《功能關(guān)系 能量守恒定律》
(時(shí)間:90分鐘 滿分：100分)
一 、選擇題
1.已知貨物的質(zhì)量為m,在某段時(shí)間內(nèi)起重機(jī)將貨物以a的加速度加速升高h(yuǎn),則在這段時(shí)間內(nèi)，下列敘述正確的是(重力加速度為g)( )
A.貨物的動(dòng)能一定增加mah-mgh
B.貨物的機(jī)械能一定增加mah
C.貨物的重力勢(shì)能一定增加mah
D.貨物的機(jī)械能一定增加mah+mgh
【答案】選D.
【詳解】根據(jù)動(dòng)能定理可知，貨物動(dòng)能的增加量等于貨物合外力做的功mah，A錯(cuò)誤；根據(jù)功能關(guān)系，貨物機(jī)械能的增量等于除重力以外的力做的功而不等于合外力做的功,B錯(cuò)誤；由功能關(guān)系知,重力勢(shì)能的增量對(duì)應(yīng)貨物重力做的負(fù)功的大小mgh,C錯(cuò)誤；由功能關(guān)系,貨物機(jī)械能的增量為起重機(jī)拉力做的功m(g+a)h,D正確.
2. 重物m系在上端固定的輕彈簧下端,用手托起重物,使彈簧處于豎直方向,彈簧的長度等于原長時(shí),突然松手,重物下落的過程中,對(duì)于重物、彈簧和地球組成的系統(tǒng)來說,正確的是(彈簧始終在彈性限度內(nèi)變化)( )
A.重物的動(dòng)能最大時(shí),重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和最小
B.重物的重力勢(shì)能最小時(shí),動(dòng)能最大
C.彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí),重物的動(dòng)能最小
D.重物的重力勢(shì)能最小時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能最大
【答案】選A、C、D.
【詳解】重物下落過程中,只發(fā)生動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,所以當(dāng)動(dòng)能最大時(shí),重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和最小,A正確;當(dāng)重物的重力勢(shì)能最小時(shí),重物應(yīng)下落到最低點(diǎn),其速度為零,動(dòng)能最小,此時(shí)彈簧伸長量最大,彈性勢(shì)能最大,故B錯(cuò)誤,C、D正確.
3.如圖(甲)所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎立固定在水平面上，t=0時(shí)刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù).通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖(乙)所示，則( )
A.t1時(shí)刻小球動(dòng)能最大
B.t2時(shí)刻小球動(dòng)能最大
C.t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球的動(dòng)能先增加后減少
D.t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能
【答案】選C.
【詳解】小球在未碰彈簧前先做自由落體運(yùn)動(dòng)，碰后先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)直到加速度為零，即重力等于彈簧的彈力時(shí)速度最大，而后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，上升過程恰好與下降過程互逆，在整個(gè)過程中小球的動(dòng)能、勢(shì)能及彈簧的彈性勢(shì)能總和不變，由(乙)圖可知t1時(shí)刻小球開始接觸彈簧，t2時(shí)刻小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，動(dòng)能最小，t3時(shí)刻小球恰好離開彈簧上升，t2～t3這段時(shí)間內(nèi)小球從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的過程中先加速到速度最大然后做減速運(yùn)動(dòng)，小球動(dòng)能先增加后減少，彈簧減少的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能和重力勢(shì)能，故選C.
4. 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，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C過程與從C到B過程，速度的變化量相等
D.小球從A到C過程與從C到B過程，損失的機(jī)械能相等
【答案】選B、D.
【詳解】小球從A出發(fā)到返回A的過程中，重力做功為零，摩擦力做負(fù)功，A錯(cuò)誤；小球從A到C過程與從C到B過程中，合外力做功相等，動(dòng)能的增量相等，但速度的變化量不等，B正確，C錯(cuò)誤；小球從A到C過程與從C到B過程，損失的機(jī)械能等于克服摩擦力做的功，而克服摩擦力做的功相等，故D正確.
