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1、2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 作業(yè)卷十七 功和機械能3(含解析)
一 、單選題(本大題共4小題 。在每小題給出的四個選項中,只有一個選項是符合題目要求的)
1. 如圖甲所示,輕桿一端與一小球相連,另一端連在光滑固定軸上,可在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動?,F(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,到達某一位置開始計時,取水平向右為正方向,小球的水平分速度vx隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。不計空氣阻力。下列說法中正確的是( )
A.t1時刻小球通過最高點,圖乙中S1和S2的面積相等
B.t2時刻小球通過最高點,圖乙中S1和S2的面積相等
C.t1時刻小球通過最高點,圖乙中S1和S2的面積不相等
D.t2時
2、刻小球通過最高點,圖乙中S1和S2的面積不相等
2. 一根質(zhì)量為m、長為L的均勻鏈條一半放在光滑的水平桌面上,另一半懸在桌邊,桌面足夠高,如圖a所示。若將一個質(zhì)量為m小球分別拴在鏈條左端和右端,如圖b、圖c所示。約束鏈條的擋板光滑,三種情況均由靜止釋放,當(dāng)整根鏈條剛離開桌面時,關(guān)于它們的速度關(guān)系,下列判斷中正確的是
A.va=vb=vc B. va<vb<vc
C. vc>va>vb D. va>vb>vc
3. 一輕質(zhì)彈簧,固定于天花板上的O點處,原長為L,如圖所示,一個質(zhì)量為m的物塊從A點豎直向上拋出,以速度v與彈簧在B點相接
3、觸,然后向上壓縮彈簧,到C點時物塊速度為零,在此過程中無機械能損失,則下列說法正確的是( )
A.
由A到C的過程中,物塊的動能和重力勢能之和不變
B.
由B到C的過程中,彈性勢能和動能之和不變
C.
由A到C的過程中,物體m的機械能守恒
D.
由B到C的過程中,物體的機械能和彈簧的彈性勢能之和不變
4. 如圖所示,一質(zhì)量為m的足球,以速度v由地面踢起,當(dāng)它到達離地面高度為h的B點處(取重力勢能在B處為零勢能參考平面)時,下列說法正確的是( ?。?
A.
在B點處重力勢能為mgh
B.
在B點處的動能為mv2+mgh
4、
C.
在B點處的機械能為mv2﹣mgh
D.
在B點處的機械能為mv2
二 、多選題(本大題共3小題 )
5.如圖所示,質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點)以某一速度從A點沖上傾角為30°的固定斜面,其運動的加速度大小為g,此物體在斜面上上升的最大高度為h,則在這個過程中物體( ?。?
A.
重力勢能增加了mgh
B.
克服摩擦力做功mgh
C.
動能損失了mgh
D.
機械能損失了mgh
6. 如圖所示,P、Q兩物塊質(zhì)量均為m,用輕彈簧相連,豎直放置在水平面上,處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)對P施加豎直向上的拉力F,P緩慢上升h時Q對水平面的壓力恰好為零.下列說法
5、正確的有( ?。?
A.
彈簧的勁度系數(shù)為
B.
彈簧的勁度系數(shù)為
C.
上述過程拉力做的功為Fh
D.
上述過程拉力做的功為mgh
7.如圖所示,一質(zhì)量為m的物體在沿斜面向上的恒力F作用下,由靜止從底端向上做勻加速直線運動。若斜面足夠長,表面光滑,傾角為θ。經(jīng)時間t恒力F做功80J,此后撤去恒力F,物體又經(jīng)時間t回到出發(fā)點,且回到出發(fā)點時的速度大小為v,若以地面為重力勢能的零勢能面,則下列說法中正確的是
A.物體回到出發(fā)點時的機械能是80J
B.在撤去力F前的瞬間,力F的功率是
C.撤去力F前的運動過程中,物體的重力勢能一直在增加,撤去力F后的運
6、動過程中物體的重力勢能一直在減少
D.撤去力F前的運動過程中,物體的動能一直在增加,撤去力F后的運動過程中物體的動能一直在減少
三 、簡答題(本大題共2小題 )
8. (xx天津高考真題)某快點公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意圖如圖,皮帶在電動機的帶動下保持的恒定速度向右運動,現(xiàn)將一質(zhì)量為的郵件輕放在皮帶上,郵件和皮帶間的動摩擦力因數(shù),設(shè)皮帶足夠長,取,在郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中,求
(1)郵件滑動的時間t
(2)郵件對地的位移大小x
(3)郵件與皮帶間的摩擦力對皮帶做的功W
7、
9. 如圖所示,一輕繩一端連一小球B,另一端固定在O點,開始時球與O點在同一水平線上,輕繩拉直,在O點正下方距O點L處有一鐵釘C,釋放小球后,小球繞鐵釘C恰好能做完整的豎直面內(nèi)的圓周運動.求:
(1)繩的長度.
(2)小球第一次運動到最低點時的速度.
(3)若讓小球自然懸掛,小球恰好與水平面接觸于F點,小球質(zhì)量為m,在水平面上固定有傾角為θ的斜面,斜面高為h,小球與斜面AE及水平面EF間的動摩擦因數(shù)均為μ,EF段長為s,讓一質(zhì)量與小球質(zhì)量相等的滑塊從斜面頂端由靜止滑下,滑塊與小球碰撞后粘在一起,結(jié)果兩者一起恰好能繞C在豎直面內(nèi)做圓周運動,則滑塊與小球碰撞過程中損失的機械能是
8、多少(不計滑塊在E處碰撞的能量損失)?
xx萬卷作業(yè)卷(十七)答案解析
一 、單選題
1. 【答案】A
【命題立意】考查對向心力,機械能守恒定律的靈活應(yīng)用
【解析】小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動這個過程中只有重力對小球作用,因此小球機械能守恒,小球位置與高點時,重力勢能最大,所以動能最小,故小球的速度達到最小值且水平向右,因此t1時刻小球通過最高點;曲線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示小球在運動過程中的水平位移,圖乙中S1的面積表示小球從最低點運動到水平位置時小球在水平方向的位移,大小等于杠的長度,S2的面積表示小球從水平位置運動到最高點時小球在水平方向的位移,大小等于杠的長度。故圖乙中S1
9、和S2的面積相等,綜上所示A正確
2.【答案】C
3.【答案】D
考點:
功能關(guān)系;機械能守恒定律.
分析:
由A到C的過程中,物塊與彈簧組成的系統(tǒng),只有重力和彈簧的彈力做功,系統(tǒng)的機械能守恒,根據(jù)系統(tǒng)的機械能守恒進行分析即可.
解答:
解:A、由A到C的過程中,對于物塊與彈簧組成的系統(tǒng),只有重力和彈簧的彈力做功,系統(tǒng)的機械能守恒,即物塊的重力勢能、動能與彈簧的彈性勢能總和不變,而彈簧的彈性勢能增大,所以重力勢能、動能之和減小,故A錯誤.
B、由B到C的過程中,系統(tǒng)的機械能守恒,即物塊的重力勢能、動能與彈簧的彈性勢能總和不變,物塊的重力勢能增大,則彈性勢能和動能之和減小,故B
10、錯誤;
C、由A到C的過程中,對于物體m,由于彈簧的彈力做功,其機械能不守恒.故C錯誤.
D、由B到C的過程中,對于物塊與彈簧組成的系統(tǒng),只有重力和彈簧的彈力做功,系統(tǒng)的機械能守恒.故D正確.
故選:D.
點評:
本題關(guān)鍵抓住系統(tǒng)的機械能守恒,即重力勢能、動能與彈簧的彈性勢能總和不變,即可進行分析.而對于物體m來說,要注意其機械能并不守恒.
4.【答案】C
考點:
功能關(guān)系;機械能守恒定律.
分析:
足球在運動過程中,只有重力做功,機械能守恒.根據(jù)機械能守恒定律列式分析.根據(jù)動能定理,足球動能的初始量等于小明做的功.
解答:
解:A、由于設(shè)B處為零勢能面,故B處的重
11、力勢能為零,故A錯誤;
B、從A到B過程,由機械能守恒定律得:mv2﹣mgh=mvB2,則在B處的動能:EK=mvB2=mv2﹣mgh,故B錯誤;
C、在B點處的機械能EB=EK+EP=mv2﹣mgh,故C正確,D錯誤;
故選:C.
點評:
本題關(guān)鍵對踢球的過程運用動能定理,小球動能的增加量等于小明做的功;同時小球離開腳后,由于慣性繼續(xù)飛行,水平方向速度不變,只有重力做功,機械能守恒.
二 、多選題
5.【答案】CD
考點:
動能定理的應(yīng)用;功能關(guān)系;機械能守恒定律.
專題:
動能定理的應(yīng)用專題.
分析:
重力勢能的增加量等于克服重力做的功;動能變化等
12、于力的總功;機械能變化量等于除重力外其余力做的功.
解答:
解:A、加速度a==,而摩擦力f=,物體在斜面上能夠上升的最大高度為h,所以重力勢能增加了mgh,故A錯誤;
B、摩擦力f=,物體在斜面上能夠上升的最大高度為h,發(fā)生的位移為2h,則克服摩擦力做功 ,故B錯誤;
C、由動能定理可知,動能損失量為合外力做的功的大小△Ek=F合?s=mg?3L=mgL,故C正確;
D、機械能的損失量為fs=mg?2L=mgh,故D正確.
故選CD.
點評:
本題關(guān)鍵根據(jù)功能關(guān)系的各種具體形式得到重力勢能變化、動能變化和機械能變化.重力勢能變化與重力做功有關(guān);動能的變化與合力做功有關(guān);機械能
13、的變化與除重力以外的力做功有關(guān).
6. 【答案】BD
【解析】
A、原來彈簧被壓縮,kx1=mg,Q對水平面的壓力為零時彈簧被拉伸,kx2=mg,x1+x2=h,A錯誤,
B正確;
C、緩慢上升過程拉力F逐漸增大,不是恒力,C錯誤;
D、全過程始末狀態(tài)彈性勢能相同,動能均為零,因此拉力做功僅增加了系統(tǒng)的重力勢能,D正確.
故選:BD.
點評:彈簧是高考的熱點之一,要注意明確在彈力做功時,彈性勢能與其他形式的能之間有相互的轉(zhuǎn)化.
7. 【答案】AB
解析:由于斜面光滑,因此在物體的整個運動過程中只有重力、拉力F做功,由于物體由靜止開始運動,因此,當(dāng)力F做功80J后,撤
14、去拉力F,無論物體運動至哪,其機械能都變?yōu)?0J,故選項A正確;設(shè)有力F作用時,物體運動的加速度大小為,撤去拉力F作用后,物體運動的速度大小為,撤去拉力F前瞬間,物體的速度大小為,根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有:解得:,根據(jù)牛頓第二定律有,解得:,所以在撤去力F前的瞬時,力F的功率大小為:故選項B正確;撤去力F后瞬間,由于物體有沿斜面向上的速度,因此撤去力F后,物體將先沿斜面減速上升,再加速下滑,即重力勢能先增加后減少,動能先減少后增加,故選項CD錯誤。
三 、簡答題
8. 【答案】(1)0.2s;(2)0.1m; (3)-2J;
【解析】(1)設(shè)郵件放到與皮帶發(fā)生相對滑動過程中受到的滑動摩
15、擦力為F,則有:
取向右為正方向,對郵件應(yīng)用動量定理,有:
聯(lián)立解得:
(2)郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中,對郵件應(yīng)用動能定理,有:
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得:
(3)郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中,設(shè)皮帶相對地面的位移為s,則有:
摩擦力對皮帶做的功為:
代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得:
9. 【解析】 (1)設(shè)輕繩長為R,則小球繞C在豎直面內(nèi)做圓周運動時,半徑為R-L,恰好能做豎直面內(nèi)的圓周運動,則在最高點mg=m
根據(jù)機械能守恒有mg[R-2(R-L)]=mv2解得R= L.
(2)由機械能守恒定律,小球到最低點時mgR=mv′2得到v′=.
(3)若滑塊與小球粘在一起且恰好能在豎直面內(nèi)繞C做圓周運動,則碰撞后的共同速度也為v′=
對滑塊根據(jù)動能定理有mgh-μmg(hcot θ+s)=mv
根據(jù)功能關(guān)系:E機損=mv-·2mv′2
解得E機損=mgh-mgL-μmg(hcot θ+s).
答案 (1) L; (2); (3)mgh-mgL-μmg(hcot θ+s)