《限时集训（十八）功能关系能量守恒定律.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《限时集训（十八）功能关系能量守恒定律.doc（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、限时集训(十八)功能关系能量守恒定律(限时：40分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分)1(2012无锡模拟)如图1所示，汽车在拱形桥上由A匀速率运动到B，以下说法正确的是()A牵引力与克服摩擦力做的功相等 图1B合外力对汽车不做功C牵引力和重力做的总功大于克服摩擦力做的功D汽车在上拱形桥的过程中克服重力做的功转化为汽车的重力势能2(2012长春模拟)如图2所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块(可视为质点)由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点停止。若圆弧轨道半径为R，物块与水平面间的动摩擦
2、因数为，下列说法正确的是() 图2A物块滑到b点时的速度为B物块滑到b点时对b点的压力是3mgCc点与b点的距离为D整个过程中物块机械能损失了mgR3(2012福建福州市质检)如图3所示，在光滑斜面上的A点先后水平抛出和静止释放两个质量相等的小球1和2，不计空气阻力，最终两小球在斜面上的B点相遇，在这个过程中() 图3A小球1重力做的功大于小球2重力做的功B小球1机械能的变化大于小球2机械能的变化C小球1到达B点的动能大于小球2的动能D两小球到达B点时，在竖直方向的分速度相等4(2013浙江温州市五校联考)如图4所示，轻弹簧下端固定在地面上，压缩弹簧后用细线绑定拴牢。将一个金属球放置在弹簧顶端
3、(球与弹簧不粘连，放上金属球后细线仍是绷紧的)，某时刻烧断细线，球将被弹起，脱离弹簧后能继续向上运动，那么该球从细线被烧断到金属球刚脱离弹簧的这一运动过程中() 图4A球所受的合力先增大后减小B球的动能减小而它的机械能增加C球刚脱离弹簧时的动能最大D球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小5. 构建和谐型、节约型社会深得民心，遍布于生活的方方面面。自动充电式电动自行车就是很好的一例，电动自行车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接。当骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时，自行车就可以通过发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来。现有某人骑车以600 J的初总动能 图5在粗糙的水平路面上滑行，
4、第一次关闭自动充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化关系如图5中的线所示；第二次启动自动充电装置，其动能随位移变化关系如图线所示，则第二次向蓄电池所充的电能是()A600 JB360 JC300 J D240 J6如图6所示，某段滑雪雪道倾角为30，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为g，在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是() 图6A运动员减少的重力势能全部转化为动能B运动员获得的动能为mghC运动员克服摩擦力做功为mghD下滑过程中系统减少的机械能为mgh7(2013中山模拟)如图7所示，A、B两物体用一根跨过定滑轮的细绳
5、相连，置于固定斜面体的两个斜面上的相同高度处，且都处于静止状态，两斜面的倾角分别为和，若不计摩擦，剪断细绳后，下列关于两物体说法中正确的是() 图7A两物体着地时所受重力的功率相同B两物体着地时的动能相同C两物体着地时的速率相同D两物体着地时的机械能相同8.如图8所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上。质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动。物块和小车之间的摩擦力为Ff。物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为l。在这个过程中，以下结论正确的是() 图8A物块到达小车最右端时具有的动能为(FFf)(Ll)B物
6、块到达小车最右端时，小车具有的动能为FflC物块克服摩擦力所做的功为Ff(Ll)D物块和小车增加的机械能为Fl二、非选择题(本题共2小题，共36分)9(18分)(2013山东潍坊市抽测)如图9所示，水平路面CD的左侧有一固定的平台，平台上表面AB长s3 m。光滑半圆轨道AFE竖直固定在平台上，半圆轨道半径R0.4 m，最低点与平台AB相切于A。CD的右侧有一长L12 m的木板，上表面与平台等高，小物块放在板的最右端，并随板一起向左运动，当板的左端距离平台L2 m时，板与小物块向左运动的速度v08 m/s。当板与平台碰撞后，板立即停止运动，小物块在板上滑动。已知板与路面的动摩擦因数10.05，小
