全国版2019版高考物理一轮复习第6章机械能及其守恒定律25功能关系能量守恒定律能力训练.doc

1、【 精品教育资源文库 】 25 功能关系能量守恒定律 1质量为 m 的物体从静止以 12g 的加速度竖直上升高度为 h。对该过程，下列说法中正确的是 ( ) A物体的机械能增加 12mgh B物体的机械能减少 32mgh C重力对物体做功 mgh D物体的动能增加 12mgh 答案 D 解析 质量为 m 的物体从静止以 g2的加速度竖直上升 h，重力对物体做功 mgh，所受合外力为 12mg，合外力做功 12mgh，由动能定理，物体的动能增加 12mgh， C 错误、 D 正确；物体的机械能增加 mgh 12mgh 32mgh， A、 B 错误。 2如图所示，质量为 m 的钢制小球，用长为

2、l 的细线悬挂在 O 点。将小球拉到与 O 点相齐平的水平位置 C 由静止释放。小球运动到最低点时对细绳的拉力 2mg，若小球运动到最低点 B 时用小锤头向左敲击它一下，瞬间给小球补充机械能 E，小球就能恰好摆到与 C 等高的 A 点。设空气阻力只与运动速度相关，且运动速度越大空气的阻力就越大。则下列说法中正确 的是 ( ) A Emgl B EWf，联立解得 Emgl，故 A 正确。 3 (2017 南平检测 )(多选 )如图所示，一质量为 M 的斜面体静止在水平地面上，质量为m 的木块沿粗糙斜面加速下滑 h 高度，速度大小由 v1增大到 v2，所用时间为 t，木块与斜面体之间的动摩擦因数为

3、 。在此过程中 ( ) A斜面体受水平地面的静摩擦力为零 B木块沿斜面下滑的距离为 v1 v22 t C如果给质量为 m 的木块一个沿斜面向上的初速度 v2，它将沿斜面上升到 h 高处速度变为 v1 D木块与斜面摩擦产生的热量为 mgh 12mv22 12mv21 答案 BD 解析 对整体分析可知，整体一定有向左的加速度，根据牛顿第二定律可知，整体在水平方向一定受外力，即水平地面与斜面体间的静摩擦力， A 错误；由平均速度公式可知，木块沿斜面下滑的平均速度为： v v1 v22 ，故下滑的距离为： x v t v1 v22 t， B 正确；由于木块在斜面上受摩擦力，故木块沿斜面向上运动时的加速

4、度大小一定大于木块沿斜面向下 运动时的加速度大小；故上升 h 时的速度一定小于 v1， C 错误；由能量守恒定律可知： mgh 12mv21 12mv22 Q，故有： Q mgh 12mv22 12mv21， D 正确。 4 (2018 济宁月考 )如图所示， A、 B、 C 三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动， A 由静止释放， B 的初速度方向沿斜面向下，大小为 v0， C 的初 速度方向沿斜面水平，大小也为 v0。下列说法中正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A A 和 C 将同时滑到斜面底端 B滑到斜面底端时， B 的机械能减少最多 C滑到斜面底端时， B 的动

5、能最大 D滑到斜面底端时， C 的重力势能减少最多 答案 C 解析 滑块 A 和 C 通过的路程不同，在沿斜面方向的加速度大小也不相同， A 错误；三个滑块滑到底端时重力势能减少量相同， D 错误；滑块 A 和 B 滑到底端时经过的位移相等，克服摩擦力做功相等，而滑块 C 的路程较大，机械能减少得较多， B 错误、 C 正确。 5如图所示，质量为 m 的可看成质点的物块置于粗糙水平面上 的 M 点，水平面的右端与固定的斜面平滑连接，物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同。物块与弹簧未连接，开始时物块挤压弹簧使弹簧处于压缩状态。现从 M 点由静止释放物块，物块运动到 N 点时恰好静止。弹簧原

6、长小于 OM 。若物块从 M 点运动到 N 点的过程中，物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为 Q，物块、弹簧与地球组成系统的机械能为 E，物块通过的路程为 s。不计转折处的能量损失，下列图象所描述的关系中可能正确的是 ( ) 答案 B 解析 设物块在 M 点、 M 点时的机械能分别为 E0、 E1，由功能关系可知在 M 到 M 过程：E E0 mgs ，在 M 到 N 过程 E E1 mgs cos ， A 错误、 B 正确；产生的热量在 M 到 M过程： Q mgs ，在 M 到 N 过程： Q mgs cos ，故 C、 D 错误。 6.(2018 江西师大附中期末 )如图所示，一根长为

7、 l 的轻质软绳一端固定在 O 点，另一端与质量为 m 的小球连接，初始时将小球放在与 O 点等高的 A 点， OA 35l，现将小球由静止【 精品教育资源文库 】 状态释放，则当小球运动到 O 点正下方时，绳对小球拉力为 (已知 sin37 0.6， cos37 0.8)( ) A 2mg B 3mg C.247125mg D.303125mg 答案 C 解析 设小球到达 A 点的正下方 B 点时细绳刚好绷紧，则 OB 与水平方向的夹角的余弦值为 cos OAOB35ll 0.6，可得小球自由下落的高度为 h lsin 0.8l，到达 B 点的速度 v1 2gh，细绳绷紧后瞬间小球只有垂直

