当前位置:首页 >> 理化生 >>

第五章 第4单元 功能关系 能量守恒定律


第五章 第 4 单元

功能关系 能量守恒定律.

1.自然现象中蕴藏着许多物理知识,如图 1 所示为一个盛水袋,某 人从侧面缓慢推袋壁使它变形,则水的势能( A.增大 C.不变 B.变小 D.不能确定 图1 2.运动员跳伞将经历开伞前后的加速下降和减速下降两个过程。将人和伞看成一个系 统,在这两个过程中,下列说法正确的是( A.阻力对系统

始终做负功 B.系统受到的合外力始终向下 C.重力做功使系统的重力势能增加 D.任意相等的时间内重力做的功相等 3.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, 将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 的初总动能在粗糙的 图2 ) )

水平路面上滑行,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 2 中的线①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②所示,则第二次 向蓄电池所充的电能是( A.600 J C.300 J ) B.360 J D.240 J

4.如图 3 所示,小球从 A 点以初速度 v0 沿粗糙斜面向上运动, 到达最高点 B 后返回,C 为 AB 的中点。下列说法中正确的是( ) 图3

A.小球从 A 出发到返回 A 的过程中,位移为零,外力做功为零 B.小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程,减少的动能相等 C.小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程,速度的变化率相等 5.如图 4 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 1 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 3 说法正确的是( )

图4

A.运动员减少的重力势能全部转化为动能
1

1 B.运动员获得的动能为 mgh 3 2 C.运动员克服摩擦力做功为 mgh 3 1 D.下滑过程中系统减少的机械能为 mgh 3 6.如图 5 所示,粗糙的斜面与光滑的水平面相连接,滑块沿水平面 以速度 v0 运动。设滑块运动到 A 点的时刻为 t=0,距 A 点的水平距离为 x,水平速度为 vx。由于 v0 不同,从 A 点到 B 点的几种可能的运动图像如 下列选项所示,其中表示摩擦力做功最大的是( ) 图5

图6 7.滑板是现在非常流行的一种运动,如图 7 所示,一滑板运动员 以 7 m/s 的初速度从曲面的 A 点下滑,运动到 B 点时速度仍为 7 m/s, 若他以 6 m/s 的初速度仍由 A 点下滑,则他运动到 B 点时的速度( ) 图7 A.大于 6 m/s C.小于 6 m/s B.等于 6 m/s D.条件不足,无法计算

8.如图 8 所示,竖直平面内放一直角杆 MON,杆的水平部分粗糙, 动摩擦因数 μ=0.2,杆的竖直部分光滑。两部分各套有质量均为 1 kg 的小 球 A 和 B,A、B 球间用细绳相连。初始 A、B 均处于静止状态,已知:OA =3 m,OB=4 m,若 A 球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动 1 m(取 g =10 m/s2),那么该过程中拉力 F 做功为( A.14 J C.6 J B.10 J D.4 J ) 图8

9.如图 9 所示,在水平地面上固定一倾角为 θ 的光滑绝缘斜面, 斜面处于电场强度大小为 E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度 系数为 k 的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然 状态。一质量为 m、带电荷量为 q(q>0)的滑块从距离弹簧上端为 x0 处 图9

静止释放,滑块在运动过程中电荷量保持不变。设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失,弹 簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为 g,则( A.当滑块的速度最大时,弹簧的弹性势能最大 B.当滑块的速度最大时,系统的机械能最大 )

2

C.当滑块的加速度最大时,弹簧的弹性势能最大 D.当滑块的加速度最大时,系统的机械能最大 10.如图 10 所示,水平传送带由电动机带动,并始终保持以速度 v 匀速运动,现将质 量为 m 的某物块由静止释放在传送带上的左端,过一会儿物块能保持与传送带相对静止, 设物块与传送带间的动摩擦因数为 μ,对于这一过程,下列说法正确的是( )

图 10 A.摩擦力对物块做的功为 0.5mv2 B.物块对传送带做功为 0.5mv2 C.系统摩擦生热为 0.5mv2 D.电动机多做的功为 mv2 11.如图 11 所示,将质量均为 m,厚度不计的两物块 A、B 用轻质 弹簧相连接。第一次只用手托着 B 物块于 H 高处,A 在弹簧的作用下处 于静止状态,现将弹簧锁定,此时弹簧的弹性势能为 Ep,现由静止释放 A、B,B 物块着地后速度立即变为零,同时弹簧解除锁定,在随后的过 程中 B 物块恰能离开地面但不继续上升。第二次用手拿着 A、B 两物块, 图 11

使弹簧竖直并处于原长状态,此时物块 B 离地面的距离也为 H,然后由静止同时释放 A、B, B 物块着地后速度同样立即变为零,试求: (1)第二次释放 A、B 后,A 上升至弹簧恢复原长时的速度大小 v1; (2)第二次释放 A、B 后,B 刚要离开地面时 A 的速度大小 v2。

