《高考物理复习方案 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（含解析）新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理复习方案 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（含解析）新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc（28页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第4讲功能关系能量守恒定律知识点1功能关系1.能的概念：一个物体能对外做功，这个物体就具有能量。2功能关系(1)功是能量转化的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化。(2)做功的过程一定伴随着能量的转化，而且能量转化必通过做功来实现。知识点2能量守恒定律1.内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。2适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律。3表达式(1)E初E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和。(2)E增E减，增加的那些能量的增加
2、量等于减少的那些能量的减少量。双基夯实一、思维辨析1物体下落h，重力做功mgh，物体具有了能量mgh。()2能量在转移或转化过程中是守恒的，故没有必要节约能源。()3在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的。()4一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。()5滑动摩擦力做功时，一定会产生热量。()6重力和弹簧弹力之外的力做功的过程是机械能和其他形式能量转化的过程。()答案1.2.3.4.5.6.二、对点激活1功和能的关系有关功和能，下列说法正确的是()A力对物体做了多少功，物体就具有多少能B物体具有多少能，就一定能做多少功C物体做了多少功，就有多少能量消失D能量从一种形式转化为另一种
3、形式时，可以用功来量度能量转化的多少答案D解析功是能量转化的量度，物体做了多少功，就有多少能量发生了转化；并非力对物体做了多少功，物体就具有多少能；也并非物体具有多少能，就一定能做多少功，所以A、B错误。做功的过程是能量转化的过程，能量在转化过程中总量守恒并不消失，所以C错误。正确选项是D。2能的转化与守恒如图所示，一小球从光滑圆弧轨道顶端由静止开始下滑，进入光滑水平面又压缩弹簧。在此过程中，小球重力势能和动能的最大值分别为Ep和Ek，弹簧弹性势能的最大值为Ep(以水平面为零势能面)，则它们之间的关系为()AEpEkEp BEpEkEpCEpEkEp DEpEkEp答案A解析小球下降过程中，重
4、力势能先转化为动能，动能又转化为弹性势能，故A正确。考点功能关系的理解和应用深化理解1对功能关系的进一步理解(1)做功的过程就是能量转化的过程。不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。(2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现到不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。2几种常见的功能关系及其表达式力做功能的变化定量关系合力的功动能变化WEk2Ek1Ek重力的功重力势能变化(1)重力做正功，重力势能减少(2)重力做负功，重力势能增加(3)WGEpEp1Ep2弹簧弹力的功弹性势能变化(1)弹力做正功，弹性势能减少(2)弹力做负功
5、，弹性势能增加(3)WFEpEp1Ep2除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功机械能变化(1)其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少(2)其他力做多少负功，物体的机械能就减少多少(3)WE一对相互作用的滑动摩擦力的总功内能变化(1)作用于系统的一对滑动摩擦力总功一定为负值，系统内能增加(2)QFfL相对例1在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。如图所示，质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对她的阻力大小恒为F，那么在她减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)()A她的动能减少了FhB她的重力势能增加了mghC她的机械能减少了(Fmg)hD
