2021版高考物理一輪復(fù)習(xí)第五章機(jī)械能4功能關(guān)系能量守恒定律訓(xùn)練2含解析

PAGE3-功能關(guān)系能量守恒定律1.將三個木板1、2、3固定在墻角,木板與墻壁和地面構(gòu)成了三個不同的三角形,如圖所示,其中1與2底邊相同,2和3高度相同?，F(xiàn)將一個可以視為質(zhì)點的物塊分別從三個木板的頂端由靜止釋放,并沿斜面下滑到底端,物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ均相同。在這三個過程中,下列說法不正確的是 ()A.沿著1和2下滑到底端時,物塊的速度不同,沿著2和3下滑到底端時,物塊的速度相同B.沿著1下滑到底端時,物塊的速度最大C.物塊沿著3下滑到底端的過程中,產(chǎn)生的熱量是最多的D.物塊沿著1和2下滑到底端的過程中,產(chǎn)生的熱量是一樣多的【解析】選A。設(shè)1、2、3木板與地面的夾角分別為θ1、θ2、θ3,木板長分別為l1、l2、l3,當(dāng)物塊沿木板1下滑時,由動能定理有mgh1-μmgl1cosθ1=12mv12-0;當(dāng)物塊沿木板2下滑時,由動能定理有mgh2-μmgl2cosθ2=12mv22-0,l1cosθ1=l2cosθ2,可得v1>v2;當(dāng)物塊沿木板3下滑時,由動能定理有mgh3-μmgl3cosθ3=12mv32-0,又h2=h3,l2cosθ2<l3cosθ3,可得v2>v3,故A錯,B對。三個過程中產(chǎn)生的熱量分別為Q1=μmgl1cosθ1,Q2=μmgl2cosθ2,Q3=μmgl3cosθ3,則Q1=Q2<Q3,故C2.(多選)如圖所示,一質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平地面上,質(zhì)量為m的木塊沿粗糙斜面加速下滑h高度,速度大小由v1增大到v2,所用時間為t,木塊與斜面體之間的動摩擦因數(shù)為μ。在此過程中 ()A.斜面體受水平地面的靜摩擦力為零B.木塊沿斜面下滑的距離為v1C.如果給質(zhì)量為m的木塊一個沿斜面向上的初速度v2,它將沿斜面上升到h高處速度變?yōu)関1D.木塊與斜面摩擦產(chǎn)生的熱量為mgh-12mv22+【解析】選B、D。對整體分析可知,整體一定有向左的加速度,根據(jù)牛頓第二定律可知,整體在水平方向一定受外力,即水平地面與斜面體間的靜摩擦力,故A錯誤;由平均速度公式可知,木塊沿斜面下滑的平均速度為v=v1+v22,故下滑的距離為x=vt=v1+v22t,故B正確;由于木塊在斜面上受摩擦力,故木塊沿斜面向上運動時的加速度大小一定大于木塊沿斜面向下運動時的加速度大小,故上升h時的速度一定小于v1,故C錯誤;由能量守恒定律可知:mgh+12mv12=12mv3.如圖所示,一輕彈簧下端固定在傾角θ=30°的斜面的底端,斜面固定在水平地面上。物塊B放在木箱A的里面,它們(均視為質(zhì)點)一起從斜面頂端a點由靜止開始下滑,到b點接觸彈簧,木箱A將彈簧上端壓縮至最低點c,此時將物塊B迅速拿出,然后木箱A又恰好被彈簧彈回到a點。已知木箱A的質(zhì)量為m,物塊B的質(zhì)量為3m,a、c兩點間的距離為L,重力加速度為g。下列說法正確的是 ()A.在A上滑的過程中與彈簧分離時A的速度最大B.彈簧被壓縮至最低點c時,其彈性勢能為0.8mgLC.在木箱A從斜面頂端a下滑至再次回到a點的過程中,因摩擦產(chǎn)生的熱量為mgLD.若物塊B沒有被拿出,A、B能夠上升的最高位置距離a點為L【解析】選B。木箱A上滑至加速度為零的時候,速度最大,所以在A上滑的過程中當(dāng)彈簧彈力等于重力沿斜面向下分力與摩擦力之和時速度最大,A錯誤;設(shè)壓縮至最短時,彈性勢能為Ep,根據(jù)題意下滑過程:Ep=4mgLsinθ-4μmgLcosθ,上滑過程:Ep=mgLsinθ+μmgLcosθ,聯(lián)立解得:Ep=0.8mgL,μ=35,B正確;根據(jù)題意可知,摩擦產(chǎn)熱等于克服摩擦力做功:Q=4μmgLcosθ+μmgLc