全程復(fù)習(xí)構(gòu)想2023高考物理一輪復(fù)習(xí)第六章碰撞與動(dòng)量守恒專(zhuān)題五功能關(guān)系能量守恒課時(shí)作業(yè)新人教版

PAGEPAGE5功能關(guān)系能量守恒一、選擇題(1～4題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，5～7題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.自然現(xiàn)象中蘊(yùn)藏著許多物理知識(shí)，如下圖為一個(gè)盛水袋，某人從側(cè)面緩慢推袋壁使它變形，那么水的重力勢(shì)能()A．變大B．變小C．不變D．不能解析：人緩慢推水袋，對(duì)水袋做正功，由功能關(guān)系可知，水的重力勢(shì)能一定增加，A正確．答案：A2.滑塊靜止于光滑水平面上，與之相連的輕質(zhì)彈簧處于自然伸直狀態(tài)，現(xiàn)用恒定的水平外力F作用于彈簧右端，在向右移動(dòng)一段距離的過(guò)程中拉力F做了10J的功．在上述過(guò)程中()A．彈簧的彈性勢(shì)能增加了10JB．滑塊的動(dòng)能增加了10JC．滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加了10JD．滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析：拉力F做功的同時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)，彈性勢(shì)能增大，滑塊向右加速，滑塊動(dòng)能增加，由功能關(guān)系可知，拉力做功等于滑塊的動(dòng)能與彈簧彈性勢(shì)能的增加量之和，C正確，A、B、D均錯(cuò)誤．答案：C3．(2022·宜昌模擬)在離水平地面h高處將一質(zhì)量為m的小球水平拋出，在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中所受空氣阻力大小恒為F阻，落地時(shí)小球距拋出點(diǎn)的水平距離為x，速率為v，那么，在小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中()A．重力勢(shì)能減少mgeq\r(h2＋x2)B．克服空氣阻力做的功為F阻·eq\r(h2＋x2)C．落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為mgvD．機(jī)械能逐漸減少解析：重力做功為WG＝mgh，由功能關(guān)系可知重力勢(shì)能減少mgh，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；空氣阻力做功與經(jīng)過(guò)的路程有關(guān)，而小球經(jīng)過(guò)的路程大于eq\r(h2＋x2)，故克服空氣阻力做的功大于F阻·eq\r(h2＋x2)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為重力與沿重力方向的分速度的乘積，故落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率小于mgv，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；空氣阻力做負(fù)功，機(jī)械能減少，選項(xiàng)D正確．答案：D4.如下圖，ABCD是一個(gè)盆式容器，盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧，B、C在水平線(xiàn)上，其距離d＝0.50m，盆邊緣的高度h＝0.30m，在A處放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊并讓其從靜止出發(fā)下滑．盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的，而盆底BC面與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.10，小物塊在盆內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，最后停下來(lái)，那么停下的位置到B的距離為()A．0.50mB．0.25mC．0.10mD．0解析：分析小物塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，可知由于克服摩擦力做功，物塊的機(jī)械能不斷減?。O(shè)物塊在BC上運(yùn)動(dòng)的總路程為l.根據(jù)動(dòng)能定理得mgh－μmgl＝0，解得l＝eq\f(h,μ)＝eq\f(0.30,0.10)m＝3m＝6d，即小物塊正好停在B點(diǎn)，所以D選項(xiàng)正確．答案：D5．(2022·四川樂(lè)山一模)如下圖，質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的小車(chē)靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在小車(chē)的最左端．現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使小物塊從靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，小物塊和小車(chē)之間的摩擦力為F1，小物塊滑到小車(chē)的最右端時(shí)，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離為x.