2011屆課件-高三物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 第3講 機(jī)械能守恒定律能的轉(zhuǎn)化和守恒定律課時(shí)作業(yè) 新人教版

第五章 第3講(本欄目內(nèi)容，在學(xué)生用書中以活頁形式分冊(cè)裝訂！)1如圖所示，一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端，彈簧的另一端固定于O點(diǎn)處，將小球拉至A處，彈簧恰好無形變，由靜止釋放小球，它運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方B點(diǎn)的速度為v，與A點(diǎn)的豎直高度差為h，則()A由A至B重力做功為mghB由A至B重力勢(shì)能減少mv2C由A至B小球克服彈力做功為mghD小球到達(dá)位置B時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為【解析】由A到B，高度減小h，重力做功mgh，重力勢(shì)能減少mgh，但因彈簧伸長，彈性勢(shì)能增加，由能量守恒得：mghmv2Ep，可得：Epmghmv2，小球克服彈力做功應(yīng)小于mgh，故B、C錯(cuò)誤，A、D正確【答案】AD2一個(gè)質(zhì)量為m的小鐵塊沿半徑為R的固定半圓軌道上邊緣由靜止滑下，到半圓底部時(shí)，軌道所受壓力為鐵塊重力的1.5倍，則此過程中鐵塊損失的機(jī)械能為()A.mgRB.mgRC.mgR D.mgR【解析】設(shè)鐵塊在圓軌道底部的速度為v，則1.5mgmgm，由能量守恒有：mgREmv2，所以EmgR，正確答案為D.【答案】D3如圖所示，質(zhì)量相等的甲、乙兩小球從一光滑直角斜面的頂端同時(shí)由靜止釋放，甲小球沿斜面下滑經(jīng)過a點(diǎn)，乙小球豎直下落經(jīng)過b點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)在同一水平面上，不計(jì)空氣阻力，下列說法中正確的是()A甲小球在a點(diǎn)的速率等于乙小球在b點(diǎn)的速率B甲小球到達(dá)a點(diǎn)的時(shí)間等于乙小球到達(dá)b點(diǎn)的時(shí)間C甲小球在a點(diǎn)的機(jī)械能等于乙小球在b點(diǎn)的機(jī)械能D甲小球在a點(diǎn)時(shí)重力的功率等于乙小球在b點(diǎn)時(shí)重力的功率【解析】由機(jī)械能守恒得到兩小球到達(dá)a、b兩處的速度大小相等，A、C正確；設(shè)斜面的傾角為，甲小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度為agsin ，乙小球下落的加速度為ag，由t可知t甲>t乙，B錯(cuò)誤；甲小球在a點(diǎn)時(shí)重力的功率P甲mgvsin ，乙小球在b點(diǎn)時(shí)重力的功率P乙mgv，D錯(cuò)誤【答案】AC4如圖所示，一塊長木板B放在光滑的水平地面上，在B上放一個(gè)木塊A，現(xiàn)以恒定的力F拉B，由于A、B間摩擦力的作用，A將在B上滑動(dòng)，以地面為參照物，A、B都向前移動(dòng)了一段距離，在此過程中()A外力F做的功等于A和B所組成的系統(tǒng)的動(dòng)能增量BB對(duì)A的摩擦力所做的功大于A的動(dòng)能增量CA對(duì)B的摩擦力所做的功等于B對(duì)A的摩擦力所做的功D外力F對(duì)B所做的功等于B的動(dòng)能增量與B克服摩擦力所做的功之和【解析】A、B之間一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功，使系統(tǒng)的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以外力F與一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和等于A和B組成的系統(tǒng)的動(dòng)能增量，因而A、C錯(cuò)誤；分別以A、B為對(duì)象利用動(dòng)能定理，可判斷出B錯(cuò)誤，D正確【答案】D5如圖所示，小球從A點(diǎn)以初速度v0沿粗糙斜面向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)B后返回A，C為AB的中點(diǎn)下列說法中正確的是()A小球從A出發(fā)到返回A的過程中，位移為零，合外力做功為零B小球從A到C過程與從C到B過程，減少的動(dòng)能相等C小球從A到B過程與從B到A過程，損失的機(jī)械能相等D小球從A到C過程與從C到B過程，速度的變化量相等【解析】小球從A出發(fā)到返回A的過程中，位移為零，重力做功為零，支持力不做功，摩擦力做負(fù)功，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；從A到B的過程與從B到A的過程中，位移大小相等，方向相反，損失的機(jī)械能等于克服摩擦力做的功，所以C選項(xiàng)正確；小球從A到C過程與從C到B過程，位移相等，合外力也相等，