6、她的机械能减少了Fh(1)运动员入水后受几个力？分别做什么功？提示：受重力和阻力，重力做正功、阻力做负功。(2)运动员机械能如何变化？提示：阻力做负功，机械能减少。尝试解答选D。运动员下降高度h的过程中，重力势能减少了mgh，选项B错误；除重力做功以外，只有水对她的阻力F做负功，因此机械能减少了Fh，选项C错误，选项D正确；由动能定理可知，动能减少了(Fmg)h，故选项A错误。总结升华功能关系的选用原则(1)在应用功能关系解决具体问题的过程中，若只涉及动能的变化用动能定理分析。(2)只涉及重力势能的变化用重力做功与重力势能变化的关系分析。(3)只涉及机械能的变化用除重力和弹力之外的力做功与机械
7、能变化的关系分析。(4)只涉及电势能的变化用电场力做功与电势能变化的关系分析。12015河南八市质检某同学将质量为m的一矿泉水瓶(可看成质点)竖直向上抛出，水瓶以g的加速度匀减速上升，上升的最大高度为H。水瓶往返过程受到的阻力大小不变。则()A上升过程中水瓶的动能减少量为mgHB上升过程中水瓶的机械能减少了mgHC水瓶落回地面时动能大小为mgH/4D水瓶上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态答案A解析水瓶以ag减速上升，设阻力为f，则有mgfma，解得阻力fmg，上升阶段动能的改变量等于合外力做功，W合maHmgH，故A选项正确。由动能定理：mgH0Ek0得初动能为mgH，全程由动能定理得
8、：2fHEkEk0，解得EkmgH，故C选项错误。上升过程机械能的变化看阻力做功，即fHE，所以机械能减少mgH，故B选项错误。上升阶段加速度方向向下，下降阶段加速度方向向下，均为失重状态，故D项错误。22016云南高三统测(多选)一物体在竖直方向的升降机中，由静止开始竖直向上作直线运动，运动过程中小球的机械能E与其上升高度h关系的图象如图所示，其中0h1过程的图线为曲线，h1h2过程中的图线为直线。根据该图象，下列说法正确的是()A0h1过程中，小球的动能一定在增加B0h1过程中，升降机对小球的支持力一定做正功Ch1h2过程中，小球的动能可能不变Dh1h2过程中，小球重力势能可能不变答案BC
9、解析由功能关系除重力和弹簧弹力以外的力做功等于机械能的增加量，知Eh图象的切线斜率表示升降机对物体的支持力。0h1切线斜率逐渐变小，则支持力逐渐变小，但支持力肯定与运动方向相同，在此阶段一直做正功，故B选项正确。0h1过程，动能如何变化，要看合外力做的功，合外力一开始向上，随支持力减小是不是合外力一直向上则不确定，故A选项错误。h1h2过程，Eh切线斜率不变，故支持力不变，若支持力等于重力，则C选项正确，h1h2物体随升降机向上运动重力做负功，重力势能增加，故D选项错误。考点摩擦力做功与能量的关系对比分析两种摩擦力的做功情况比较类别比较静摩擦力滑动摩擦力不同点能量的转化方面在静摩擦力做功的过程
10、中，只有机械能从一个物体转移到另一个物体(静摩擦力起着传递机械能的作用)而没有机械能转化为其他形式的能量(1)相互摩擦的物体通过摩擦力做功，将部分机械能从一个物体转移到另一个物体(2)部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量一对摩擦力的总功方面一对静摩擦力所做功的代数和总等于零一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做的总功，等于摩擦力与两个物体相对路程的乘积，即WFfFfx相对，表示物体克服摩擦力做功，系统损失的机械能转变成内能相同点正功、负功、不做功方面两种摩擦力对物体都可以做正功、负功，还可以不做功例2电机带动水平传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上，
11、如图所示。若小木块与传送带之间的动摩擦因数为，当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦过程产生的摩擦热；(5)电机带动传送带匀速传动输出的总能量。(1)小木块刚放上传送带时加速度的方向怎样？运动性质如何？提示：加速度方向水平向右，小木块做匀加速直线运动。(2)摩擦生成的热量的计算公式是什么？电动机多输出的能量转化成了什么能量？提示：QFfl相对，电动机多输出的能量转化成了小木块的动能与摩擦生热之和。尝试解答(1)(2)(3)mv2(4)mv2(5)mv2。木块刚放上时速度为零，必然受到传送带的滑动摩擦力作用，做匀加速直线运动
