小与位移成正比。但是弹簧弹力做的功会使物体减少的机械能以弹性势能的形式存储起来，是不同形式的机械能之间的转化；而泥土对桩柱做的功会使物体减少的机械能都转化成了内能，是机械能转化为其他形式能的过程。泥土阻力一定做负功，弹簧弹力可以做正功，也可以做负功。(3)对于第一次碰撞后获得共同速度到进入泥土深度为d的过程，根据动能定理有(Mm)gdkd20(Mm)v，可解得：k。12(1)A与斜面间的滑动摩擦力Ff2mgcos，物体从A向下运动到C点的过程中，根据能量守恒有：2mgLsin3mv3mv2mgLFfL，解得v。(2)从物体A接触弹簧，将弹簧压缩到最短后又恰回到C点，对系统应用能量守恒Ff2x3mv2，解得x。(3)弹簧从压缩到最短到恰好能弹到C点的过程中，对系统根据能量守恒有Epmgx2mgxsinFfx，所以EpFfx。