1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。专题检测卷(六)机械能守恒定律功能关系(45分钟100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。每小题只有一个选项正确)1.(2013黄山二模)一同学乘坐竖直升降的电梯从一楼升至八楼,人始终相对电梯静止,电梯经历了先加速上升、再匀速上升、最后减速上升的三段过程,下列对电梯上升的整个过程描述正确的是()A.该同学一直处于超重状态B.该同学一直处于失重状态C.该同学的机械能先增加,再保持不变,最后减小D.该同学的机械能始终增加2.(2013宣城一模)从地面竖直上抛
2、一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为H。设上升过程中空气阻力F阻恒定,则对于小球的整个上升过程,下列说法中错误的是()A.小球动能减少了mgHB.小球机械能减少了F阻HC.小球重力势能增加了mgHD.小球的加速度大于重力加速度g3.(2013福州一模)如图所示,在光滑斜面上的A点先后水平抛出和静止释放两个质量相等的小球1和2,不计空气阻力,最终两小球在斜面上的B点相遇,在这个过程中()A.小球1重力做的功大于小球2重力做的功B.小球1机械能的变化大于小球2机械能的变化C.小球1到达B点的动能大于小球2到达B点的动能D.两小球到达B点时,在竖直方向的分速度相等4.(2013六安一模)如图所示
3、,在竖直平面内的直角坐标系中,一个质量为m的质点在外力F的作用下,从坐标原点O由静止沿直线OM斜向下运动,直线OM与y轴负方向成角(Ek2,C正确;由上面的分析可知,两小球到达B点时,小球1的速度大于小球2的速度,且小球1的速度方向与竖直方向的夹角小于小球2速度方向与竖直方向的夹角,因此,小球1在竖直方向上的速度大于小球2在竖直方向上的速度,D错误。4.【解析】选C。质点所受合力沿OM方向,如图甲所示:F与OM垂直时最小,且F=mgsin,A对;此时,F不做功,质点的机械能守恒,B对,C错;当F沿x正方向时,如图乙所示,此时F=mgtan,质点运动时,F做正功,质点的机械能增大,D对。【方法技
4、巧】机械能守恒的判断方法(1)物体只受重力作用,发生动能和重力势能的相互转化。如物体做自由落体运动、抛体运动等。(2)只有弹力做功,发生动能和弹性势能的相互转化。如在光滑的水平面上运动的物体与一个固定的弹簧碰撞,在其与弹簧作用的过程中,物体和弹簧组成的系统的机械能守恒。上述弹力是指与弹性势能对应的弹力,如弹簧的弹力、橡皮筋的弹力,不是指压力、支持力等。(3)物体既受重力又受弹力作用,只有弹力和重力做功,发生动能、重力势能、弹性势能的相互转化,如做自由落体运动的小球落到竖直弹簧上,在小球与弹簧作用的过程中,物体和弹簧组成的系统的机械能守恒。(4)物体除受重力或弹力外虽然受其他力的作用,但其他力不
5、做功或者其他力做功的代数和为零,如物体在平行斜面向下的拉力作用下沿斜面向下运动,其拉力与摩擦力大小相等,该过程中物体的机械能守恒。5.【解析】选D。由于mgsin30-f=mg,故摩擦力f=mg,运动过程中摩擦力做功Wf=-f2h=-mgh,机械能减少了mgh,C错,D对。由于克服阻力做功,机械能不守恒,A错。动能的增加量Ek=W合=ma2h=mg2h=mgh,B错。6.【解析】选B。小球m1沿绳的方向的分速度与m2的速度大小相等,A错误;重力m1g的功率P1=m1gv1竖,小球m1在竖直方向的分速度v1竖先增大后减小,故P1也先增大后减小,B正确;由m1和m2组成的系统机械能守恒可得:m1g
6、R(1-cos60)=m2gR,故m1=2m2,C、D错误。7.【解析】选D。绳的拉力逐渐增大,A错。A、B及弹簧组成的系统机械能守恒,运动过程中,B物体的机械能的减少量等于弹性势能增加量与A的动能增加量的和,B错。B物体重力做功与弹簧对A的弹力做功的和等于A、B物体动能的增加量之和,C错。拉力对A做的功等于B的机械能的减少量,也等于A与弹簧组成的系统的机械能的增加量,D对。8.【解析】选D。小球A、B组成的系统机械能守恒,但A球的机械能增加,B球的机械能减少,选项A错误;机械能包括动能和重力势能,因为产生了动能,选项B错误;当B球处于最低点时速度最大,由v=r可知,vA=vB=vm,由系统机
7、械能守恒得,2mg2R-mg2R=(2m+m),解得vm=,选项C错误;杆对球A做的功W杆A=m+mg2R=mgR,选项D正确。9.【解析】(1)由牛顿第二定律得:F合=mgsin-mgcos=ma,解得a=2m/s2(2分)由l=at2,解得t=1s(2分)(2)当小球从P点无初速滑下时,弹簧被压缩至x处有最大速度vm,由mgsin-mgcos=kx得x=m=0.017m(2分)由功能关系得:mgsin(l+x)-mgcos(l+x)-W弹=m(1分)又W弹=kx2(1分)代入数据解得vm=2m/s (2分)(3)设小球从P点压缩弹簧至最低点,弹簧的压缩量为x1,由动能定理得mgsin(l+
8、x1)-mgcos(l+x1)-k=0-m(2分)从最低点经过弹簧原长Q点回到P点的速度为0,则有k-mgsin(l+x1)-mgcos(l+x1)=0 (2分)解得:x1=0.5m,v0=4.9m/s(2分)答案:(1)1s(2)2 m/s(3)4.9 m/s【方法技巧】涉及弹性势能的机械能守恒问题的分析技巧(1)弹簧的弹性势能与弹簧劲度系数和形变程度有关,对同一根弹簧而言,无论是处于伸长状态还是压缩状态,只要形变量相同,其储存的弹性势能就相同。(2)对同一根弹簧而言,先后经历两次相同的形变过程,则两次过程中弹簧弹性势能的变化相同。(3)弹性势能公式Ep=kx2不是考试大纲中规定的内容,高考
9、试题除非在题干中明确给出该公式,否则不必用该公式定量解决物理计算题,以往高考命题中涉及弹簧弹性势能的问题都是从“能量守恒”角度进行考查的。10.【解析】(1)甲离开弹簧以后,机械能守恒:m1=m1g2R+m1,(2分)且由最高点受力得:2m1g=(2分)联立得:v0=4m/s。(2分)(2)由能量守恒得Ep=m1=m2得v乙=12m/s(2分)乙滑上传送带做匀减速运动,由m2g=m2a得a=6m/s2(2分)速度减为零时离A端最远,最远距离为:x=12m20 m,即乙在传送带上滑行的最远距离为12m。(2分)(3)甲、乙分离瞬间动量守恒:m1v1=m2v2(1分)甲、乙和弹簧组成的系统能量守恒:Ep=m1=m1+m2(1分)解得:v1=2m/s,v2=6m/s(2分)甲沿轨道上滑,设上滑最高点高度为h,则m1=m1gh得h=0.6m0.8 m(2分)则甲上滑不到与圆心等高位置就会返回,返回AB面上速度大小仍然是v1=2m/s(1分)乙滑上传送带,因v2=6m/s12 m/s,则乙先向右做匀减速运动,后向左匀加速。由对称性可知返回AB面上速度大小仍然为v2=6m/s(1分)故甲、乙一定能在AB上再次发生碰撞。答案:(1)4m/s(2)12 m(3)能2m/s6m/s关闭Word文档返回原板块