12、，达到与传送带共速后不再相对滑动，整个过程中木块获得一定的能量，系统要产生摩擦热。对小木块，相对滑动时由mgma得加速度ag。由vat得，达到相对静止所用时间t。(1)小木块的位移l1t。(2)传送带始终匀速运动，路程l2vt。(3)小木块获得的动能Ekmv2也可用动能定理mgl1Ek，故Ekmv2(4)产生的摩擦热：Qmg(l2l1)mv2。(注意：QEk是一种巧合，不是所有的问题都这样)(5)由能量守恒定律得，电机输出的总能量转化为小木块的动能与摩擦热，所以E总EkQmv2。总结升华求解相对滑动物体的能量问题的方法(1)正确分析物体的运动过程，做好受力情况分析。(2)利用运动学公式，结合牛
13、顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系。(3)公式QFfl相对中l相对为两接触物体间的相对位移，若物体在接触面上做往复运动时，则l相对为总的相对路程。12016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.Cmv2 D2mv2答案C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
14、，其中s相vtt，vgt，以上三式联立可得：Wmv2，故C正确。22015山东实验中学模拟如图所示，有一个可视为质点的质量为m1 kg的小物块。从光滑平台上的A点以v02 m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M3 kg的长木板。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数0.3，圆弧轨道的半径为R0.4 m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角60，不计空气阻力，g取10 m/s2。求：(1)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；(2)要使小
15、物块不滑出长木板，木板的长度L至少多大？答案(1)60 N方向竖直向下(2)2.5 m解析(1)小物块在C点时的速度大小为vC小物块由C到D的过程中，由机械能守恒定律得：mgR(1cos60)mvmv代入数据解得vD2 m/s小球在D点时由牛顿第二定律得：FNmgm代入数据解得FN60 N由牛顿第三定律得FNFN60 N，方向竖直向下。(2)设小物块刚好滑到木板左端且达到共同速度的大小为v，小物块在木板上滑行的过程中，小物块与长木板的加速度大小分别为a1g，a2速度分别为vvDa1t，va2t对小物块和木板系统，由能量守恒定律得：mgLmv(mM)v2，L2.5 m考点能量转化问题的应用拓展延
16、伸1应用能量守恒定律的基本思路(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等；(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。2应用能量守恒定律解题的步骤 (1)分清有多少形式的能(动能、势能、内能等)发生变化。 (2)明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量E减和增加的能量E增的表达式。 (3)列出能量守恒关系式E减E增。例32015江西南昌二模倾角为37的足够长光滑斜面上固定一个槽，劲度系数k20 N/m的轻弹簧上端与轻杆相连，下端与一质量m1 kg的小车相连，开始时，弹簧处于原长，轻杆在槽外的长度为l，且杆
17、可在槽内移动，杆与槽间的最大静摩擦力大小f8 N，假设杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将小车由静止释放沿斜面向下运动，在小车第一次运动到最低点的过程中(已知弹簧弹性势能，Epkx2，式中的x为弹簧的形变量，轻弹簧、轻杆质量不计，g10 m/s2，sin370.6，cos370.8)(1)当轻杆开始运动时，小车的速度有多大？(2)为了使轻杆不被全部拽入槽内，求l的最小长度及在此长度下轻杆在槽内的运动时间。(1)什么时候轻杆开始运动？提示：杆与槽间的摩擦力达到最大静摩擦力时。(2)由于轻杆质量不计，轻杆滑动后，弹簧弹力变化吗？提示：不变。尝试解答(1) m/s(2)0.4 m； s。(1)
18、当轻杆开始运动时，弹簧的弹力等于轻杆与槽间的最大静摩擦力f，kxf解得：弹簧的形变量x0.4 m弹簧的弹性势能：Epkx21.6 J由能量守恒得：mgxsinEpmv2联立可解得：v m/s(2)由于轻杆质量不计，轻杆滑动后，弹簧弹力不再变化，轻杆随小车一起做匀减速直线运动，到小车第一次速度为0的过程中，根据能量守恒定律得：fx滑mv2mgsinx滑其中x滑为杆在槽中运动的位移得x滑0.4 m为使轻杆不被全部拽入槽内，则l至少为0.4 m轻杆开始滑动后，轻杆弹簧和小车一起做匀减速直线运动，直到速度为0，由牛顿第二定律可知，加速度大小：a2 m/s2又由运动学公式可得：t s总结升华能量问题的解