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，所以合外力做負(fù)功，大小相等，所以減少的動(dòng)能相等，因此，B選項(xiàng)正確；小球從A到C過程與從C到B過程中，減少的動(dòng)能相等，而動(dòng)能的大小與質(zhì)量成正比，與速度的平方成正比，所以D錯(cuò)誤【答案】BC6如圖所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物體由靜止下滑，在物體下滑過程中，下列說法正確的是()A物體的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加B斜面的機(jī)械能不變C斜面對(duì)物體的作用力垂直于接觸面，不對(duì)物體做功D物體和斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒【解析】物體下滑過程中，由于物體與斜面相互間有垂直于斜面的作用力，使斜面加速運(yùn)動(dòng)，斜面的動(dòng)能增加；物體沿斜面下滑時(shí)，既沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，又隨斜面向右運(yùn)動(dòng)，其合速度方向與彈力方向不垂直，且夾角大于90°，所以物體克服相互作用力做功，物體的機(jī)械能減少，但動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減少，故A項(xiàng)正確，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤對(duì)物體與斜面組成的系統(tǒng)內(nèi)，只有動(dòng)能和重力勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，D項(xiàng)正確【答案】AD7在2008年北京奧運(yùn)會(huì)上，俄羅斯著名撐桿跳運(yùn)動(dòng)員伊辛巴耶娃以5.05 m的成績第24次打破世界記錄圖為她在比賽中的幾個(gè)畫面，下列說法中正確的是()A運(yùn)動(dòng)員過最高點(diǎn)時(shí)的速度為零B撐桿恢復(fù)形變時(shí)，彈性勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能C運(yùn)動(dòng)員要成功躍過橫桿，其重心必須高于橫桿D運(yùn)動(dòng)員在上升過程中對(duì)桿先做正功后做負(fù)功【解析】撐桿跳運(yùn)動(dòng)員過最高點(diǎn)時(shí)豎直速度為零，水平速度不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最高點(diǎn)桿恢復(fù)形變時(shí)，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能和動(dòng)能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員可以背躍式躍過橫桿，其重心可能低于橫桿，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員在上升過程中對(duì)桿先做正功轉(zhuǎn)化為桿的彈性勢(shì)能后做負(fù)功，桿的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能和動(dòng)能，選項(xiàng)D正確【答案】D8如圖所示，一根跨越光滑定滑輪的輕繩，兩端各有一雜技演員(可視為質(zhì)點(diǎn))，演員a站于地面，演員b從圖示的位置由靜止開始向下擺，運(yùn)動(dòng)過程中繩始終處于伸直狀態(tài)，當(dāng)演員b擺至最低點(diǎn)時(shí)，演員a剛好對(duì)地面無壓力，則演員a與演員b質(zhì)量之比為()A11B21C31 D41【解析】由機(jī)械能守恒定律求出演員b下落至最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為v.mv2mgl(1cos 60°)，v22gl(1cos 60°)gl.此時(shí)繩的拉力為FTmgm2mg，演員a剛好對(duì)地壓力為0.則magFT2mg.故mam21.【答案】B9來自福建省體操隊(duì)的運(yùn)動(dòng)員黃珊汕是第一位在奧運(yùn)會(huì)上獲得蹦床獎(jiǎng)牌的中國選手蹦床是一項(xiàng)好看又驚險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)，如圖所示為運(yùn)動(dòng)員在蹦床運(yùn)動(dòng)中完成某個(gè)動(dòng)作的示意圖，圖中虛線PQ是彈性蹦床的原始位置，A為運(yùn)動(dòng)員抵達(dá)的最高點(diǎn)，B為運(yùn)動(dòng)員剛抵達(dá)蹦床時(shí)的位置，C為運(yùn)動(dòng)員抵達(dá)的最低點(diǎn)不考慮空氣阻力和運(yùn)動(dòng)員與蹦床作用時(shí)的機(jī)械能損失，A、B、C三個(gè)位置運(yùn)動(dòng)員的速度分別是vA、vB、vC，機(jī)械能分別是EA、EB、EC，則它們的大小關(guān)系是()AvA<vB，vB>vCBvA>vB，vB<vCCEAEB，EB>EC DEA>EB，EBEC【解析】最高點(diǎn)A的速度為零，剛抵達(dá)B位置時(shí)的速度不為零，vA<vB，最低點(diǎn)C的速度也為零，vB>vC，以人為研究對(duì)象，BA機(jī)械能守恒，EAEB，BC彈力對(duì)人做負(fù)功，機(jī)械能減小，EB>EC.