1、2014届高考物理一轮课时提升作业：必修2.5.4A卷功能关系、能量守恒定律(40分钟 100分)一、选择题(本大题共7小题，每小题8分，共56分。每小题至少一个答案正确，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.(2013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
2、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.mgLB.mgLC.mgLD.mgL4.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
3、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.(2012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.(2013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，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
4、的是( )A.电动机做的功为B.摩擦力对物体做的功为mv2C.传送带克服摩擦力做的功为D.电动机增加的功率为mgv7.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EA和EB，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.EA+EB等于拉力F做的功B.EA+EB小于拉力F做的功C.EA等于撤去拉力F前摩擦力对物体A做的功D.EA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
5、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Ff。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v0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动。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vm。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
6、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Es=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/s2。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.(2013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v0=的初速度由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
7、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
8、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：WF=E机=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/s2，说明货
9、物除受重力外，还受其他力的作用，B错误；由平均速度公式得，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=mv2,故C错；由功率公式易知传送带增加的功率为mgv,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
10、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
11、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=Ff(2分)解得x=(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(2分)同理，小车以vm撞击弹簧时(2分)解得(2分)答案：(1)(2)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
12、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=Es(2分)Es=501045 J=2.25104 J(1分)又Es=kx2,x=45 m-15 m=30 m(2分)所以(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：(4分)所以vm=20 m/s(2分)答案：(1)2.25104 J 50 N/m (2)20 m/s10.【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vB,对滑块由A点到B点应用动能定理有(2分)对滑块在B点，由牛顿第二定律有(2分)解得FN=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FN=FN=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vP,则(2分)解得(2分)滑块穿过P孔后再回到平台的时间(2分)要想实现题述过程，需满足t=(2n+1)(2分)(2分)答案：(1)9mg(2)- 9 -