19、题方法(1)涉及能量转化问题的解题方法当涉及滑动摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律。解题时，首先确定初末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和E减和增加的能量总和E增，最后由E减E增列式求解。(2)涉及弹簧类问题的能量问题的解题方法两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统相互作用的过程，具有以下特点：能量变化上，如果只有重力和系统内弹簧弹力做功，系统机械能守恒。如果系统中每个物体除弹簧弹力外所受合外力为零，则当弹簧伸长或压缩到最大程度时两物体速度相同。当弹簧为自然状态时系统内某一端的物体具有最大速度。1如图所示，倾角30的粗糙面固
20、定在地面上，长为l，质量为m，粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端水平。用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物体未到达地面)，在此过程中()A物块的机械能逐渐增加B软绳重力势能共减少mglC物块重力势能的减少等于软绳摩擦力所做的功D软绳重力势能的减少大于其动能增加与克服摩擦力所做功之和答案B解析物块向下运动过程中，绳子拉力对物块做负功，物块的机械能减少，选项A错误；软绳重心下降的高度为sinl，软绳的重力势能减少mgl，选项B正确；由功能关系，物块重力势能的减小等于重力做的功，而物块重力大于软绳所受的摩擦力，选项C错误；对于软绳，
21、由能的转化和守恒知，绳子拉力对软绳所做的功和软绳重力势能的减少之和等于软绳动能的增加与克服摩擦力所做功之和，选项D错误。22015绥化高三一模如图所示，一劈形滑梯固定在水平地面上，高h112 m，底角分别为37、53，A、B两小物块质量分别为mA2 kg、mB4 kg，用轻绳连接，通过滑梯顶端的小滑轮跨放在左右两斜面上，轻绳伸直时，两物块离地高度h24 m，在滑轮处压住细绳，已知物块与斜面间的动摩擦因数均为0.1，g10 m/s2，sin370.6，sin530.8。(1)若在压绳处突然剪断绳，求A、B下滑过程中加速度之比；(2)若松开绳，求B滑到底端时的速度大小。答案(1)(2) m/s解析
22、(1)由牛顿第二定律，对A分析有：mAgsin37mAgcos37maA对B分析有：mBgsin53mBgcos53maB解得，(2)对系统由能量守恒得：mBgh2mAghA(mBgcos53mAgcos37)x(mAmB)v2由几何关系得：hAsin373 m，x5 m联立解得，B滑到底端的速度v m/s2015天津高考(16分)某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图，皮带在电动机的带动下保持v1 m/s的恒定速度向右运动，现将一质量为m2 kg的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数0.5。设皮带足够长，取g10 m/s2，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求：(1)邮件滑动的时间t
23、；(2)邮件对地的位移大小x；(3)邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W。试卷抽样 评析指导1.失分点：应求邮件对地位移，而不是对皮带的位移，理解错误，导致求解错误，本步完全失分，扣5分。失分原因：按自己的想象做题。补偿建议：认真审题，按题目要求求解。规范解答：邮件对地位移xat25 m/s20.220.1 m2失分点：要求解的是摩擦力对皮带所做的功，不是摩擦力对邮件所做的功，理解错误，本步完全失分，扣5分。失分原因：审题不清，研究对象不明。补偿建议：认真审题，按题目要求求解。规范解答：邮件与皮带之间的摩擦力对皮带做的功WFfs皮带mgvt0.521010.2 J2 J12015江苏高考(多选)