在這個(gè)過(guò)程中，以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是()A．小物塊到達(dá)小車(chē)最右端時(shí)，小車(chē)具有的動(dòng)能為(F＋F1)·(L＋x)B．小物塊到達(dá)小車(chē)最右端時(shí)，小車(chē)具有的動(dòng)能為F1xC．小物塊和小車(chē)增加的機(jī)械能為F1xD．小物塊克服摩擦力所做的功為F1(L＋x)解析：對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)x的過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理有F1x＝eq\f(1,2)Mv2－0，物塊滑到小車(chē)右端時(shí)，小車(chē)具有的動(dòng)能為F1x，故A錯(cuò)誤，B正確．摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能等于摩擦力與相對(duì)路程的乘積，即Q＝fΔx，根據(jù)功能關(guān)系知，拉力做的功轉(zhuǎn)化為小車(chē)和物塊增加的機(jī)械能和摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，有F(L＋x)＝ΔE＋F1L，所以增加的機(jī)械能ΔE＝F(L＋x)－F1L，故C錯(cuò)誤．小物塊克服摩擦力所做的功等于摩擦力的大小乘小物塊的位移，故F1(x＋L)，D正確．答案：BD6.如下圖，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪．質(zhì)量分別為M、m(M>m)的滑塊，通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)定滑輪連接，輕繩與斜面平行．兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)．假設(shè)不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中()A．兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒B．重力對(duì)M做的功等于M動(dòng)能的增加C．輕繩對(duì)m做的功等于m機(jī)械能的增加D．兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功解析：由于系統(tǒng)受到摩擦力的作用，且摩擦力做功，故系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理可知，合力對(duì)M做的功等于M動(dòng)能的增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；除重力以外的力對(duì)物體做的功等于機(jī)械能的增加，應(yīng)選項(xiàng)C正確；由能量守恒定律可知，選項(xiàng)D正確．答案：CD7．(2022·湖北八校聯(lián)考)如圖甲所示，質(zhì)量為1kg的小物塊以初速度v0＝11m/s從θ＝53°固定斜面底端先后兩次滑上斜面，第一次對(duì)小物塊施加一沿斜面向上的恒力F，第二次無(wú)恒力F.圖乙中的兩條線(xiàn)段a、b分別表示存在恒力F和無(wú)恒力F時(shí)小物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的v－t圖線(xiàn)．不考慮空氣阻力，g＝10m/s2，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．恒力F大小為1NB．物塊與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6C．有恒力F時(shí)，小物塊在上升過(guò)程產(chǎn)生的熱量較少D．有恒力F時(shí)，小物塊在上升過(guò)程機(jī)械能的減少量較小解析：根據(jù)v－t圖象中斜率等于加速度可知aa＝eq\f(Δv,t1)＝－10m/s2，ab＝eq\f(Δv,t2)＝－11m/s2，不受拉力時(shí)，mab＝－mgsin53°－μmgcos53°，代入數(shù)據(jù)得μ＝0.5.受到拉力的作用時(shí)，maa＝F－mgsin53°－μmgcos53°，所以F＝1N，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式x＝eq\f(0－v\o\al(2,0),2a)，有恒力F時(shí)，小物塊的加速度小，位移大，所以在上升過(guò)程產(chǎn)生的熱量較多，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；結(jié)合C的分析可知，有恒力F時(shí)，小物塊上升的高度比擬大，所以在最高點(diǎn)的重力勢(shì)能比擬大，而升高的過(guò)程動(dòng)能的減小是相等的，所以在上升過(guò)程機(jī)械能的減少量較小，選項(xiàng)D正確．答案：AD二、非選擇題8.如下圖，傳送帶始終保持v＝3m/s的速度順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，一個(gè)質(zhì)量為m＝1.0kg，初速度為零的小物體放在傳送帶的左端，假設(shè)物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.15，傳送帶左右兩端距離為x＝4.5m(g＝10m/s2)．(1)求物體從左端到右端的時(shí)間；(2)求物體從左端到右端的過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能；(3)設(shè)帶輪由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，求為了使物體從傳送帶左端運(yùn)動(dòng)到右端而多消耗的電能．