2019版高中物理《复习方略》教科版 课时提升作业(十七) a卷 必修2 第五章 第4讲功能关系 能量守恒定律

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课时提升作业（十七）A 卷
(40分钟 100分)
一、选择题(本大题共7小题,每小题8分,共56分。

多选题已在题号后标出,选不全得4分)
1.行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。

上述不同现象中所包含的相同物理过程是( ) A.重力对物体做功
B.物体的动能转化为其他形式的能量
C.物体的势能转化为其他形式的能量
D.物体的机械能转化为其他形式的能量
2.(多选)(2018·长春模拟)下面关于摩擦力做功的叙述，正确的是( ) A.静摩擦力对物体一定不做功 B.滑动摩擦力对物体不一定做负功
C.一对静摩擦力中，一个静摩擦力做正功，则另一个静摩擦力一定做负功
D.一对滑动摩擦力中，一个滑动摩擦力做负功，则另一个滑动摩擦力一定做正功
3.如图所示，某人用竖直向上的力缓慢提起长为L 、质量为m 的置于地面上的铁链，则在将铁链提起到刚要脱离地面的过程中，提力所做的功为( )
A.mgL
B.
1
2
mgL C.
1
3
mgL D.
1
4
mgL 4.物体在竖直方向上分别做匀速上升、加速上升和减速上升三种运动。

在这三种情况下物体机械能的变化情况是( )
A.匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减少
B.匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减少
C.匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能可能增加，可能减少，也可能不变
D.三种情况中，物体的机械能均增加
5.(多选)(2018·山东高考)将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v -t 图像如图所示。

以下判断正确的是( )
A.前3 s 内货物处于超重状态
B.最后2 s 内货物只受重力作用
C.前3 s 内与最后2 s 内货物的平均速度相同
D.第3 s 末至第5 s 末的过程中，货物的机械能守恒
6.(2018·聊城模拟)如图所示，质量为m 的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v 匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程中，下列说法正确的是( )
A.电动机做的功为
21
mv 2
B.摩擦力对物体做的功为mv 2
C.传送带克服摩擦力做的功为21
mv 2
D.电动机增加的功率为μmgv
7.(多选)光滑水平地面上叠放着两个物体A 和B ，如图所示。

水平拉力F 作用在物体B 上，使A 、B 两物体从静止出发一起运动。

经过时间t ，撤去拉力F ，再经过时间t ，物体A 、B 的动能分别设为E A 和E B ，在运动过程中A 、B 始终保持相对静止。

以下有几个说法，其中正确的是( )
A.E A +E B 等于拉力F 做的功
B.E A +E B 小于拉力F 做的功
C.E A 等于撤去拉力F 前摩擦力对物体A 做的功
D.E A 大于撤去拉力F 前摩擦力对物体A 做的功
二、计算题(本大题共3小题，共44分。

要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 8.(能力挑战题)(12分)某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f 。

轻杆向右移动不超过l 时，装置可安全工作。

一质量为m 的小车若以速度v 0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动4
l。

轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦。

(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，允许该小车撞击的最大速度v m 。

9.(16分)当今流行一种“蹦极”运动，如图所示，在距河面45 m 高
的桥上A 点系弹性绳，另一端B 点系住重50 kg 男孩的脚，弹性绳原长AB 为15 m ，设男孩从桥面自由下坠直至紧靠水面的C 点，末速度为0。

假定整个过程中，弹性绳遵循胡克定律，绳的质量、空气阻力
忽略不计，男孩视为质点。

弹性势能可用公式E s =2
kx 2
计算，式中k
为弹性绳的劲度系数,x 为弹性绳的形变长度，g= 10 m/s 2。

则：
(1)男孩在最低点时，弹性绳具有的弹性势能为多大？弹性绳的劲度系数又为多大？
(2)在整个运动过程中，男孩的最大速度为多少？
10.(2018·江门模拟)(16分)如图所示，滑块质量为m ，与水平地面间的动摩擦因数为0.1,它以v 0=速度由A 点开始向B 点滑行，AB=5R ，并滑上光滑的半径为R 的
1
4
圆弧BC ，在C 点正上方有一离C 点高度也为R 的旋转平台，沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P 、Q ，旋转时两孔均能达到C 点的正上方.若滑块滑过C 点后从P 孔上升又恰能从Q 孔落下，求：
e
(1)滑块在B 点时对轨道的压力大小； (2)平台转动的角速度ω应满足什么条件？
答案解析
1.【解析】选D 。

汽车在水平路面上的制动过程，重力对其不做功，选项A 、C 错误；降落伞匀速下降时动能并没有变化，选项B 错误。

上述各物理过程中减少的机械能转化成其他形式的能量，选项D 正确。

2.【解析】选B 、C 。

物体在静摩擦力作用下可以向各个方向运动，所以静摩擦力可以对物体做功，故A 错。

物体在滑动摩擦力的作用下也可以运动，即运动方向可以与滑动摩擦力的方向相同，从而对物体做正功，故B 对。

由于一对静摩擦力等大反向，且作用位移相同，故一个力做正功，另一个力一定做负功，故C 对。

在一对滑动
摩擦力中，力的大小相等、方向相反，但两力的作用位移大小不相同，方向也不相同，故D 错误。

3.【解析】选B 。

缓慢提起的过程中铁链动能不变，由功能关系得：W F =ΔE 机=
1
2
mgL ，故选B 。

4.【解析】选C 。

无论物体向上加速还是匀速运动，除重力外，其他外力一定对物体做正功，物体机械能都增加，物体向上减速运动时，除重力外，物体受到的其他外力不确定，故无法确定其机械能的变化，C 正确。

5.【解析】选A 、C 。

由货物运动的v -t 图像可知，前3 s 内货物向上做匀加速直线运动，货物处于超重状态，A 正确；最后2 s 内货物向上做匀减速直线运动，加速度为-3 m/s 2
，说明货物除受重力外，还受其他力的作用，B 错误；由平均速度公式0t
v v v 2
+=
得，前3 s 内与最后 2 s 内货物的平均速度都为3 m/s ，C 对；第3 s 末至第5 s 末的过程中，货物的速度不变，动能不变，重力势能增加，故机械能增加，D 错误。

6.【解析】选D 。

由能量守恒定律知，电动机做的功等于物体获得的动能和由于摩擦而产生的热量，故A 错；对物体受力分析知，仅有摩擦力对物体做功，由动能定理知，B 错；传送带克服摩擦力做功等于摩擦力与传送带对地位移的乘积，而易知这个位移是物体对地位移的两倍，即W=mv 2
,故C 错；由功率公式易知传送带增加的功率为μmgv,故D 对。

【总结提升】摩擦力做功的误区分析
常见误区分析：(1)误区之一：计算摩擦力做功时，误把物体的长度当成物体对地位移。

解决办法：规范作出物体运动过程的分析示意图，标出物体的受力情况以及运动位移;同时切记力对物体做的功等于该力与物体对地位移的乘积。

(2)误区之二：误把外力做的功当作系统机械能的增量。

解决办法:认真分析系统内各种能量的变化，不能遗漏对任何一种能量改变的分析；同时对能量守恒定律和功能关系要深刻理解，如果系统内除机械能改变之外，无其他能量变化，如内能的增加，则外力(除重力之外)做的功就等于系统机械能的增量。

如果有系统的内力做功情况且之和不为零，系统内有其他形式的能的转化,用能量守恒定律求解。

7.【解析】选A 、C 。

由于A 、B 始终相对静止，故A 、B 之间没有相对运动，没有摩擦生热，所以拉力F 做的功全部转化为A 、B 的动能。

物体A 获得的能量是在A 、B 加速过程中静摩擦力对A 所做的功，故选项A 、C 正确。

8.【解题指南】解答本题时可按以下思路分析： (1)根据胡克定律求解弹簧的压缩量； (2)小车每次撞击时克服弹簧的弹力做功相同； (3)撞击时小车克服弹力和摩擦力做功。

【解析】(1)轻杆开始移动时，弹簧的弹力 F=kx
(2分)
且F=f
(2分) 解得x=
f
k
(2分)
(2)设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为W ，则小车从撞击到停止的过程中 由动能定理得201
f
W 0mv 42
--=-l (2分)
同理，小车以v m 撞击弹簧时
2m 1
f W 0mv 2
--=-l
(2分)
解得m v =
(2分)
答案：(1)
f k
9.【解析】男孩从桥面自由下落到紧靠水面的C 点的过程中，重力势能的减少量对应弹性势能的增加量，男孩速度最大时，应位于加速度为零的位置。

(1)由功能转化关系可知， mgh=E s
(2分)
E s =50×10×45 J=2.25×104
J (1分) 又E s =
12
kx 2
,x=45 m-15 m=30 m
(2分)
所以4
s 22
2E 2 2.2510k N /m 50 N /m x 30⨯⨯==
= (2分)
(2)男孩加速度为零时，mg=kx ′ (2分) 解得x ′=10 m
(1分)
由能量转化和守恒定律得：
22AB m 11
mg(h x )kx mv 22
+'=
'+ (4分)
所以v m =20 m/s
(2分)
答案：(1)2.25×104
J 50 N/m (2)20 m/s 10.【解题指南】解答本题时应注意以下两点： (1)滑块穿过P 孔后做竖直上抛运动。

(2)滑块穿过P 孔竖直上抛的时间内，平台转动的可能角度。

【解析】(1)设滑块滑至B 点时速度为v B ,对滑块由A 点到B 点应用动能定理有
22B 011
mg 5R mv mv 22
-μ=
- (2分)
对滑块在B 点，由牛顿第二定律有
2
B N v F mg m R
-=
(2分)
解得F N =9mg
(1分)
由牛顿第三定律可知，滑块在B 点时对轨道的压力大小F N ′=F N =9mg (1分) (2)滑块从B 点开始运动后机械能守恒，设滑块到达P 处时速度为v P ,则
22B P 11
mv mv mg 2R 22
=+ (2分)
解得P v =
(2分)
滑块穿过P 孔后再回到平台的时间
P 2v t g =
= (2分)
要想实现题述过程，需满足ωt=(2n+1)π (2分)
012)ω=
=、、…
(2分)
答案：(1)9mg
(2)012)ω=
=、、… 关闭Word 文档返回原板块。