专题5-4+功能关系、能量转化和守恒定律（押题专练）-2018年高考物理一轮复习精品资料

专题5-4+功能关系、能量转化和守恒定律（押题专练）-2018年高考物理一轮复习精品资料

专题5.4+功能关系、能量转化和守恒定律 ‎1．自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的重力势能(　　)‎ A．增大　　　　　　　B．变小 C．不变 D．不能确定 解析：人对水做正功，则水的机械能增大，由于水的动能仍为0，故重力势能增大，A对．‎ 答案：A 2． 如图所示，一个质量为m的铁块沿半径为R的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的1.5倍，则此过程中铁块损失的机械能为(　　)‎ A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR 答案：D 3． 如图所示，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动．质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端．现用外力作用在物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块(　　)‎ A．最大速度相同 B．最大加速度相同 C．上升的最大高度不同 D．重力势能的变化量不同 答案：C 2． 如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端，下列说法正确的是(　　)‎ A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功 B．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量 C．第一阶段物体和传送带间因摩擦产生的热量等于第一阶段物体机械能的增加量 D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加量等于全过程物体与传送带间因摩擦产生的热量 解析：第一阶段滑动摩擦力对物体做功，第二阶段静摩擦力对物体做功，A项错误；摩擦力做的功等于物体机械能的增加量，B项错误；第一阶段物体的平均速度是传送带速度的一半，因此物体运动的位移x1‎ 恰好等于物体和传送带间相对移动的距离d.所以因摩擦产生的热量Q＝Ffd＝Ffx1，等于物体机械能的增加量而不是动能的增加量，C正确；因第二阶段静摩擦力做功，物体机械能增加，物体与传送带间没有产生热量，可知D错误．‎ 答案：C ‎5．如图所示，质量为m的可看成质点的物块置于粗糙水平面上的M点，水平面的右端与固定的斜面平滑连接，物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同．物块与弹簧未连接，开始时物块挤压弹簧使弹簧处于压缩状态．现从M点由静止释放物块，物块运动到N点时恰好静止，弹簧原长小于MM′.若物块从M点运动到N点的过程中，物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为Q，物块、弹簧与地球组成系统的机械能为E，物块通过的路程为s.不计转折处的能量损失，下列图象所描述的关系中可能正确的是(　　)‎ 答案：C ‎6．如图所示为某飞机场自动装卸货物的传送装置，假设传送带足够长且与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动．某时刻乘务员在传送带适当的位置放上具有一定初速度的皮箱，以此时为t＝0时刻记录了皮箱之后在传送带上运动速度随时间的变化关系，如图所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中|v1|>|v2|，已知传送带的速度保持不变，则(g取10 ‎ m/s2)(　　)‎ A．0～t1时间内，传送带对皮箱做正功 B．皮箱与传送带间的动摩擦因数为μ，μFf＝μmg＝2 N.‎ 所以m、M相对滑动a＝＝μg＝2 m/s2.‎ 答案：(1)2 m/s2　(2)0.4 m/s ‎11.某缓冲装置的理想模型如图6所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的竖直槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为Ff。轻杆向下移动不超过l时，装置可安全工作。一质量为m的重物若从离弹簧上端h高处由静止自由下落撞击弹簧，将导致轻杆向下移动。轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计空气阻力影响。已知重力加速度为g。‎ 图6‎ ‎(1)若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x；‎ ‎(2)求为使装置安全工作，允许该重物下落的最大高度H。‎ 解析　(1)轻杆开始移动时，弹簧的弹力F＝kx，且F＝Ff，解得x＝ ‎(2)设轻杆移动前弹簧所具有的弹性势能为Ep，则重物从开始下落到停止的过程中，根据能量守恒定律可得：‎ mg(h＋x＋)＝Ep＋Ff· 重物从最大高度H处下落时，根据能量守恒定律可得：‎ mg(H＋x＋l)＝Ep＋Ffl 解得H＝h＋(－1)l 答案　(1)　(2)h＋(－1)l ‎12．如图7甲所示，固定在水平地面上的工件，由AB和BD两部分组成，其中AB部分为光滑的圆弧，∠AOB＝37°，圆弧的半径R＝0.5 m，圆心O点在B点正上方；BD部分水平，长度为0.2 m，C为BD的中点。现有一质量m＝1 kg，可视为质点的物块从A端由静止释放，恰好能运动到D点。(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：‎ 图7‎ ‎(1)为使物块恰好运动到C点静止，可以在物块运动到B点后，对它施加一竖直向下的恒力F，F应为多大？‎ ‎(2)为使物块运动到C点时速度为零，也可先将BD部分以B为轴向上转动一锐角θ，如图乙所示，θ应为多大？(假设B处有一小段的弧线平滑连接，物块经过B点时没有能量损失)‎ ‎(3)接上一问，求物块在BD板上运动的总路程。‎ ‎(2)乙图中，从A到C的过程中，根据动能定理有 mgR(1－cos 37°)－mg·sin θ－μFN′·＝0－0‎ 其中FN′＝mgcos θ 联立解得θ＝37°‎ ‎(3)物块在C处速度减为零后，由于mgsin θ＞μmgcos θ，物块将会下滑，而AB段光滑，故物块将做往复运动，直到停止在B点。‎ 根据能量守恒定律有mgR(1－cos 37°)＝Q 而摩擦生热Q＝fs，f＝μmgcos θ 联立解得物块在BD板上的总路程s＝0.25 m 答案　(1)10 N　(2)37°　(3)0.25 m ‎13．如图8所示，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径为r的细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧，轻弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐。质量为m的滑块在曲面上距BC的高度为2r处从静止开始下滑，滑块与BC间的动摩擦因数μ＝，进入管口C端时与圆管恰好无作用力，通过CD后压缩弹簧，在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为Ep。求：‎ 图8‎ ‎(1)滑块到达B点时的速度大小vB；‎ ‎(2)水平面BC的长度x；‎ ‎(3)在压缩弹簧过程中滑块的最大速度vm。‎ ‎(3)设在压缩弹簧过程中速度最大时，滑块离D端的距离 为x0，则有kx0＝mg，得x0＝ 由能量守恒得mg(r＋x0)＝mv－mv＋Ep 得vm＝ 答案　(1)2　(2)3r　(3) 。‎ ‎ ‎