8、于细绳的分速度，大小为 v2 v1cos ，从 B 点到最低点，由动能定理得 mgl(1 sin ) 12mv23 12mv22，在最低点有 T mg mv23l。联立以上各式解得 T 247125mg， C 正确。 7 (2017 威海模拟 )(多选 )如图所示，轻质弹簧的一端固定在竖直墙面上，另一端拴接一小物块，小物块放在动摩擦因数为 的水平面上，当小物块位于 O 点时弹簧处于自然状态。现将小物块向右移到 a 点，然后由静止释放，小物块最终停在 O 点左侧的 b 点 (图中未画出 )，以下说法正确的是 ( ) A Ob 之间的 距离小于 Oa 之间的距离 B从 O 至 b 的过程中，小物块

9、的加速度逐渐减小 C小物块在 O 点时的速度最大 D从 a 到 b 的过程中，弹簧弹性势能的减少量等于小物块克服摩擦力所做的功 答案 AD 解析 如果没有摩擦力，根据简谐运动的对称性知 O 点应该在 ab 中间， Oa Ob。由于有摩擦力，物块从 a 到 b 过程中机械能损失，故无法到达没有摩擦力情况下的 b 点，即 O 点靠近 b 点，故 OaOb， A 正确；从 O 至 b 的过程中，小物块受到向右的摩擦力及向右的弹力，且【 精品教育资源文库 】 弹力逐渐变大，故物块的加速度逐渐变大， B 错误；当物体从 a 点向左运动时，受到向左的弹力和向右的摩擦力，且弹力逐渐减小，加速度逐渐减小，当

10、弹力等于摩擦力时加速度为零，此时速度最大，故小物块的速度最大位置在 O 点右侧， C 错误；由能量守恒关系可知，从 a到 b 的过程中，弹簧弹性势能的减少量等于小物块克服摩擦力所做的功， D 正确。 8 (2017 青岛模拟 )(多选 )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 能的增量为零 B小球重力势能的增量为 mg(H x L) C弹簧弹性势能的增量为 (mg Ff)(H x L)

11、D系统机械能减小 FfH 答案 AC 解析 小球下落的整个过程中，开始时速度为零，结束时速度也为零，所以小球动能的增量为 0， A 正确；小球下落的整个过程中，重力做功 WG mgh mg(H x L)，根据重力做功量度重力势能的变化 WG Ep得：小球重力势能的增量为 mg(H x L)， B 错误；根据动能定理得： WG Wf W 弹 0 0 0，所以 W 弹 (mg Ff)( H x L)，根据弹簧弹力做功量度弹性势能的变化 W 弹 Ep得：弹簧弹性势能的增量为 (mg Ff)( H x L)， C 正确；系统机械能的减少等于重力、弹力以外的力做的功，所以小球从开始下落至最低点的过程，克

12、服阻力做的功为： Ff(H x L)，所以系统机械能的减小量为： Ff(H x L)， D 错误。 9 (2017 湖北枣阳模拟 )一个弹珠游戏的简化模型如下图所示。竖直安装在高 H 1 m的桌面上的 “ 过山车 ” 轨道模型，水平轨道 OB 粗糙，长为 1 m， BD 光滑；光滑圆轨道半径为R 0.4 m。一弹簧左端固定，右端自由伸长到 A 点， OA 长为 0.1 m。距桌子右边缘线 DF 为 s 1.6 m 处有一高度 h 0.8 m 的竖直挡板。现在 A 点由静止放置一个质量 m 1 kg 的小物块，并用力缓慢向左把小物块推到 O 点，在这个过程中推力做功 W 22.4 J。已知小物块

13、与轨道OB 间的动摩擦因数 0.4，重力加速度 g 取 10 m/s2，不计空气阻力。求： (1)小物块推到 O 点时，弹簧的弹性势能 Ep； (2)该小物块从 O 点静止释放后，运动到圆轨道最高点 C 时对轨道的压力大小； (3)只改变小物块的质量，为了使从 O 点静止释放的小物块都能落在 DF 和挡板之间，小物块的质量 m 满足的条件。 【 精品教育资源文库 】 答案 (1)22 J (2)40 N (3)1118 kg m 117 kg 解析 (1)根据功能关系可知 W mgx OA Ep 解得 Ep 22 J。 (2)小物块从 O 到 C 过程，由能量守恒定律得 Ep mgx OB

14、mg2 R 12mv2C 小物块到 C 点时，有 mg FN mv2CR，解得 FN 40 N。 由牛顿第三定律可知小物块对轨道的压力为 40 N。 (3) 当小物块从 O 点恰好到达 C 点时，有 Ep m 1gxOB m1g2 R 12m1vC 2， m1g m1vC2R ，解得 m1117 kg。 当小物块恰能够过挡板最高点时，有 Ep m 2gxOB 12m2v2D，其中 vD sH hg， 解得 m2 1118 kg 所以小物块的质量满足 1118 kg m 117 kg。 10如图为某飞船先在轨道 上绕地球做圆周运动，然后在 A 点变轨进入返回地球的椭圆轨道 运动，已知飞船在轨道 上做圆周运动的周期为 T，轨道半径为 r，椭圆轨道的近地点 B 离地心的距离为 kr(kOB，现将该杆静置于水平方向，放手后两球开始运动，已知两球在运动过程中受到大小相同且不变的空气阻力作用，则从开始运动到杆转到竖直位置的过程中，以下说法正确的是 ( ) A两球组成的系统机械能守恒 B B 球克服重力做的功等于 B 球重力势能的增加量 C重力和空气阻力对 A 球做功的代数和等于它的动能增加量 D A 球克服空气阻力做的功大于 B 球克服空气阻力做的功 答案 BD 解析 两球在运动过程都受到空气阻力作用，空气阻力做负功， 则系统的机械能不守恒，A 错误；根