(通用版)高考物理一轮复习第五章第4讲功能关系能量守恒定律课时作业(含解析)

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1、功能关系能量守恒定律一、选择题(本题共10小题,1~6题为单选题,7~10题为多选题)1.(2018·张掖模拟)一质量为m的人站在电梯中,电梯由静止竖直向上做匀加速运动时,电梯的加速度为.人随电梯上升高度H的过程中,下列说法错误的是(重力加速度为g)(  )A.人的重力势能增加mgHB.人的机械能增加mgHC.人的动能增加mgHD.人对电梯的压力是他体重的倍解析:C 电梯上升高度H,则重力做负功,重力势能增加mgH,故A正确;对人由牛顿第二定律得FN-mg=ma,解得FN=mg+ma=mg+mg=mg,支持力方向竖直向上,故做正功,支持力做的功等于人的机械能增量,故人的机械能

2、增加mgH,而重力势能增加mgH,所以动能增加mgH,故B正确,C错误;根据牛顿第三定律可知,人对电梯底部的压力为mg,即人对电梯的压力是他体重的倍,D正确.2.(2018·唐山模拟)轻质弹簧右端固定在墙上,左端与一质量m=0.5kg的物块相连,如图甲所示.弹簧处于原长状态,物块静止且与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.以物块所在处为原点,水平向右为正方向建立x轴.现对物块施加水平向右的外力F,F随x轴坐标变化的关系如图乙所示.物块运动至x=0.4m处时速度为零.则此时弹簧的弹性势能为(g=10m/s2)(  )A.3.1JB.3.5JC.1.8JD.2.0J解析:A 物块与水

3、平面间的摩擦力为Ff=μmg=1N,现对物块施加水平向右的外力F,由F-x图象面积表示F做的功,可知F做功W=3.5J,克服摩擦力做功Wf=Ffx=0.4J,由功能关系可知,W-Wf=Ep,此时弹簧的弹性势能为Ep=3.1J,故A正确,B、C、D错误.3.如图所示,一轻弹簧左端固定在长木板m2的左端,右端与小木块m1连接,且m1、m2及m2与地面之间接触面光滑,开始时m1和m2均静止,现同时对m1、m2施加等大反向的水平恒力F1和F2,从两物体开始运动以后的整个过程中,对m1、m2和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度),下列说法正确的是(  )A.由于F1、F

4、2等大反向,故系统机械能守恒B.由于F1、F2分别对m1、m2做正功,故系统动能不断增加C.由于F1、F2分别对m1、m2做正功,故系统机械能不断增加D.当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时,m1、m2的动能最大解析:D 当F1、F2大于弹簧的弹力时,m1向右加速运动,m2向左加速运动,F1、F2均做正功,故系统的动能和弹性势能增加,A错误.当F1、F2小于弹力时,弹簧仍伸长,F1、F2仍做正功,但动能不再增加而是减小,弹性势能在增加,B错误.当m1、m2速度减为零,m1、m2开始反向运动,这时F1、F2做负功,C错误.故D正确.4.如图所示,有三个斜面a、b、c,底边的长分

5、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2ΔEa=2ΔEb=ΔEcB.因摩擦产生的热量3Qa=3Qb=QcC.物体到达底端的动能Eka=3Ekb=3EkcD.因摩擦产生的热量4Qa=2Qb=Qc解析:B 本题考查功能关系的应用,意在考查考生的分析综合能力和推理能力.设斜面和水平方向夹角为θ,斜面长度为x,则物体下滑过程中克服摩擦力做功为W=μmgxcosθ,xcosθ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

6、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Qa=Qb=Qc,所以损失的机械能ΔEa=ΔEb=ΔEc,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mgH-μmgxcosθ=mv2-0=Ek,Eka=3mgh-μmgL,Ekb=mgh-μmgL,Ekc=mgh-μmg·3L,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Eka>Ekb>Ekc,选项C错误.5.(2018·四川德阳调研)足够长的水平传送带以恒定速度v匀速运动,某时刻一个质量为m的小物块以大小也是v、方向与传送带的运动方向相反的初速度冲上传送带,最后小

7、物块的速度与传送带的速度相同.在小物块与传送带间有相对运动的过程中,滑动摩擦力对小物块做的功为W,小物块与传送带间因摩擦产生的热量为Q,则下列判断正确的是(  )A.W=0,Q=mv2B.W=0,Q=2mv2C.W=,Q=mv2D.W=mv2,Q=2mv2解析:B 本题考查动能定理和传送带问题,意在考查考生的综合分析能力.对小物块,由动能定理,有W=mv2-mv2=0;设小物块与传送带间的动摩擦因数为μ,则小物块与传送带间的相对位移x相对=,这段时间内因摩擦产生的热量Q=μmg·x相对=2mv2,选项B

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