【答案】AC10飛機(jī)場(chǎng)上運(yùn)送行李的裝置為一水平放置的環(huán)形傳送帶，傳送帶的總質(zhì)量為M，其俯視圖如下圖所示現(xiàn)開啟電動(dòng)機(jī)，傳送帶達(dá)穩(wěn)定運(yùn)行的速度v后，將行李依次輕輕放到傳送帶上若有n件質(zhì)量均為m的行李需通過傳送帶運(yùn)送給旅客假設(shè)在轉(zhuǎn)彎處行李與傳送帶無相對(duì)滑動(dòng)，忽略皮帶輪、電動(dòng)機(jī)損失的能量求從電動(dòng)機(jī)開啟，到運(yùn)送完行李需要消耗的電能為多少？【解析】設(shè)行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則傳送帶與行李間由于摩擦產(chǎn)生的總熱量Qnmgx由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：xx傳x行vt又：vgt聯(lián)立解得：Qnmv2由能量守恒得：EQMv2n×mv2所以：EMv2nmv2.【答案】Mv2nmv211質(zhì)量為m的木塊(可視為質(zhì)點(diǎn))左端與輕彈簧相連，彈簧的另一端與固定在足夠大的光滑水平桌面上的擋板相連，木塊的右端與一輕細(xì)線連接，細(xì)線繞過光滑的質(zhì)量不計(jì)的輕滑輪，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，在下列情況中彈簧均處于彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力及線的形變，重力加速度為g.(1)在甲圖中，在線的另一端施加一豎直向下的大小為F的恒力，木塊離開初始位置O由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，彈簧開始發(fā)生伸長形變，已知木塊通過P點(diǎn)時(shí)，速度大小為v，O、P兩點(diǎn)間的距離為x.求木塊拉至P點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能；(2)如果在線的另一端不是施加恒力，而是懸掛一個(gè)質(zhì)量為M的鉤碼，如圖乙所示，木塊也從初始位置O由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，求當(dāng)木塊通過P點(diǎn)時(shí)的速度大小【解析】(1)用力F拉木塊至P點(diǎn)時(shí)，設(shè)此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為E，根據(jù)功能關(guān)系得 FxEmv2所以彈簧的彈性勢(shì)能為EFxmv2.(2)懸掛鉤碼M時(shí)，當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能仍為E，設(shè)木塊的速度為v，由機(jī)械能守恒定律得MgxE(mM)v2聯(lián)立解得：v.【答案】(1)Fxmv2(2)12(2010年成都市摸底測(cè)試)如圖所示為某同學(xué)設(shè)計(jì)的節(jié)能運(yùn)輸系統(tǒng)斜面軌道的傾角為37°，木箱與軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.25.設(shè)計(jì)要求：木箱在軌道頂端時(shí)，自動(dòng)裝貨裝置將質(zhì)量m2 kg的貨物裝入木箱，木箱載著貨物沿軌道無初速滑下，當(dāng)輕彈簧被壓縮至最短時(shí)，自動(dòng)裝貨裝置立刻將貨物卸下，然后木箱恰好被彈回到軌道頂端，接著再重復(fù)上述過程若g取10 m/s2，sin 37°0.6 ，cos 37°0.8.求：(1)離開彈簧后，木箱沿軌道上滑的過程中的加速度大??；(2)滿足設(shè)計(jì)要求的木箱質(zhì)量【解析】(1)設(shè)木箱質(zhì)量為m，對(duì)木箱的上滑過程，由牛頓第二定律有：mgsin 37°mgcos 37°ma代入數(shù)據(jù)解得：a8 m/s2.(2)設(shè)木箱沿軌道下滑的最大距離為L，彈簧被壓縮至最短時(shí)的彈性勢(shì)能為Ep，根據(jù)能量守恒定律：貨物和木箱下滑過程中有：(mm)gsin 37°L(mm)gcos 37°LEp木箱上滑過程中有Epmgsin 37°Lmgcos 37°L聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得：mm2 kg.【答案】(1)8 m/s(2)2 kg