7、物块与板上表面及轨道AB的动摩擦因数20.1，小物块质量m1 kg，取g10 m/s2。图9(1)求小物块进入半圆轨道时对轨道上A点的压力；(2)判断小物块能否到达半圆轨道的最高点E。如果能，求小物块离开E后在平台上的落点到A的距离；如果不能，则说明理由。10.(18分)如图10所示，质量m1 kg的小物块放在一质量为M4 kg的足够长的木板右端，物块与木板间的动摩擦因数0.2，木板与水平面间的摩擦不计。物块用劲度系数k25 N/m的弹簧拴住， 图10弹簧的左端固定(与木板不粘连)。开始时整个装置静止，弹簧处于原长状态。现对木板施以12 N的水平向右的恒力(物块与木板间最大静摩擦力可认为等于滑
8、动摩擦力，g10 m/s2)。已知弹簧的弹性势能Epkx2，式中x为弹簧的伸长量或压缩量。求：(1)开始施力的瞬间小物块的加速度；(2)物块达到的最大速度是多少？答 案限时集训(十八)1选BD汽车由A匀速率运动到B，合外力始终指向圆心，合外力做功为零，即W牵WGWFf0，即牵引力与重力做的总功等于克服摩擦力做的功，A、C错误，B正确；汽车在上拱形桥的过程中，克服重力做的功转化为汽车的重力势能，D正确。2选BCD物块由a滑到b的过程中由机械能守恒定律mgRmv，得vb，故A项错误；在b点，对物块由牛顿第二定律FNmg，得FN3mg，由牛顿第三定律知B项正确；物块由b到c过程中，由动能定理mgx0
9、mv，得x，故C项正确；整个过程中损失的机械能即摩擦力做的功WFf，对整个过程由动能定理mgRWFf0，故WFfmgR，故D项正确。3选C重力做功只与初、末位置的高度差有关，与物体经过的路径无关，所以重力对1、2两小球所做的功相等，A错误；1、2两小球从A点运动到B点的过程中，只有重力对其做功，所以它们的机械能均守恒，B错误；由动能定理可得，对小球1有：mghEk1Ek0，对小球2有：mghEk20，显然Ek1Ek2，C正确；由上面的分析可知，两小球到达B点时，小球1的速度大于小球2的速度，且小球1的速度方向与竖直方向的夹角小于小球2速度方向与竖直方向的夹角，因此，小球1在竖直方向上的速度大于
10、小球2在竖直方向上的速度，D错误。4选D因为烧断线后小球向上运动，说明烧断线瞬间弹力大于重力，小球受到的合力向上，随着小球向上运动，弹簧形变减小，弹力减小，小球受的合力减小，A错；当弹簧形变产生的弹力与小球重力大小相等时，小球受的合力为零，小球速度达到最大，动能最大，B、C错；此后小球继续上升，小球受到的合力变为竖直向下，小球减速，这个过程中，除重力做功外，还有弹力做功，弹力做正功，所以小球的机械能增加，球刚脱离弹簧时弹簧的弹性形变消失，弹性势能最小，故D正确。5选D设自行车的总质量为m，第一次关闭自动充电装置，由动能定理有mgL10Ek，第二次启动自动充电装置，由功能关系有EkmgL2E电，
11、代入数据解得E电240 J，D正确。6选D运动员的加速度为g，小于gsin 30，所以必受摩擦力，且大小为mg，克服摩擦力做功为mgmgh，故C错；摩擦力做功，机械能不守恒，减少的重力势能没有全部转化为动能，而是有mgh转化为内能，故A错，D正确；由动能定理知，运动员获得的动能为mgmgh，故B错。7选AC由剪断细绳前两物体平衡可得：mAgsin mBgsin ，由机械能守恒得：mgHmv2，可知两物体着地时的速度v，故它们的速度大小相同，但因物体质量不同，故两物体着地时的动能和机械能均不同，B、D错误，C正确；由PAmAgvsin ，PBmBgvsin 可知，两物体着地时，所受重力的功率相同
12、，A正确。8选ABC根据动能定理，物块到达最右端时具有的动能为Ek1Ek1F(Ll)Ff(Ll)(FFf)(Ll)，A正确；物块到达最右端时，小车具有的动能可根据动能定理列式：Ek2Ek2Ffl，B正确；由功的公式，物块克服摩擦力所做的功为WFfFf(Ll)，C正确。物块增加的机械能Ekm(FFf)(Ll)，小车增加的机械能EkMFfl，物块和小车增加的机械能为EkmEkMF(Ll)FfL，D错误。9解析：(1)小物块随板运动撞击平台时的速度v1满足：1(mM)gL(Mm)v(Mm)v小物块到A点时速度为v2满足：2mg(sL1)mvmv由牛顿第二定律得FNmgm解得FN140 N故由牛顿第三
13、定律可知，小物块对轨道上A点的压力大小为140 N，方向竖直向下。(2)设小物块能通过半圆轨道的最高点，且在最高点处的速度为v3，则有mvmv2mgR解得v36 m/s2 m/s故小物块能通过最高点，做平抛运动，有xv3t及2Rgt2解得x2.4 m。答案：(1)140 N，方向竖直向下(2)见解析10解析：(1)假设m、M相对静止，由牛顿第二定律a2.4 m/s2。此时m受的合外力F合ma2.4 NFfmg2 N。所以m、M相对滑动，ag2 m/s2。(2)速度最大时，弹簧伸长x，则kxmg，所以x0.08 m，由功能关系mgxkx2mv。所以vm0.4 m/s。答案：(1)2 m/s2(2)0.4 m/s