导与练2016届高考物理(浙江专用)一轮课后巩固训练：1.1描述运动的基本概念 (21)

第课时功能关系能量守恒定律

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一、单项选择题

1.(2013浙江六校联考)足够长的粗糙斜面上,用力推着一物体沿斜面向上运动,t=0时撤去推力,0～6 s内速度随时间的变化情况如图所示,由图象可知下列说法错误的是( A )

A.0～1 s内重力的平均功率大小与1～6 s内重力平均功率大小之比为5∶1

B.0～1 s内摩擦力的平均功率与1～6 s内摩擦力平均功率之比为1∶1

C.0～1 s内机械能变化量大小与1～6 s内机械能变化量大小之比为1∶5

D.1～6 s内动能变化量大小与机械能变化量大小之比为1∶2

解析:设斜面倾角为θ,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,则根据图象有gsin θ+μgcos θ =10 m/s2,gsin θ-μgcos θ=2 m/s2,所以gsin θ=6 m/s2,μgcos θ=4 m/s2;根据图象可知,0～1 s内和1～6 s 内的平均速度大小均为v平=5 m/s,所以,0～1 s内和1～6 s内,重力的平均功率大小均为P G=mgv平sin θ,摩擦力的平均功率均为P f=μmgv平cos θ,即它们的重力的平均功率之比和摩擦力的平均功率之比均为1∶1,则选项A错误,B正确;0～1 s内机械能减少,减少的机械能转化为内能,大小等于摩擦力所做的功,所以ΔW1=P f t1,同理,在1～6 s内机械能的变化量为ΔW2=P f t2,所以ΔW1∶ΔW2=t1∶t2=1∶5,选项C正确;在1～6 s内,初速度为0,末速度大小为10 m/s,所以动能变化量大小为ΔE=50m,而机械能变化量大小为ΔW2=P f t2=μmgcos θ t2v平=100m,所以ΔE∶ΔW2=1∶2,选项D正确.

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( C )

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

C.第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加

D.物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带

间的摩擦生热

解析:第一阶段为滑动摩擦力做功,第二阶段为静摩擦力做功,两个阶段摩擦力方向都跟物体运动方向相同,所以摩擦力都做正功,选项A 错误;由功能关系可知,第一阶段摩擦力对物体做的功(除重力之外的力所做的功)等于物体机械能的增加,即ΔE=W阻=F阻l物,摩擦生热为Q=F 阻l相对,又由于l传送带=vt,l物=t,所以l物=l相对=l传送带,即Q=ΔE,选项C正确,B错误.第二阶段没有摩擦生热,但物体的机械能继续增加,结合选项C可以判断选项D错误.

3.(2013山西太原期末)如图(甲)所示,质量m=0.5 kg,初速度v0=10 m/s的物体,受到一个与初速方向相反的外力F的作用,沿粗糙的水平面滑动,经3 s撤去外力,直到物体停止,整个过程物体的v t图象如图(乙)所示,g取10 m/s2,则下列说法不正确的是( C )

A.物体与地面的动摩擦因数为0.1

B.0～2 s内F做的功为-8 J

C.0～7 s内物体由于摩擦产生的热量为25 J

D.0～7 s内物体滑行的总位移为29 m

解析:撤去外力后加速度为1 m/s2,物体与地面的动摩擦因数为0.1,选项A正确;0～2 s内加速度大小为2 m/s2,位移x=v0t+at2=16 m,合外力为F合=ma=1 N;摩擦力F f=μmg=0.5 N,则F=0.5 N,F做的功为

W=-Fx=-0.5×16 m=-8 J,选项B正确;0～7 s内物体位移为21 m+8 m=29 m,由于摩擦产生的热量为Q=0.5×29 J=14.5 J,选项C错误,D 正确.

4.

一质量为1 kg的小球从空中下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,此过程的v t图象如图所示.若不计空气阻力,取g=10 m/s2,则由图可知( C )

A.小球从高度为1 m处开始下落

B.小球在碰撞过程中损失的机械能为4.5 J

C.小球能弹起的最大高度为0.45 m

D.整个过程中,小球克服重力做的功为8 J

解析:小球从高度为1.25 m处开始下落,A错误;小球在碰撞过程中损失的机械能为8 J,B错误;小球能弹起的高度为0.45 m,C正确;小球克服重力做的功为4.5 J,D错误.

5.(2012陕西师大附中模拟)如图所示,在匀速转动的电动机带动下,足够长的水平传送带以恒定速率v1匀速向右运动,一质量为m的滑块从传送带右端以水平向左的速率v2(v2>v1)滑上传送带,最后滑块返回传送带的右端.关于这一过程的下列判断,正确的有( A )

A.滑块返回传送带右端的速率为v1

B.此过程中传送带对滑块做功为m

C.此过程中电动机对传送带做功为2m

D.此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为m(v1+v2)2

解析:滑块在传送带上向左做匀减速直线运动,速度减小到零后向右做匀加速直线运动,速度增大到v1后做速度为v1的匀速直线运动,所以滑块返回传送带右端的速率为v1,选项A对;此过程中由动能定理得,传送带对滑块做功为W=m-m,选项B错误;此过程滑块与传送带

间摩擦产生的热量为Q=F f s相对=μmg(+)=m(+),选项D错;此过程电动机对传送带做功等于两者相对滑动产生的热量Q和传送带对滑块做功W之和,即W+Q=m,选项C错.

6.(2013浙江六校联考)已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ,以一定的速度匀速运动.某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图(甲)所示),以此时为t=0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系,如图(乙)所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向,其中两坐标大小v1>v2).已知传送带的速度保持不变.(g取10 m/s2),则( D )

A.0～t1内,物块对传送带做正功