5．節(jié)日燃放禮花彈時(shí)，要先將禮花彈放入一個(gè)豎直的炮筒中，然后點(diǎn)燃禮花彈的發(fā)射部分，通過火藥劇烈燃燒產(chǎn)生的高壓燃?xì)�，將禮花彈由炮筒底部射向空中．若禮花彈在由炮筒底部出發(fā)至炮筒口的過程中，克服重力做功W1，克服炮筒阻力及空氣阻力做功W2，高壓燃?xì)鈱?duì)禮花彈做功W3，則禮花彈在炮筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中(設(shè)禮花彈發(fā)射過程中質(zhì)量不變)
(　　)
A．禮花彈的動(dòng)能變化量為W3＋W2＋W1
B．禮花彈的動(dòng)能變化量為W3－W2－W1
C．禮花彈的機(jī)械能變化量為W3－W2
D．禮花彈的機(jī)械能變化量為W3－W1
【答案】BC
【詳解】由動(dòng)能定理，動(dòng)能變化量等于合外力做的功，即W3－W2－W1，B正確．除重力之外的力的功對(duì)應(yīng)機(jī)械能的變化，即W3－W2，C正確．
6．飛船返回時(shí)高速進(jìn)入大氣層后，受到空氣阻力的作用，接近地面時(shí)，減速傘打開，在距地面幾米處，制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火制動(dòng)，飛船迅速減速，安全著陸．下列說法正確的是
(　　)
A．制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火制動(dòng)后，飛船的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能減小
B．制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由于化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，飛船的機(jī)械能增加
C．重力始終對(duì)飛船做正功，使飛船的機(jī)械能增加
D．重力對(duì)飛船做正功，阻力對(duì)飛船做負(fù)功，飛船的機(jī)械能不變
【答案】A
【詳解】制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火制動(dòng)后，飛船迅速減速下落，動(dòng)能、重力勢(shì)能均變小，機(jī)械能減小，A正確，B錯(cuò)誤；飛船進(jìn)入大氣層后，空氣阻力做負(fù)功，機(jī)械能一定減小，故C、D均錯(cuò)誤．
7．如圖所示，具有一定初速度的物塊，沿傾角為30°的粗糙斜面向上運(yùn)動(dòng)的過程中，受一個(gè)恒定的沿斜面向上的拉力F作用，這時(shí)物塊的加速度大小為4 m/s2，方向沿斜面向下，那么，在物塊向上運(yùn)動(dòng)過程中，正確的說法是 (　　)
A．物塊的機(jī)械能一定增加
B．物塊的機(jī)械能一定減小
C．物塊的機(jī)械能可能不變
D．物塊的機(jī)械能可能增加也可能減小
【答案】A
【詳解】機(jī)械能變化的原因是非重力、彈簧彈力做功，本題亦即看成F與Fμ做功大小問題，由mgsinα＋Fμ－F＝ma，知F－Fμ＝mgsin30°－ma>0，即F>Fμ，故F做正功多于克服摩擦力做功，故機(jī)械能增大．
8．如圖所示，分別用恒力F1、F2先后將質(zhì)量為m的物體由靜止開始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至頂端，兩次所用時(shí)間相同，第一次力F1沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向，則兩個(gè)過程
(　　)
A．合外力做的功相同
B．物體機(jī)械能變化量相同
C．F1做的功與F2做的功相同
D．F1做的功比F2做的功多
【答案】AB
【詳解】兩次物體運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間相等，則兩次的加速度相等，末速度也應(yīng)相等，則物體的機(jī)械能變化量相等，合力做功也應(yīng)相等．用F2拉物體時(shí)，摩擦力做功多些，兩次重力做功相等，由動(dòng)能定理知，用F2拉物體時(shí)拉力做功多．
9．一物體沿固定斜面從靜止開始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t0滑至斜面底端．已知在物體運(yùn)動(dòng)過程中物體所受的摩擦力恒定．若用F、v、x和E分別表示該物體所受的合力、物體的速度、位移和機(jī)械能，則如下圖所示的圖象中可能正確的是
(　　)
【答案】AD
【詳解】物體在沿斜面向下滑動(dòng)的過程中，受到重力、支持力、摩擦力的作用，其合力為恒力，A正確；而物體在此合力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，v＝at，x＝12at2，所以B、C錯(cuò)；物體受摩擦力作用，總的機(jī)械能將減小，D正確．
10.如圖所示，甲、乙兩車用輕彈簧相連靜止在光滑的水平面上，現(xiàn)在同時(shí)對(duì)甲、乙兩車施加等大反向的水平恒力F1、F2，使甲、乙同時(shí)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)過程中，對(duì)甲、乙兩車及彈簧組成的系統(tǒng)(假定整個(gè)過程中彈簧均在彈性限度內(nèi))，正確的說法是( )
A.系統(tǒng)受到外力作用，動(dòng)能不斷增大
B.彈簧伸長到最長時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最大
C.恒力對(duì)系統(tǒng)一直做正功，系統(tǒng)的機(jī)械能不斷增大
D.兩車的速度減小到零時(shí)，彈簧的彈力大小大于外力F1、F2的大小
【答案】選B.
