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1、【走向高考】2014年高考物理二轮专题复习 专题三 第2讲 机械能守恒定律 功能关系课后强化作业1(2013长春模拟)19世纪初，科学家在研究功能关系的过程中，具备了能量转化和守恒的思想，对生活中有关机械能转化的问题有了清晰的认识，下列有关机械能的说法正确的是()A仅有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒B仅有弹力对物体做功，物体的机械能一定守恒C摩擦力对物体做的功一定等于物体机械能的变化量D合外力对物体做的功一定等于物体机械能的变化量答案A解析只有重力对物体做功时，物体的机械能守恒，故A对，B错；除重力以外的其他力对物体做的功等于物体机械能的变化量，故C错；合外力对物体做的功等于物体动能的变
2、化量，D错。2(2013东北四市联考)在高度为h、倾角为30的粗糙固定的斜面上，有一质量为m、与一轻弹簧拴接的物块恰好静止于斜面底端。物块与斜面的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用一平行于斜面的力F拉动弹簧的A点，使m缓慢上行到斜面顶端。此过程中()AF对该系统做功为2mghBF对该系统做功大于2mghCF对该系统做的功等于物块克服重力做功与克服摩擦力做功之和DF对该系统做的功等于物块的重力势能与弹簧的弹性势能增加量之和答案B解析 物块缓慢上行，由平衡条件，弹簧的弹力kxmgsin30mgcos30mg，且弹簧处于伸长状态；设拉动过程中弹簧的弹性势能为E弹，由功能关系，WFmgh
3、E弹mgcos302mghE弹，则选项B正确。3.(2013新津中学一诊模拟)如图所示，一质量为m的滑块以初速度v0从固定于地面的斜面底端A开始冲上斜面，到达某一高度后返回A，斜面与滑块之间有摩擦。下列各项分别表示它在斜面上运动的速度v、加速度a、重力势能Ep和机械能E随时间的变化图象，可能正确的是()答案C解析物体沿斜面上滑和沿斜面下滑的加速度不同，故在vt图象中的斜率不同，A错误；物体沿斜面上滑时的加速度大，速度减到零所用的时间短，B错误；动能和势能都与时间的二次方相联系，故D错误，C正确。4(2013吉林省吉林市二模)半径为r和R(rR)的光滑半圆形槽，其圆心均在同一水平面上，如图所示，
4、质量相等的两小球(可看成质点)分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速地释放，在下滑过程中关于两小球的说法，不正确的是()A机械能均逐渐减小B经最低点时动能相等C两球在最低点加速度大小不等D机械能总是相等的答案ABC解析小球沿圆弧运动的过程中，只有重力做功。机械能守恒，A错误；根据动能定理，mghmv2，由于rR，故经最低点时动能不相等，B错误；两球在最低点加速度a2g，C错误；两小球释放的高度相同，初速度都为零，故两小球初始状态的机械能相同，由于运动过程中机械能守恒，所以两小球的机械能总是相等的，D正确。综上，错误的是ABC。5.(2013山东泰安一模)如图所示，在竖直平面内有一个半径为R，粗细不
5、计的圆管轨道。半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落，小球恰能沿管道到达最高点B，已知AP2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中()A重力做功2mgRB机械能减少mgRC合外力做功mgRD克服摩擦力做功mgR答案B解析由P到B，重力做的功WGmgR，A错误；设B点所在的平面重力势能为零，P点的机械能E1mgR，B点的机械能为零，故机械能减少mgR，B正确；小球恰能沿管道到达最高点时的速度为零，根据动能定理得，mgRWf0，则合外力的功为零，克服摩擦力做功WfmgR，故C、D错误。6(2013潍坊模拟)用电梯将货物从六楼送到一楼的过程中，货物的vt图
6、象如图所示。下列说法正确的是()A前2s内货物处于超重状态B最后1s内货物只受重力作用C货物在10s内的平均速度是1.7m/sD货物在29s内机械能守恒答案C解析前2s加速下降，加速度向下，处于失重状态，则选项A错误；最后1s的加速度am/s22m/s2xOB，则xOA，xOBEpAmga，则EpAWmga，选项A错误；从OAB的过程，有EpBWmgxOAmga，则EpBWmga，选项B正确；从O点开始再次经过O点的过程，有EkOW2mgxOA，则EkOWmga ，选项C正确；物块动能最大时，弹簧弹力等于滑动摩擦力，而在B点时，弹簧弹力等于静摩擦力，因静摩擦力有可能大于、等于或小于滑动摩擦力，