24、如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，ACh。圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A。弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g。则圆环()A下滑过程中，加速度一直减小B下滑过程中，克服摩擦力做的功为mv2C在C处，弹簧的弹性势能为mv2mghD上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度答案BD解析由题可知圆环向下运动过程中，在B点速度最大，可说明圆环向下先加速后减速，加速度先向下减小，后向上增大，A项错误；下滑过程和上滑过程克服摩擦力做功相同，设克服摩擦力做功为Wf，
25、由此下滑过程WfEpmgh，上滑过程Wfmghmv2Ep，由以上两式可得克服摩擦力做功Wfmv2，B项正确；在C处：EpmghWfmghmv2，可知C项错误；下滑从A到B，mvEpWfmgh，上滑从B到A，mvEpmghWfmvEp2Wf，由以上两式可得vB2vB1，D项正确。22015长春高三质检如图甲所示，一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中物体的机械能E与物体通过路程x的关系图象如图乙所示，其中0x1过程的图象为曲线，x1x2过程的图象为直线(忽略空气阻力)。则下列说法正确的是()A0x1过程中物体所受拉力是变力，且一定不断减小B0x1过程中物体的动能一定增加Cx1
26、x2过程中物体一定做匀速直线运动Dx1x2过程中物体可能做匀加速直线运动，也可能做匀减速直线运动答案A解析由功能关系可知，Ex图象切线斜率的绝对值等于物体所受拉力大小，在0x1内斜率的绝对值逐渐变小，故在0x1内物体所受的拉力逐渐减小，A项正确；由题图可知0x1内机械能增加，绳子拉力做正功，物体向上运动，x1x2内机械能减小，绳子拉力做负功，物体向下运动，在x1位置处速度为零，初始时刻速度为零，动能先变大后变小，B项错误；x1x2内Ex图象切线斜率的绝对值不变，故物体所受拉力保持不变，物体可能做匀速直线运动或匀加速直线运动，C、D项错。32016江西南昌一模(多选)在大型物流货场，广泛应用着传
27、送带搬运货物。如图甲所示，与水平面倾斜的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答案BD解析由图乙可知，货物在前0.2 s运动的距离L10.2 m，在0.21.2 s内移动的距离L23 m，所以A、B两点距离LL1L23.2 m，
28、A错误；从图象上看，前0.2 s货物的加速度a110 m/s2,0.21.2 s内货物的加速度a22 m/s2，根据受力情况，可知mgsinmgcosma1，mgsinmgcosma2，解得0.5，B正确；同时还解得摩擦力fmgcos4 N，前0.2 s摩擦力做功W1fL10.8 J，在0.21.2 s内摩擦力做功W2fL212 J，摩擦力对货物做的总功W1W211.2 J，C错误；从图象可求得相对位移L相1.2 m，摩擦产生的热量Q1.24 J4.8 J，D正确。42015山东高考如图甲所示，物块与质量为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接。物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压
29、力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为l。开始时物块和小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始值。现给小球施加一始终垂直于l段细绳的力，将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始值的1.25倍；再将小球由静止释放，当运动至最低位置时，传感装置的示数为初始值的0.6倍，不计滑轮的大小和摩擦，重力加速度的大小为g。求：(1)物块的质量；(2)从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服空气阻力所做的功。答案(1)M3m(2)Wf0.1mgl解析(1)设开始时细绳的拉力大小为T1，传感装置的初始值为F1，物块质量为M，由平衡条件得对小球，T1mg对物块，F1T1Mg当细绳
30、与竖直方向的夹角为60时，设细绳的拉力大小为T2，传感装置的示数为F2，据题意可知，F21.25F1，由平衡条件得对小球，T2mgcos60对物块，F2T2Mg联立式，代入数据得M3m(2)设小球运动至最低位置时速度的大小为v，从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服阻力所做的功为Wf，由功能关系得mgl(1cos60)Wfmv2在最低位置，设细绳的拉力大小为T3，传感装置的示数为F3，据题意可知，F30.6F1，对小球，由牛顿第二定律得T3mgm对物块，由平衡条件得F3T3Mg联立式，代入数据得Wf0.1mgl5.2015福建高考如图，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的