【詳解】對(duì)甲、乙單獨(dú)受力分析，兩車都先加速后減速，故系統(tǒng)動(dòng)能先增大后減小，A錯(cuò)誤；彈簧最長時(shí)，外力對(duì)系統(tǒng)做正功最多，系統(tǒng)的機(jī)械能最大，B正確；彈簧達(dá)到最長后，甲、乙兩車開始反向加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)1、F2對(duì)系統(tǒng)做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能開始減小，C錯(cuò)；當(dāng)兩車第一次速度減小到零時(shí)，彈簧彈力大小大于F1、F2的大小，當(dāng)返回第二次速度最大時(shí)，彈簧的彈力大小等于外力大小，當(dāng)速度再次為零時(shí)，彈簧的彈力大小小于外力F1、F2的大小，D錯(cuò)誤.
二、非選擇題
11．(16分)工廠流水線上采用彈射裝置把物品轉(zhuǎn)運(yùn)，現(xiàn)簡化其模型分析：如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊，放在光滑的水平平臺(tái)上，平臺(tái)右端B與水平傳送帶相接，傳送帶的運(yùn)行速度為v0，長為L；現(xiàn)將滑塊向左壓縮固定在平臺(tái)上的輕彈簧，到達(dá)某處時(shí)由靜止釋放，若滑塊離開彈簧時(shí)的速度小于傳送帶的速度，當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時(shí)，恰好與傳送帶速度相同，滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.求：
(1)釋放滑塊時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能；
(2)滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量．
【答案】　(1)12mv20－μmgL
(2)mv0(v0－ v20－2μgL)－μmgL
【詳解】(1)設(shè)滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度為v，在彈簧彈開過程中，
由機(jī)械能守恒Ep＝12mv2
滑塊在傳送帶上做勻加速運(yùn)動(dòng)
由動(dòng)能定理μmgL＝12mv20－12mv2
解得：Ep＝12mv20－μmgL.
(2)設(shè)滑塊在傳送帶上做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則t時(shí)間內(nèi)傳送帶的位移
s＝v0t
v0＝v＋at　μmg＝ma
滑塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的位移Δs＝s－L
相對(duì)滑動(dòng)生成的熱量Q＝μmgΔs
解得：Q＝mv0(v0－ v20－2μgL)－μmgL.
12． (17分)如圖所示，一質(zhì)量為m的滑塊從高為h的光滑圓弧形槽的頂端A處無初速度地滑下，槽的底端B與水平傳送帶相接，傳送帶的運(yùn)行速度恒為v0，兩輪軸心間距為l，滑塊滑到傳送帶上后做勻加速運(yùn)動(dòng)，滑到傳送帶右端C時(shí)，恰好加速到與傳送帶的速度相同，求：
(1)滑塊到達(dá)底端B時(shí)的速度大小vB；
(2)滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
(3)此過程中，由于克服摩擦力做功而產(chǎn)生的熱量Q.
【答案】(1) 2gh　(2)v20－2gh2gl　(3)m?v0－2gh?22
【詳解】　(1)滑塊在由A到B的過程中機(jī)械能守恒，
可得：mgh＝12mv2B.
解得：vB＝2gh.
(2)滑塊在由B到C的過程中，應(yīng)用動(dòng)能定理得：
μmgl＝12mv20－12mv2B.
解得μ＝v20－2gh2gl.
(3)Q＝Ff?l相對(duì)＝μmgl相對(duì)
l相對(duì)＝?v0－vB?22μg＝?v0－2gh?22μg，


本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/gaosan/75843.html

相關(guān)閱讀：