12.如图 12 所示,竖直平面内的轨道 ABCD 由水平轨道 AB 与光滑的四分之一圆弧轨 道 CD 组成,AB 恰与圆弧 CD 在 C 点相切,轨道固定在水平面上。一个质量为 m 的小物块 (可视为质点)从轨道的 A 端以初动能 E 冲上水平轨道 AB,沿着轨道运动,由 DC 弧滑下后 停在水平轨道 AB 的中点。已知水平轨道 AB 长为 L。求:

图 12 (1)小物块与水平轨道间的动摩擦因数 μ? (2)为了保证小物块不从轨道的 D 端离开轨道,圆弧轨道的半径 R 至少是多大?

3

(3)若圆弧轨道的半径 R 取第(2)问计算出的最小值,增大小物块的初动能,使得小物块 冲上轨道后可以达到最大高度是 1.5R 处,试求小物块的初动能并分析小物块能否停在水平 轨道上。如果能,将停在何处?如果不能,将以多大速度离开水平轨道?

详解答案
1.解析:人推袋壁使它变形,对它做了功,由功能关系可得,水的重力势能增加,A 正确。 答案:A 2.解析:阻力的方向总与运动方向相反,故阻力总做负功,A 正确;运动员加速下降 时合外力向下,减速下降时合外力向上,B 错误;重力做功使系统重力势能减少,C 错误; 由于做变速运动,任意相等时间内的下落高度 h 不相等,所以重力做功 W=mgh 不相等,D 错误。 答案:A 3.解析: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-μmgL1 =0-Ek,第二次启动自动充电装置,由功能关系有 Ek=μmgL2+E 电,代入数据解得 E 电= 240 J,D 正确。 答案:D 4.D.小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程,损失的机械能相等 解析:小球从 A 出发到返回 A 的过程中,位移为零,重力做功为零,但有摩擦力做负 功,选项 A 错误;因为 C 为 AB 的中点,小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程合外力恒定,加 速度恒定,速度的变化率相等,选项 C 正确;又因为重力做功相等,摩擦力做功相等,则 合外力做功相等,故减少的动能相等,损失的机械能相等,选项 B、D 正确。 答案:BCD 1 1 5.解析:运动员的加速度为 g,小于 gsin30° ,所以必受摩擦力,且大小为 mg,克服 3 6 1 h 1 摩擦力做功为 mg× = mgh,故 C 错;摩擦力做功,机械能不守恒,减少的重力势能 6 sin30° 3 1 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 3 1 h 2 获得的动能为 mg× = mgh,故 B 错。 3 sin30° 3 答案:D
4

6.解析:从 A 选项的水平位移与时间成正比关系可知,滑块做平抛运动,摩擦力必定 为零;B 选项说明滑块先做平抛运动后在水平地面上运动,水平速度突然增大,摩擦力依然 为零;对 C 选项,水平速度不变,为平抛运动,摩擦力为零;对 D 选项水平速度与时间成 正比,说明滑块在斜面上做匀加速直线运动,有摩擦力,故摩擦力做功最大的是 D 图像所 显示的情境,D 正确。 答案:D 7.解析:当初速度为 7 m/s 时,由功能关系知,运动员克服摩擦力做的功等于减少的 重力势能。运动员做的曲线运动可看成圆周运动,当初速度变为 6 m/s 时,所需的向心力变 小,因而运动员对轨道的压力变小,由 Ff=μFN 知运动员所受的摩擦力减小,故从 A 到 B 过程中克服摩擦力做的功减少, 而重力势能变化量不变, 故运动员在 B 点的动能大于他在 A 点的动能,A 正确。 答案:A 8. 解析: 由题意可知, 绳长 AB= OA2+OB2=5 m, 若 A 球向右移动 1 m, OA′=4 m, 则 OB′= AB2-OA′2=3 m,即 B 球升高 hB=1 m;对整体(A+B)进行受力分析,在竖直 方向,杆对 A 球的支持力 FN=(mA+mB)g,球 A 受到的摩擦力 FfA=μFN=4 N,由功能关系 可知,拉力 F 做的功 WF=mBg· hB+FfA· xA=14 J,选项 A 正确。 答案:A 9.解析:滑块接触弹簧后,弹力逐渐增大,滑块先做加速度逐渐减小的加速运动,再 做加速度逐渐增大的加速运动,当加速度为零时,速度最大,此时弹簧还没压缩到最短,故 弹性势能不是最大,A 项错误;根据重力以外的力做功量度了机械能的变化,在向下运动过 程中,电场力做正功,机械能在增大,运动到速度为零时,电场力做功最多,机械能最大, B 项错误;当速度为零时,加速度最大,此时弹簧压缩到最短,故弹性势能最大,电场力做 功最多,故机械能最大,CD 正确。 答案:CD 10.解析:对物块运用动能定理,摩擦力做的功等于物块动能的增加,即 0.5mv2,故 A 正确; 传送带的位移是物块位移的两倍, 所以物块对传送带做功是摩擦力对物块做功的两倍, 物块对传送带做负功, 即-mv2, 故 B 错; 电动机多做的功就是克服传送带的摩擦力做的功, 也为 mv2,故 D 正确;系统摩擦生热等于摩擦力与相对位移的乘积,故 C 正确。 答案:ACD 11.解析:(1)第二次释放 A、B 后,A 上升至弹簧恢复原长时的速度大小等于 B 刚接触 1 地面时 A 的速度大小,所以 mgH= mv12,v1= 2gH。 2 (2)第一次弹簧解除锁定时与两次 B 刚要离开地面时的弹性势能均为 Ep,设第一次弹簧 解除锁定后 A 上升的最大高度为 h,则