31、四分之一圆弧光滑轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g。(1)若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力；(2)若不固定小车，滑块仍从A点由静止下滑，然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车。已知滑块质量m，在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为，求：滑块运动过程中，小车的最大速度大小vm；滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小s。答案(1)3mg(2)vmsL解析(1)滑块滑到B点时对小车压力最大，从A到B由能量守恒定律，得mgRmv滑块在B点处，由牛顿第二定律
32、Nmgm解得N3mg由牛顿第三定律，得N3mg(2)滑块下滑到达B点时，小车速度最大。由能量守恒定律，得mgRMvm(2vm)2解得vm设滑块运动到C点时，小车速度大小为vC，由能量守恒定律，得mgRmgLMvm(2vC)2设滑块从B到C过程中，小车运动加速度大小为a，由牛顿第二定律mgMa由运动学规律，得vv2as解得sL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质量为m的物体，从静止开始以ag/2的加速度竖直向下运动h米，下列说法中不正确的是()A物体的动能增加了mgh/2B物体的机械能减少了mgh/2C物体的势能减少了m
33、gh/2D物体的势能减少了mgh答案C解析因向下的加速度小于重力加速度，可判断物体一定受到阻力作用，由牛顿定律可求出阻力为Fmg/2。合力做功为mgh/2，故选项A正确。阻力做功为mgh/2，故选项B正确。重力做功mgh，故选项D正确。22015安徽合肥一模一个质量为m的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，小铁块所受向心力为铁块重力的1.5倍，则此过程中铁块损失的机械能为()A.mgR B.mgRC.mgR D.mgR答案B解析已知铁块滑到半圆底部时，小铁块所受向心力为铁块重力的1.5倍，由牛顿第二定律得：1.5mgm对铁块的下滑过程运用动能定理得：mgRWmv2，解
34、得：WmgR，故选B。32014广东高考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答案B解析在弹簧压缩过程中，摩擦力做功，缓冲器的机械能不守恒，A项错误，B项正确；根据能量守恒可知，垫板的动能转化为弹簧的弹性势能以及克服摩擦力做功产生的内能，C、D两项错误。42015河南八市联考如图所示，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
35、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4Qa2QbQc答案B解析设斜面和水平方向夹角为，斜面长度为x，则物体下滑过程中克服摩擦力做功为：Wmgxcos，xcos即为底边长度。物体下滑，除重力外有摩擦力做功，根据能量守恒，损失的机械能转化成摩擦产生的内能。由图可知a和b底边相等且等于c的，故摩擦生热关系为：QaQbQc，所以损失的机械能EaEbEc，选项A、D错误，B正确；设物体滑到底端时的速度为v，根据动能定理得：mgHmgxcos
36、mv20Ek，Eka3mghmgL，EkbmghmgL，Ekcmghmg3L，根据图中斜面高度和底边长度可知滑到底边时动能大小关系为：EkaEkbEkc，选项C错误。52015石家庄二中一模一质点在015 s内竖直向上运动，其加速度时间图象如图所示，若取竖直向下为正，g取10 m/s2，则下列说法正确的是()A质点的机械能不断增加B在05 s内质点的动能增加C在1015 s内质点的机械能一直增加D在t15 s时质点的机械能大于t5 s时质点的机械能答案D解析质点竖直向上运动，015 s内加速度方向向下，质点一直做减速运动，B错。05 s内，a10 m/s2，质点只受重力，机械能守恒；510 s
