《(浙江專版)2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 機械能及其守恒定律 11 第四節(jié) 功能關(guān)系 能量守恒定律隨堂檢測鞏固落實 新人教版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(浙江專版)2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 機械能及其守恒定律 11 第四節(jié) 功能關(guān)系 能量守恒定律隨堂檢測鞏固落實 新人教版(3頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、(浙江專版)2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 機械能及其守恒定律 11 第四節(jié) 功能關(guān)系 能量守恒定律隨堂檢測鞏固落實 新人教版
1.(多選)(2015·高考江蘇卷)如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水平且處于原長.圓環(huán)從A處由靜止開始下滑,經(jīng)過B處的速度最大,到達C處的速度為零,AC=h.圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A.彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g.則圓環(huán)( )
A.下滑過程中,加速度一直減小
B.下滑過程中,克服摩擦力做的功為mv2
C.在C處,彈簧的彈性勢能為mv2-mgh
D.上滑經(jīng)過B的速度
2、大于下滑經(jīng)過B的速度
解析:選BD.圓環(huán)下落時,先加速,在B位置時速度最大,加速度減小至0,從B到C圓環(huán)減速,加速度增大,方向向上,選項A錯誤.圓環(huán)下滑時,設(shè)克服摩擦力做功為Wf,彈簧的最大彈性勢能為ΔEp,由A到C的過程中,根據(jù)功能關(guān)系有mgh=ΔEp+Wf,由C到A的過程中,有mv2+ΔEp=Wf+mgh,聯(lián)立解得Wf=mv2,ΔEp=mgh-mv2,選項B正確,選項C錯誤.設(shè)圓環(huán)在B位置時,彈簧彈性勢能為ΔEp′,根據(jù)能量守恒,A到B的過程有mv+ΔEp′+W′f=mgh′,B到A的過程有mv′+ΔEp′=mgh′+W′f,比較兩式得v′B>vB,選項D正確.
2.(多選)(2018
3、·南京高三統(tǒng)考)如圖所示,甲、乙傳送帶傾斜放置,并以相同的恒定速率v逆時針運動,兩傳送帶粗糙程度不同,但長度、傾角均相同.將一小物體分別從兩傳送帶頂端的A點無初速度釋放,甲傳送帶上小物體到達底端B點時恰好達到速度v;乙傳送帶上小物體到達傳送帶中部的C點時恰好達到速度v,接著以速度v運動到底端B點.則小物體從A運動到B的過程( )
A.小物體在甲傳送帶上的運動時間比在乙上的大
B.小物體與甲傳送帶之間的動摩擦因數(shù)比與乙之間的大
C.兩傳送帶對小物體做功相等
D.兩傳送帶因與小物體摩擦產(chǎn)生的熱量相等
解析:選AC.設(shè)傳送帶的長度為L,小物體在甲傳送帶上做勻加速直線運動,運動時間t甲
4、==,小物體在乙傳送帶上先做勻加速運動后做勻速運動,運動時間t乙=t加+t勻=+=,所以t甲>t乙,A對.由v2=2a甲L得a甲=,同理得a乙=,則a甲<a乙,由牛頓第二定律得a甲=gsin θ+μ甲gcos θ,a乙=gsin θ+μ乙gcos θ,所以μ甲<μ乙,B錯.由動能定理得W重+W傳=mv2,所以傳送帶對小物體做功相等,C對.小物體與傳送帶之間的相對位移Δx甲=x傳-x甲=vt甲-L=L,Δx乙=x′傳-x乙=vt加-=,摩擦產(chǎn)生的熱量Q甲=μ甲mgcos θΔx甲=mv2-mgLsin θ,Q乙=μ乙mgcos θΔx乙=mv2-mgLsin θ,所以Q甲<Q乙,D錯.
3.(
5、多選)(2018·無錫天一中學(xué)檢測)如圖所示,將一輕彈簧固定在傾角為30°的斜面底端,現(xiàn)用一質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮鎖定在A點,解除鎖定后,物體將沿斜面上滑,物體在運動過程中所能到達的最高點B距A點的豎直高度為h,物體離開彈簧后沿斜面向上運動的加速度大小等于重力加速度g.則下列說法正確的是( )
A.彈簧的最大彈性勢能為mgh
B.物體從A點運動到B點的過程中系統(tǒng)損失的機械能為mgh
C.物體的最大動能等于彈簧的最大彈性勢能
D.物體最終靜止在B點
解析:選BD.由題意可知,物體受摩擦力作用,根據(jù)能量守恒,在物體上升到最高點的過程中,彈性勢能變?yōu)槲矬w的重力勢能mgh和內(nèi)能,故彈
6、簧的最大彈性勢能應(yīng)大于mgh,故A錯;物體離開彈簧后沿斜面向上運動的加速度大小等于重力加速度g,由牛頓第二定律得,物體所受沿斜面向下的合力為F=mg,而重力沿斜面向下的分量為mgsin 30°=mg,可知物體必定受到沿斜面向下的摩擦力為f=mg,摩擦力做功等于物體從A點運動到B點的過程中系統(tǒng)損失的機械能Wf=f=mgh,故B對;物體動能最大時,加速度為零,此時物體必定沿斜面向上移動了一定距離,故損失了一部分機械能,所以動能小于彈簧的最大彈性勢能,故C錯;由于物體到達B點后,瞬時速度為零,此后摩擦力方向沿斜面向上,與重力沿斜面向下的分力平衡,物體將靜止在B點,故D對.
4.如圖所示,彈簧的一端
7、固定,另一端連接一個物塊,彈簧質(zhì)量不計.物塊(可視為質(zhì)點)的質(zhì)量為m,在水平桌面上沿x軸運動,與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ.以彈簧原長時物塊的位置為坐標(biāo)原點O,當(dāng)彈簧的伸長量為x時,物塊所受彈簧彈力大小為F=kx,k為常量.
(1)請畫出F隨x變化的示意圖;并根據(jù)F-x圖象求物塊沿x軸從O點運動到位置x的過程中彈力所做的功.
(2)物塊由x1向右運動到x3,然后由x3返回到x2,在這個過程中,
①求彈力所做的功,并據(jù)此求彈性勢能的變化量;
②求滑動摩擦力所做的功;并與彈力做功比較,說明為什么不存在與摩擦力對應(yīng)的“摩擦力勢能”的概念.
解析:
(1)F-x圖象如圖所示.
物塊沿
8、x軸從O點運動到位置x的過程中,彈力做負(fù)功;F-x圖線下的面積等于彈力做功大小.彈力做功
WF=-·kx·x=-kx2.(2)①物塊由x1向右運動到x3的過程中,彈力做功WF1=-·(kx1+kx3)·(x3-x1)=kx-kx
物塊由x3向左運動到x2的過程中,彈力做功
WF2=·(kx2+kx3)·(x3-x2)=kx-kx
整個過程中,彈力做功WF=WF1+WF2=kx-kx
彈性勢能的變化量ΔEp=-WF=kx-kx.
②整個過程中,摩擦力做功
Wf=-μmg(2x3-x1-x2)
與彈力做功比較,彈力做功與x3無關(guān),即與實際路徑無關(guān),只與始末位置有關(guān),所以,我們可以定義一個由物體之間的相互作用力(彈力)和相對位置決定的能量——彈性勢能.而摩擦力做功與x3有關(guān),即與實際路徑有關(guān),所以,不可以定義與摩擦力對應(yīng)的“摩擦力勢能”.
答案:見解析