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(七)机械能守恒定律功能关系B组(45分钟100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求)1.(2013宣城一模)从地面竖直上抛一个质量为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g2.(2013淮安一模)铁饼运动员奋
2、力将质量为m的铁饼以初速度v0抛出,v0与水平面成角,铁饼到达的最大高度为h,不计空气阻力和抛出点的高度,运动员抛铁饼过程对铁饼做的功可以表示为()A.m+mghB.mghC.mgh+mcos2D.mgh+msin23.(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常州一模)如图所示,质量均为m的
3、A、B两个小球,用长为2L的轻质杆相连接,在竖直平面内,绕固定轴O沿顺时针方向自由转动(转动轴在杆的中点),不计一切摩擦,某时刻A、B球恰好在如图所示的位置,A、B球的线速度大小均为v,下列说法正确的是()A.运动过程中B球机械能守恒B.运动过程中B球速度不变C.B球在运动到最高点之前,单位时间内机械能的变化量保持不变D.B球在运动到最高点之前,单位时间内机械能的变化量不断改变5.(2013南京一模)如图所示,圆心在O点、半径为R的圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上,Oc与Oa的夹角为60,轨道最低点a与桌面相切。一轻绳两端系着质量为m1和m2的小球(均可视为质点),挂在圆弧轨道边缘c的两边,
4、开始时,m1位于c点,然后从静止释放,设轻绳足够长,不计一切摩擦。则()A.在m1由c下滑到a的过程中,两球速度大小始终相等B.在m1由c下滑到a的过程中,重力的功率先增大后减小C.若m1恰好能沿圆弧下滑到a点,则m1=3m2D.若m1恰好能沿圆弧下滑到a点,则m1=4m26.(2013广东高考)如图,游乐场中,从高处A到水面B处有两条长度相同的光滑轨道。甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A处自由滑向B处,下列说法正确的有()A.甲的切向加速度始终比乙的大B.甲、乙在同一高度的速度大小相等C.甲、乙在同一时刻总能到达同一高度D.甲比乙先到达B处7.如图所示,相距均为d的三条水平虚线L1、L2和L3,
5、L1与L2、L2与L3之间分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。一个边长也是d的正方形导线框,从L1上方一定高度处由静止开始自由下落,当ab边刚越过L1进入磁场时,恰好以速度v1做匀速直线运动;当ab边在越过L2运动到L3之前的某个时刻,线框又开始以速度v2做匀速直线运动,在线框从进入磁场到速度变为v2的过程中,设线框的动能变化量为Ek,重力对线框做功为W1,安培力对线框做功为W2,下列说法中正确的有()A.在导线框下落过程中,由于重力做正功,所以v2v1B.从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,线框动能的变化量为Ek=W1+W2C.从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中
6、,线框动能的变化量为Ek=W1-W2D.从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,机械能减少了W1-Ek8.(2013潍坊一模)如图所示,在升降机内固定一光滑的斜面体,一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上,另一端与质量为m的物块A相连,弹簧与斜面平行。整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中()A.物块A的重力势能增加量一定等于mghB.物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和C.物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和D.物块A和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧拉力做功的和二、计算题(本大题共2小题,共36分。需写出规范
7、的解题步骤)9.(18分)(2013西安一模)如图所示,质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A,另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态,A上方的一段沿竖直方向。若在挂钩上挂一质量为m3的物体C,则B将刚好离地。若将C换成另一个质量为m1+m3的物体D,仍从上述初始位置由静止状态释放,则这次B刚离地时D的速度大小是多少?(已知重力加速度为g)10.(18分)(2013济南二模)如图所示,固定的粗糙弧形轨道下端B点水平,上端A与B点的高度差为h1=0.3m,倾斜传送带与水平方向的
8、夹角为=37,传送带的上端C点到B点的高度差为h2=0.1125m (传送带传动轮的大小可忽略不计)。一质量为m=1kg的滑块(可看作质点)从轨道的A点由静止滑下,然后从B点抛出,恰好以平行于传送带的速度从C点落到传送带上,传送带逆时针传动,速度大小为v=0.5m/s,滑块与传送带间的动摩擦因数为=0.8,且传送带足够长,滑块运动过程中空气阻力忽略不计,g=10m/s2,试求：(1)滑块运动至C点时的速度vC大小;(2)滑块由A到B运动过程中克服摩擦力做的功Wf;(3)滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量Q。答案解析1.【解析】选A。由动能定理知,小球动能减少了(mg+F阻)H,A错误;