5

1 1 h 1 mv 2=mgh, mv12=mg + mv22+Ep 2 1 2 2 2 所以:v2= gH- 2Ep 。 m gH- 2Ep m

答案:(1) 2gH (2)

12. 解析: (1)小物块最终停在 AB 的中点, 在这个过程中, 由动能定理得-μmg(L+0.5L) =-E 2E 解得 μ= 。 3mgL (2)若小物块刚好到达 D 处,速度为零,由动能定理有-μmg· L-mg· R=-E E 解得 CD 圆弧半径至少为 R= 。 3mg (3)设小物块以初动能 E′冲上轨道,可以达到的最大高度是 1.5R,由动能定理得 -μmgL-1.5mgR=-E′, 7E 解得 E′= 6 E 2E 小物块滑回 C 点时的动能为 EC=1.5mgR= ,由于 EC<μmgL= ,故小物块将停在轨 2 3 道上 设到 A 点的距离为 x,有-μmg(L-x)=-EC 1 解得 x= L 4 1 即小物块最终停在水平滑道 AB 上,距 A 点 L 处。 4 2E E 答案:(1) (2) (3)见解析 3mgL 3mg

6


相关文章:
第五章 第4单元 功能关系 能量守恒定律 课时作业
第五章 第4单元 功能关系 能量守恒定律 课时作业_医学_高等教育_教育专区。第...由牛顿第二定律可知,kx -μmg=ma(x 为弹簧的伸长量),当 a=0 时,物体...
5第四单元 功能关系 能量守恒定律巩固练习
2011 级高三一轮复习物理学案 必修二 第五章机械能 第四单元 功能关系 能量守恒定律巩固练习 1.体育比赛中的 3 米跳板跳水的运动过程可简化为:质量为 m 的运动...
第五章 第4单元 功能关系 能量守恒定律
如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。 第五章 第4单元 功能关系 能量守恒定律 三维设计三维设计隐藏>> 第五...
第5章第4单元 功能关系 能量守恒定律练习
如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。 第5章第4单元 功能关系 能量守恒定律练习 隐藏>> 为您服务教育网 http...
...高考物理一轮复习第4单元 功能关系 能量守恒定律 课...
2012高考物理一轮复习第4单元 功能关系 能量守恒定律 课时作业_从业资格考试_资格考试/认证_教育专区。第五章 第 4 单元 功能关系 能量守恒定律 [课时作业] 命题...
第五章机械能守恒第 7 课时功能关系能量守恒定律
机械能及能量守恒定律单元... 3页 5财富值 第五章 第4单元 功能关系... 暂无评价 4页 1财富值 必修2《机械能》§7.10能量... 6页 免费 第13课时 功能...
第4单元 功能关系 能量守恒定律 课时作业
第五章 第4单元 功能关系... 6页 免费 山东青州一中2012届高三一... 11页 免费 功能关系 能量守恒定律 6页 20财富值 2011届新课标高考物理专题... 8页 ...
第五章 第4单元 功能关系 能量守恒定律
如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。 第五章 第4单元 功能关系 能量守恒定律 隐藏>> 第五章 第 4 单元 ...
功能关系 能量守恒定律
5-功能关系与能量守恒定... 4页 免费 第五章 第4单元 功能关... 57页 ...功能关系 能量守恒定律 1.对于功和能的关系,下列说法中正确的是( A.功就是...
4 功能关系 能量守恒定律
第5章第4单元 功能关系 ... 6页 1下载券 第五章 第4单元 功能... 6页...4 功能关系 能量守恒定律 (45 分钟,100 分) 一、选择题 1.如图所示,物体 ...
更多相关标签: