2020版高考物理一轮复习第五章机械能(第4课时)课时作业(含解析)

课时作业

【基础练习】

一、功能关系的理解与应用

1. (2018海南卷)如图，用长为的轻绳悬挂一质量为M 的沙箱，沙箱静止。一质量为m 的弹丸以速度水平射入沙箱并留在其中，随后与沙箱共同摆动一小角度。不计空气阻力。对子弹射向沙箱到与其共同摆过一小角度的过程( )

A. 若保持m 、v 、不变，M 变大，则系统损失的机械能变小 B ．若保持M 、v 、不变，m 变大，则系统损失的机械能变小 C ．若保持M 、m 、不变，v 变大，则系统损失的机械能变大 D ．若保持M 、m 、v 不变，变大，则系统损失的机械能变大 答案：C

2．(2018武汉毕业调研)如图(甲)所示，固定的粗糙斜面长为10 m ，一小滑块自斜面顶端由静止开始沿斜面下滑的过程中，小滑块的动能E k 随位移x 的变化规律如图(乙)所示，取斜面底端为重力势能的参考平面，小滑块的重力势能E p 随位移x 的变化规律如图(丙)所示，重力加速度g ＝10 m/s 2

.根据上述信息可求出( )

A ．斜面的倾角

B ．小滑块与斜面之间的动摩擦因数

C ．小滑块下滑的加速度的大小

D ．小滑块受到的滑动摩擦力的大小

D 解析：小滑块沿斜面下滑的过程中，根据动能定理有F 合x ＝Δ

E k ，由图(乙)的斜率可求得合力

F 合＝ΔE k Δx ＝2510 N ＝2.5 N ，小滑块重力势能的变化量ΔE p ＝mgx sin θ，由图(丙)

的斜率可求得mg sin θ＝ΔE p Δx ＝100

10 N ＝10 N ，F 合＝mg sin θ－F f ＝mg sin θ－μmg cos θ

＝ma ＝2.5 N ，则小滑块受到的滑动摩擦力的大小F f 可以求出，因小滑块的质量m 未知，故斜面的倾角θ、小滑块与斜面之间的动摩擦因数μ、小滑块下滑的加速度a 的大小无法求

出．

3．质量为m 的物体，在距地面h 高处以加速度g

3由静止竖直下落到地面．下列说法中正

确的是( )

A ．物体的重力势能减少1

3mg h

B ．物体的动能增加1

3mg h

C ．物体的机械能减少1

3mg h

D ．重力做功1

3

mg h

解析：对物体受力分析可知，mg －F ＝mg 3，所以F ＝2

3mg ，物体下降h 时，重力做的功为

mg h ，所以物体的重力势能减少mg h ，所以A 、D 错误；由动能定理可得，W 总＝ΔE k ，即ΔE k ＝13mg h ，所以物体的动能增加为13mg h ，B 正确；物体下降h 时，外力做的功为－Fh ＝－2

3mg h ，所以物体的机械能减少2

3

mg h ，C 错误．

答案：B

4．(2018天津卷)滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB ，从滑道的A 点滑行到最低点B 的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB 下滑过程中( )

A ．所受合外力始终为零

B ．所受摩擦力大小不变

C ．合外力做功一定为零

D ．机械能始终保持不变 答案：C

二、摩擦力做功过程中的能量转化

5．如图所示，木块A 放在木块B 的左端上方，用水平恒力F 将A 拉到B 的右端，第一次将B 固定在地面上，F 做功W 1，生热Q 1；第二次让B 在光滑水平面上可自由滑动，F 做功

W 2，生热Q 2，则下列关系中正确的是( )

A ．W 1

B ．W 1＝W 2，Q 1＝Q 2

C ．W 1

D ．W 1＝W 2，Q 1

A 解析：在A 、

B 分离过程中，第一次和第二次A 相对于B 的位移是相等的，而热量等于滑动摩擦力乘以相对位移，因此Q 1＝Q 2；在A 、B 分离过程中，第一次A 的对地位移要小于第二次A 的对地位移，而功等于力乘以对地位移，因此W 1＜W 2，所以选项A 正确．

6．如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，将某物体轻轻放置在传送带底端，第Ⅰ阶段物体被加速到与传送带速度相同，第Ⅱ阶段与传送带相对静止，运动至其顶端．下列说法正确的是( )

A ．第Ⅰ阶段摩擦力对物体做正功，第Ⅱ阶段摩擦力对物体不做功

B ．第Ⅰ阶段摩擦力对物体做的功等于第Ⅰ阶段物体动能的增加量

C ．第Ⅰ阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第Ⅰ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的摩擦力做的功

D 解析：物体受到重力、支持力和摩擦力，摩擦力一直沿斜面向上，故摩擦力一直做正功；根据动能定理，第Ⅰ阶段合力做的功等于动能的增加量，由于重力和摩擦力都做功，故第Ⅰ阶段摩擦力对物体做的功不等于第Ⅰ阶段物体动能的增加量；第Ⅰ阶段中传送带转过

距离s 带＝vt ，物体位移s 物＝v 2t ，则s 相对＝12vt ，即Q ＝F f s 相对＝1

2

F f vt ，而物体机械能的增

加量ΔE ＝F f s

物

－W G ＝1

2

F f vt －W

G ；由于除重力外其余力做的功是机械能变化的量度，而支持

力不做功，所以物体从底端到顶端全过程机械能的增加量等于全过程摩擦力对物体所做的功．

7．(多选)如图所示，质量为M 、长度为L 的小车静止在光滑的水平面上，质量为m 的小物块放在小车的最左端，现用一水平向右的恒力F 始终作用在小物块上，小物块与小车之间的滑动摩擦力为F f ，经过一段时间后小车运动的位移为x ，此时小物块刚好滑到小车的最右端，则下列说法中正确的是( )

A ．此时物块的动能为F (x ＋L )

B ．此时小车的动能为F (x ＋L )

C ．这一过程中，物块和小车增加的机械能为F (x ＋L )－F f L

D ．这一过程中，物块和小车因摩擦而产生的热量为F f L

CD 解析：小物块水平方向受到拉力F 和摩擦力F f ，小车位移为x ，小物块相对位移为