9、由功能关系知,小球机械能减少了F阻H,B正确;重力势能增加了mgH,C正确;小球的加速度为g+,D正确。2.【解析】选C。由功能关系知,铁饼抛出时获得的动能m等于运动员对其做的功,A错。当铁饼上升到最大高度时,v=v0cos,铁饼抛出后机械能守恒,故m=mgh+mv2=mgh+mcos2,故C对,B、D错。3.【解析】选C。重力做功只与初、末位置的高度差有关,与物体经过的路径无关,所以重力对1、2两小球所做的功相等,A错误;1、2两小球从A点运动到B点的过程中,只有重力对其做功,所以它们的机械能均守恒,B错误;由动能定理可得,对小球1有：mgh=Ek1-Ek0,对小球2有：mgh=Ek2-0,
10、显然Ek1Ek2,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D。以A、B球为系统,两球在运动过程中,只有重力做功(轻杆对两球做功的和为零),两球的机械能守恒。以过O点的水平面为重力势能的参考平面时,系统的总机械能为E=2mv2=mv2。假设A球下降h,则B球上升h,此时两球的速度大小是v,由机械能守恒定律知mv2=mv22+mgh-mgh,得到v=v,故运动过程中B球速度大小不变,方向变化。当单独分析B球时,B球
11、在运动到最高点之前,动能保持不变,重力势能在不断增加。由几何知识可得单位时间内机械能的变化量是不断改变的。综上所述,D正确。【方法技巧】机械能守恒的判断角度(1)利用机械能的定义判断：分析动能与势能的和是否变化。如匀速下落的物体动能不变,重力势能减少,物体的机械能必减少。(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧弹力)做功,或有其他力做功,但其他力做功的代数和为零,则机械能守恒。(3)用能量转化来判断：若系统中只有动能和势能的相互转化,而无机械能与其他形式能的转化,则系统的机械能守恒。(4)对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等问题,机械能一般不守恒,除非题中有特别说明或暗示。5.【解析】
12、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：m1gR(1-cos60)=m2gR,故m1=2m2,C、D错误。6.【解析】选B、D。在曲线上任取一点,将重力沿轨道的切线方向分解,切线与水平方向成的锐角为,则切向力为：mgsin=ma切,可得甲的切向加速度一直减小,乙的切向加速度一直增大,在B点,有a甲切a乙切,A错误;对甲、乙下落相同高度h,由重力做功的特点和动能定理得mgh=mv2,v=,B正确;从A到B,开始一段甲的切向加速
13、度大于乙的切向加速度,即甲的速度增加得快,平均速度大,二者位移相等,由如图所示的速率时间图像知甲比乙先到达B处, D正确、C错误。7.【解析】选B、D。当ab边刚越过L1进入磁场时,恰好以速度v1做匀速直线运动,说明线框所受的重力和安培力相平衡;当ab边在越过L2运动到L3之前的某个时刻又开始以v2做匀速直线运动,此时电路中有双电动势产生,在刚越过L2边界后,线框所受安培力变大且方向向上,线框做减速运动,速度减小,有v2v1,故A错;由动能定理可知,线框从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,有线框重力和安培力做功,故线框动能的变化量为Ek=W1+W2,故B对,C错;而安培力做功使电路产生热量
14、,线框的机械能减少,减少量为W1-Ek,故D正确。8.【解析】选C、D。整个系统由静止开始加速上升,系统处于超重状态,弹簧伸长量变大,物块A升高的高度小于h,选项A错误;对物块A由动能定理得,EkA=W支+W弹-W重,选项B错误;物块A和弹簧组成的系统受重力GA、斜面对物块的支持力FNA和木板B对弹簧的拉力F弹,物块A和弹簧组成的系统的机械能增加量等于除物块A的重力以外其他力做的功,选项D正确。9.【解析】开始时A、B静止,即处于平衡状态。设弹簧的压缩量为x1,则有：kx1=m1g(3分)挂上C后,当B刚要离地时,设弹簧的伸长量为x2,则有：kx2=m2g(3分)此时,A和C的速度均为零从挂上
15、C到A和C的速度均为零时,根据机械能守恒定律可知,弹性势能的改变量为：E=m3g(x1+x2)-m1g(x1+x2)(5分)将C换成D后,有：E+(m1+m3+m1)v2=(m1+m3)g(x1+x2)-m1g(x1+x2)(5分)联立解得：v=(2分)答案：【方法技巧】运用机械能守恒定律解题的步骤(1)选取研究对象;(2)分析研究对象的物理过程及其初、末状态;(3)分析所研究的物理过程中,研究对象的受力情况和这些力的做功情况,判断是否满足机械能守恒定律的适用条件;(4)规定参考平面(用转化观点时,可省略这一步);(5)根据机械能守恒定律列方程;(6)解方程,统一单位,进行运算,求出结果,进行
16、检验。10.【解题指南】(1)滑块从B到C做平抛运动,由于滑块恰好平行于传送带从C处落到传送带上,所以vC与水平方向夹角为37。(2)从A到B,利用动能定理求克服摩擦力做的功Wf。(3)求摩擦生热时,关键是求出滑块与传送带间的相对位移。【解析】(1)在C点,竖直分速度：vy= (1分)vy=vCsin37 (1分)由得vC=2.5m/s(1分)(2)滑块在C点的水平分速度为vx=vB=vCcos37=2 m/s(2分)从A点到B点的过程中,据动能定理有：mgh1-Wf=m(2分)解得Wf=1J(1分)(3)滑块在传送带上运动时,据牛顿第二定律有：mgcos37-mgsin37=maa=0.4m/s2方向沿传送带向上(2分)滑块与传送带达到共同速度耗时：t=5s(2分)二者间的相对位移为：s=t-vt=5m(2分)由于mgsin37mgcos37,此后滑块将做匀速运动(2分)Q=mgscos37=32J(2分)答案：(1)2.5m/s(2)1 J(3)32 J关闭Word文档返回原板块