37、内，a8 m/s2，受重力和向上的力F1，F1做正功，机械能增加；1015 s内，a12 m/s2，质点受重力和向下的力F2，F2做负功，机械能减少，A、C错误。由F合ma可推知F1F2，由于做减速运动，510 s内通过的位移大于1015 s内通过的位移，F1做的功大于F2做的功，515 s内增加的机械能大于减少的机械能，所以D正确。62016石家庄质检一质量为0.6 kg的物体以20 m/s的初速度竖直上抛，当物体上升到某一位置时，其动能减少了18 J，机械能减少了3 J。整个运动过程中物体所受阻力大小不变，重力加速度g10 m/s2，则下列说法正确的是(已知物体的初动能Ek0mv2120
38、J)()A物体向上运动时加速度大小为12 m/s2B物体向下运动时加速度大小为9 m/s2C物体返回抛出点时的动能为40 JD物体返回抛出点时的动能为114 J答案A解析根据机械能的变化量等于除了重力以外的其他力做的功，所以阻力做功Wf3 J，在物体上升到某一位置的过程中根据动能定理有，mghWfEk，解得h2.5 m，又Wffh解得f N，上升过程中有mgfma，解得a12 m/s2，下落过程中有mgfma，解得a8 m/s2，A项正确，B项错。初动能Ek0mv2120 J，当上升到某一位置动能变化量为Ek18 J，EkEk1Ek0，解得：Ek1102 J，再上升到最高点时机械能减少量为E，
39、则，解得E17 J，所以在上升、下落全过程中机械能的减少量为40 J，这个过程中利用动能定理有40EkEk0，得返回抛出点时的动能Ek80 J，所以C、D两项均错。7.如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点时速度为v，与A点的竖直高度差为h，则()A由A至B重力做功为mghB由A至B重力势能减少mv2C由A至B小球克服弹力做功为mghD小球到达位置B时弹簧的弹性势能为mghmv2答案AD解析由A至B重力做功为mgh，选项A正确；但此过程中重力势能的减少有一部分转化为弹簧的弹性势能，故选项B
40、错误；由动能定理得：mghW弹mv2，故小球克服弹力做的功也即弹簧的弹性势能为mghmv2，选项C错误，选项D正确。82015四川德阳二诊如图所示，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
41、中正确的是()A绳断时木块的速度大小为2 m/sB木块刚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 J答案AD解析木块运动到与竖直方向夹角为的位置时速度设为v，由动能定理得：mgL(1cos)mv2mv，得v2 m/s，水平分速度vxvcos1.6 m/s，故A选项正确。木块以vx1.6 m/s滑上传送带，由于vxv，所以木块向右减速，然后再向左加速，还没到左端时速度达到v1 m/s，故B选项错误。木块速度为零时到达最右端，据v2gx得x0.64 m，故C选项错误。木
42、块向右运动过程中产热Q1mg2.88 J，木块向左运动过程中产热Q2mg0.5 J，所以QQ1Q23.38 J，故D选项正确。92016湖北武汉调研如图1所示，固定的粗糙斜面长为10 m，一小滑块自斜面顶端由静止开始沿斜面下滑的过程中，小滑块的动能Ek随位移x的变化规律如图2所示，取斜面底端为重力势能的参考平面，小滑块的重力势能Ep随位移x的变化规律如图3所示，重力加速度g10 m/s2。根据上述信息不能求出()A斜面的倾角B小滑块与斜面之间的动摩擦因数C小滑块下滑的加速度的大小D小滑块受到的滑动摩擦力的大小答案ABC解析小滑块沿斜面下滑的过程中，根据动能定理有：F合xEk，由图2的斜率可求得
43、合力F合 N2.5 N，小滑块重力势能的变化量Epmgxsin，由图3的斜率可求得mgsin N10 N，F合mgsinFfmgsinmgcosma2.5 N，则小滑块受到的滑动摩擦力的大小Ff可以求出，因小滑块的质量m未知，故斜面的倾角、小滑块与斜面之间的动摩擦因数、小滑块下滑的加速度a的大小不能求，故选项A、B、C正确。102015江西重点中学联考水平地面上有两个固定的、高度相同的粗糙斜面甲和乙，底边长分别为L1、L2，且L1L2，如图所示。两个完全相同的小滑块A、B(可视为质点)与两个斜面间的动摩擦因数相同，将小滑块A、B分别从甲、乙两个斜面的顶端同时由静止开始释放，取地面所在的水平面为
44、参考平面，则()A从顶端到底端的运动过程中，由于克服摩擦而产生的热量一定相同B滑块A到达底端时的动能一定比滑块B到达底端时的动能大C两个滑块从顶端运动到底端的过程中，重力对滑块A做功的平均功率比滑块B的大D两个滑块加速下滑的过程中，到达同一高度时，机械能可能相同答案BC解析设甲图斜面的倾角为，乙图斜面倾角为，甲图中摩擦力做功W1mgcosmgL1，乙图中摩擦力做功W2mgL2，则A、B滑块从斜面顶端分别运动到底端的过程中，摩擦力做功不同，所以克服摩擦而产生的热量一定不同，故A错误；分别对A、B滑块应用动能定理得：mghmgL1EkA，mghmgL2EkB，可知，滑块A到达底端时的动能一定比B到