解析：(1)滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的加速度為a＝μg＝0.15×10m/s2＝1.5m/s2所以速度到達(dá)3m/s的時(shí)間為t1＝eq\f(v,a)＝eq\f(3,1.5)＝2s2s內(nèi)物體發(fā)生的位移為x1＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)＝3m<4.5m所以物體先加速后勻速到達(dá)另一端．t2＝eq\f(x－x1,v)＝0.5s，總時(shí)間為t＝t1＋t2＝2.5s.(2)物體與傳送帶之間的相對(duì)位移為Δx＝vt1－x1＝3m，所以產(chǎn)生的熱量為Q＝μmgΔx＝0.15×1×10×3J＝4.5J.(3)解法1：物體在傳送帶上滑行時(shí)皮帶受到向后的摩擦力和電動(dòng)機(jī)的牽引力做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．故摩擦力對(duì)傳送帶做功與電動(dòng)機(jī)做的功(電動(dòng)機(jī)多消耗的電能)大小相等．故ΔE電＝μmgx2＝μmgvt＝9J，解法2：電動(dòng)機(jī)多消耗的電能等于物體的動(dòng)能的增加量與產(chǎn)生的內(nèi)能之和，故有ΔE電＝Q＋eq\f(1,2)mv2＝9J.答案：(1)2.5s(2)4.5J(3)9J9．如下圖為某娛樂(lè)活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的活動(dòng)方案示意圖，游戲者通過(guò)助跑后從A點(diǎn)以某一速度沿斜面滑下，到達(dá)斜面底端B點(diǎn)后滑過(guò)水平無(wú)摩擦的BC段，順勢(shì)抓住C點(diǎn)正上方P點(diǎn)處的輕質(zhì)吊環(huán)，人和吊環(huán)一起沿水平桿向前滑去，沿水平桿前進(jìn)一定距離后松手，要求落在位于水面上的平臺(tái)M上．斜面AB的長(zhǎng)度L＝12m，斜面傾角為37°，人與斜面間和吊環(huán)與水平桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.5，P點(diǎn)到平臺(tái)中心M點(diǎn)的水平距離d＝8m，某人在游戲活動(dòng)中助跑后到達(dá)A點(diǎn)的速度為vA＝4m/s，下滑后在P點(diǎn)抓住吊環(huán)滑行一段距離，松手后下落的高度為h＝3.2m，不考慮人體型變化所帶來(lái)的影響，人經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度大小不變，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)該人到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為多大？(2)該人假設(shè)正好落到M點(diǎn)，人和吊環(huán)一起沿水平桿向前滑行的距離x應(yīng)多大？解析：(1)由能量守恒定律得mgLsin37°＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＋μmgscos37°其中vA＝4m/s，代入數(shù)據(jù)解得vB＝8m/s.(2)設(shè)人下落的時(shí)間為t，根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝0.8s設(shè)人松手時(shí)速度為v，人和吊環(huán)一起沿水平桿向前時(shí)由能量守恒定律得：eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)mv2＋μmgx人平拋的水平距離d－x＝vt聯(lián)立解得x＝4.8m.答案：(1)8m/s(2)4.8m10．如下圖，在豎直方向上，A、B兩物體通過(guò)勁度系數(shù)為k＝16N/m的輕質(zhì)彈簧相連，A放在水平地面上，B、C兩物體通過(guò)細(xì)線(xiàn)繞過(guò)輕質(zhì)定滑輪相連，C放在傾角α＝30°的固定光滑斜面上.用手拿住C，使細(xì)線(xiàn)剛剛拉直但無(wú)拉力作用，并保證ab段的細(xì)線(xiàn)豎直、cd段的細(xì)線(xiàn)與斜面平行．A、B的質(zhì)量均為m＝0.2kg，重力加速度取g＝10m/s2，細(xì)線(xiàn)與滑輪之間的摩擦不計(jì)，開(kāi)始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．釋放C后，C沿斜面下滑，A剛離開(kāi)地面時(shí)，B獲得最大速度，求：(1)從釋放C到物體A剛離開(kāi)地面時(shí)，物體C沿斜面下滑的距離；(2)物體C的質(zhì)量；(3)釋放C到A剛離開(kāi)地面的過(guò)程中細(xì)線(xiàn)的拉力對(duì)物體C做的功．解析：(1)設(shè)開(kāi)始時(shí)彈簧的壓縮量為xB，那么kxB＝mg①設(shè)物體A剛離開(kāi)地面時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為xA，那么kxA＝mg②當(dāng)物體A剛離開(kāi)地面時(shí)，物體C沿斜面下滑的距離為h＝xA＋xB③由①②③解得h＝eq\f(2mg,k)＝0.25m④.(2)設(shè)物體A剛離開(kāi)地面時(shí)，物體B獲得最大速度vm，加速度為零，設(shè)C的質(zhì)量為M，對(duì)B有FT－mg－kxA＝0⑤對(duì)C有Mgsinα－FT＝0⑥由②⑤⑥得Mg