高三物理一轮复习功能关系 能量守恒定律同步练习

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1、功能关系能量守恒定律一、选择题(本大题共9个小题,共63分,每小题至少有一个选项正确,全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.轻质弹簧吊着小球静止在如图1所示的A位置,现用水平外力F将小球缓慢拉到B位置,此时弹簧与竖直方向的夹角为θ,在这一过程中,对于整个系统,下列说法正确的是(  )A.系统的弹性势能不变B.系统的弹性势能增加C.系统的机械能不变D.系统的机械能增加解析:根据力的平衡条件可得F=mgtanθ,弹簧弹力大小为F弹=,B位置比A位置弹力大,弹簧伸长量大,所以由A位置到B位置的过程中,系统的弹性势能增加,又由于重力势能增加,动能不变,所以系统的机械能

2、增加.答案:BD2.(2010·海淀模拟)滑板是现在非常流行的一种运动,如图2所示,一滑板运动员以7m/s的初速度从曲面的A点下滑,运动到B点速度仍为7m/s,若他以6m/s的初速度仍由A点下滑,则他运动到B点时的速度(  )A.大于6m/s     B.等于6m/sC.小于6m/sD.条件不足,无法计算解析:当初速度为7m/s时,由功能关系,运动员克服摩擦力做功等于减少的重力势能.而当初速度变为6m/s时,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点动能大于他在A点的动能.答案:A3.质量为m的物体,从距地面h高处由静止开始

3、以加速度a=g竖直下落到地面,在此过程中(  )A.物体的重力势能减少mghB.物体的动能增加mghC.物体的机械能减少mghD.物体的机械能保持不变解析:物体所受合力为F合=ma=mg由动能定理得,动能的增加量ΔEk=F合·h=mgh.答案:B4.(2008·四川高考)一物体沿固定斜面从静止开始向下运动,经过时间t0滑至斜面底端.已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定.若用F、v、x和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能,则如图3所示的图象中可能正确的是(  )图3解析:物体在沿斜面向下滑动的过程中,受到重力、支持力、摩擦力的作用,其合力为恒力,A正确;而物体

4、在此合力作用下做匀加速运动,v=at,x=at2,所以B、C错;物体受摩擦力作用,总的机械能将减小,D正确.答案:AD5.如图4所示,一小球从光滑圆弧轨道顶端由静止开始下滑,进入光滑水平面又压缩弹簧.在此过程中,小球重力势能和动能的最大值分别为Ep和Ek,弹簧弹性势能的最大值为Ep′,则它们之间的关系为(  )A.Ep=Ek=Ep′B.Ep>Ek>Ep′C.Ep=Ek+Ep′D.Ep+Ek=Ep′解析:当小球处于最高点时,重力势能最大;当小球刚滚到水平面时重力势能全部转化为动能,此时动能最大;当小球压缩弹簧到最短时动能全部转化为弹性势能,弹性势能最大.由机械能守恒定律可知Ep=E

5、k=Ep′,故答案选A.答案:A6.(2009·广东高考)某缓冲装置可抽象成如图5所示的简单模型.图中K1、K2为原长相等,劲度系数不同的轻质弹簧.下列表述正确的是(  )A.缓冲效果与弹簧的劲度系数无关B.垫片向右移动时,两弹簧产生的弹力大小相等C.垫片向右移动时,两弹簧的长度保持相等D.垫片向右移动时,两弹簧的弹性势能发生改变解析:两弹簧中任一点处,相互作用力均相等都等于弹簧一端的力,与劲度系数无关(只是劲度系数不同,形变量不同),B对,C错.两弹簧均发生形变,其弹性势能均变化,D对.答案:BD7.如图6所示,水平面上的轻弹簧一端与物体相连,另一端固定在墙上的P点,已知物体的

6、质量为m=2.0kg,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,弹簧的劲度系数k=200N/m.现用力F拉物体,使弹簧从处于自然状态的O点由静止开始向左移动10cm,这时弹簧具有弹性势能Ep=1.0J,物体处于静止状态.若取g=10m/s2,则撤去外力F后(  )A.物体向右滑动的距离可以达到12.5cmB.物体向右滑动的距离一定小于12.5cmC.物体回到O点时速度最大D.物体到达最右端时动能为零,系统机械能也为零解析:当物体向右运动至O点过程中,弹簧的弹力向右.由牛顿第二定律可知,kx-μmg=ma(x为弹簧的伸长量),当a=0时,物体速度最大,此时kx=μmg,弹簧仍处于伸长状

7、态,故C错误.当物体至O点时,由Ep-μmg×0.1=mv2可知,物体至O点的速度不为零,将继续向右压缩弹簧,由能量守恒可得,Ep=μmgx′+Ep′,因Ep′>0,所以x′<12.5cm,A错误,B正确.物体到达最右端时,动能为零,但弹簧有弹性势能,故系统的机械能不为零,D错误.答案:B8.(2010·郑州模拟)如图7所示,倾角为30°的斜面体置于水平地面上.一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B,跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O,A的质量为m,B的质量为4m.开始时,用手

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