7、且弹簧的弹性势能与弹力大小相关，故选项D错误。9(2013长春模拟)如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相同的小球(可视为质点)A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为53和37，以最低点C所在的水平面为重力势能的参考平面，则(sin37，cos37)AA、B两球所受支持力的大小之比为4 3BA、B两球运动的周期之比为4 3CA、B两球的动能之比为16 9DA、B两球的机械能之比为112 51答案AD解析由题意可知N，所以，A选项正确；mgtanm Rsin，
8、所以，B选项错误；Ekv2，vRsin，所以，C选项错误；EpmgR(1cos)，所以，D选项正确。10(2013潍坊模拟)如图所示，半径为R的 光滑半圆轨道ABC与倾角为37的粗糙斜面轨道DC相切于C，圆轨道的直径AC与斜面垂直。质量为m的小球从A点左上方距A高为h的斜面上方P点以某一速度水平抛出，刚好与半圆轨道的A点相切进入半圆轨道内侧，之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的D处。已知当地的重力加速度为g，取Rh，sin370.6，cos370.8，不计空气阻力，求：(1)小球被抛出时的速度大小v0；(2)小球到达半圆轨道最低点B时，对轨道的压力大小；(3)小球从C到D过程中摩擦力做的
9、功W。答案(1)(2)5.6mg(3)mgh解析(1)小球到达A点时，速度与水平方向的夹角为，如图所示。则有v2gh由几何关系得v0vcot得v0(2)A、B间竖直高度HR(1cos)设小球到达B点时的速度为v，则从抛出点到B的过程，有mvmg(Hh)m在B点，有FNmgm解得FN5.6mg由牛顿第三定律知，小球在B点对轨道的压力大小是5.6mg(3)小球沿斜面上滑过程中摩擦力做的功等于小球做平抛运动的初动能，有Wmvmgh11(2013北京理综)蹦床比赛分成预备运动和比赛动作两个阶段。最初，运动员静止站在蹦床上，在预备运动阶段，他经过若干次蹦跳，逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高
10、度；此后，进入比赛动作阶段。把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小Fkx (x为床面下沉的距离，k为常量)。质量m50kg的运动员静止站在蹦床上，床面下沉x00.10m；在预备运动中，假定运动员所做的总功W全部用于增加其机械能；在比赛动作中，把该运动员视作质点，其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为t2.0s，设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为x1。取重力加速度g10m/s2，忽略空气阻力的影响。(1)求常量k，并在图中画出弹力F随x变化的示意图；(2)求在比赛动作中，运动员离开床面后上升的最大高度hm；(3)借助Fx图象可以确定弹力做功的规律，在此基础上，求x1和W的值。答案(
11、1)5.0103 N/m见解析图(2)5.0 m(3)1.1m2.5103 J解析(1)床面下沉x0.10 m时，运动员受力。mgkx0得k5.0103N/mFx图线如图所示。(2)运动员从x0处离开床面，开始腾空，其上升、下落时间相等。hmg()25.0 m。(3)参考由速度时间图象求位移的方法，Fx图线与坐标轴所围的面积等于弹力做的功，从x1处到x0，弹力做功WTWTx1kx1kx运动员从x1处上升到最大高度hm的过程，根据动能定理，有kxmg(x1hm)0解得x11.1 m对整个预备运动，由题设条件以及功和能的关系有Wkxmg(hmx0)得W2525 J2.5103 J12如图甲所示，一
12、足够长、与水平面夹角53的倾斜轨道与竖直面内的光滑圆轨道相接，圆轨道的半径为R，其最低点为A，最高点为B。可视为质点的物块与斜轨间有摩擦，物块从斜轨上某处由静止释放，到达B点时与轨道间压力的大小F与释放的位置距最低点的高度h的关系图象如图乙所示，不计小球通过A点时的能量损失，重力加速度g10m/s2，sin53，cos53，求：(1)物块与斜轨间的动摩擦因数；(2)物块的质量m。答案(1)(2)0.2kg解析(1)由题图乙知，当h15R时，物块到达B点时与轨道间压力的大小为0，设此时物块在B点的速度大小为v1，则：mg对物块从释放至到达B点的过程，由动能定理得：mg(h12R)mgcosmv解得：(2)设物块从距最低点高为h处释放后到达B点时速度的大小为v，则：Fmg对物块从释放至到达B点的过程，由动能定理得：mg(h2R)mgcosmv2解得：F5mg则Fh图线的斜率k由题图乙可知k解得：m0.2kg9