版高考物理一轮复习通用版分层限时跟踪练17Word文档下载推荐.docx
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W=
mv2=625J,故C正确,A、B、D错误.
【答案】 C
2.(2014·
广东高考)如图5413是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图,图中①和②为楔块,③和④为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦,在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )
图5413
A.缓冲器的机械能守恒
B.摩擦力做功消耗机械能
C.垫板的动能全部转化为内能
D.弹簧的弹性势能全部转化为动能
【解析】 本题考查能量转化和守恒定律.
由于车厢相互撞击弹簧压缩的过程中存在克服摩擦力做功,所以缓冲器的机械能减少,选项A错误、B正确;
弹簧压缩的过程中,垫板的动能转化为内能和弹簧的弹性势能,选项C、D错误.
【答案】 B
3.如图5414所示,木块B在光滑的水平桌面上,子弹A沿水平方向射入木块并留在木块内,将弹簧压缩到最短.则从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的过程中( )
图5414
A.A、B与弹簧组成的系统机械能守恒
B.A的动能减少量等于B的动能增加量
C.A对B做的功等于B的动能增加量
D.B对A做的功等于A的动能减少量
【解析】 A与B之间因摩擦而生热,故A错误;
A动能的减少量等于B的动能增加量、弹簧的弹性势能增加量、A与B之间因摩擦而产生的热量三者之和,B错误;
A对B做的功和弹簧对B做的功的和等于B动能的变化量,C错误;
B对A做的功等于A的动能变化量,D正确.
【答案】 D
4.起跳摸高是学生经常进行的一项体育活动.一质量为m的同学弯曲两腿向下蹲,然后用力蹬地起跳,从该同学用力蹬地到刚离开地面的起跳过程中,他的重心上升了h,离地时他的速度大小为v.对于起跳过程,下列说法正确的是( )
A.该同学机械能增加了mgh
B.该同学机械能增加量为mgh+
mv2
C.地面的支持力对该同学做功为mgh+
D.该同学所受的合外力对其做功为
mv2+mgh
【解析】 该同学从蹬地到刚离开地面过程中,重力势能增加了mgh,动能增加了
mv2,故机械能增加了mgh+
mv2,A项错,B项正确;
地面对人的支持力的作用点无位移,故对人不做功,C项错;
由动能定理可知,该同学所受合外力对其做功等于其动能的增加量即
mv2,D项错.
5.(2015·
大庆质检)如图5415所示,半径为R的金属环竖直放置,环上套有一质量为m的小球,小球开始时静止于最低点.现使小球以初速度v0=
沿环上滑,小球运动到环的最高点时与环恰无作用力,则小球从最低点运动到最高点的过程中( )
图5415
A.小球机械能守恒
B.小球在最低点时对金属环的压力是6mg
C.小球在最高点时,重力的功率是mg
D.小球机械能不守恒,且克服摩擦力所做的功是0.5mgR
【解析】 小球运动到环的最高点时与环恰无作用力,设此时的速度为v,由向心力公式可得mg=
;
小球从最低点到最高点的过程中,由动能定理可得-Wf-2mgR=
mv2-
mv
,联立可得Wf=
-
mv2-2mgR=
mgR,可见此过程中小球机械能不守恒,克服摩擦力做功为
mgR,选项D正确,选项A错误;
小球在最高点时,速度v的方向和重力的方向垂直,二者间的夹角为90°
,功率P=0,选项C错误;
小球在最低点,由向心力公式可得F-mg=
,F=mg+
=7mg,选项B错误.
二、多项选择题
6.(2016·
南昌模拟)一升降机在底部装有若干弹簧,如图5416所示,设在某次事故中,升降机吊索在空中断裂,忽略摩擦阻力,则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中( )
图5416
A.先处于失重状态然后再处于超重状态
B.重力功率不断减小
C.机械能不断减小
D.机械能保持不变
【解析】 升降机在下落过程中,受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧的弹力作用,且弹力逐渐增大,则升降机先向下加速,后减速,故升降机先处于失重状态然后处于超重状态,选项A正确;
升降机的重力功率P=mgv,其先增加后减小,选项B错误;
除重力做功外,弹簧的弹力对其做负功,机械能减小,选项C正确,选项D错误.
【答案】 AC
7.山东电视台“快乐向前冲”栏目最后一关,选手需要抓住固定在支架上的绳子向上攀登,才可冲上领奖台,如图5417所示.如果某选手刚刚匀速攀爬到绳子顶端时,突然因抓不住绳子而加速滑下,对该过程进行分析(不考虑脚蹬墙壁的作用),下述说法正确的是( )
图5417
A.上行时,人受到绳子的拉力与重力和摩擦力平衡
B.上行时,绳子拉力对人做的功等于人重力势能的增加
C.下滑时,人受到的重力大于摩擦力,加速度小于g
D.下滑时,重力势能的减小大于动能的增加,机械能的减少量等于克服摩擦力做的功
【解析】 人匀速上升时,绳子对人的摩擦力等于人的重力,A错误;
人上升过程中,人拉绳子,对自身做功,绳子并不对人做功,B错误;
人下滑时,由mg-f=ma,可知,Ff<mg,a<g,C正确;
人下滑时,重力势能的减小量有一部分用于克服摩擦力做功,故其动能的增加量一定小于重力势能的减少量,D正确.
【答案】 CD
8.(2014·
海南高考)如图5418所示,质量相同的两物体a、b,用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧,a在水平桌面的上方,b在水平粗糙桌面上.初始时用力压住b使a、b静止,撤去此压力后,a开始运动,在a下降的过程中,b始终未离开桌面.在此过程中( )
图5418
A.a的动能小于b的动能
B.两物体机械能的变化量相等
C.a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量
D.绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零
【解析】 轻绳两端沿绳方向的速度分量大小相等,故可知a的速度等于b的速度沿绳方向的分量,a的动能比b的动能小,A对;
因为b与地面有摩擦力,运动时有热量产生,所以该系统机械能减少,而B、C两项均为系统机械能守恒的表现,故B、C错误;
轻绳不可伸长,两端分别对a、b做功大小相等,符号相反,D正确.
【答案】 AD
9.如图5419甲所示,倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行.t=0时,将质量m=1kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上,物体相对地面的vt图象如图乙所示.设沿传送带向下为正方向,取重力加速度g=10m/s2.则( )
图5419
A.传送带的速率v0=10m/s
B.传送带的倾角θ=30°
C.物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5
D.0~2.0s内摩擦力对物体做功Wf=-24J
【解析】 由vt图象可知,物体在传送带上先以a1=10m/s2的加速度加速运动,再以a2=2m/s2的加速度继续加速;
t=1.0s时物体获得与传送带相同的速度v共=v0=10m/s,选项A正确.由牛顿第二定律得:
mgsinθ+μmgcosθ=ma1①
mgsinθ-μmgcosθ=ma2②
联立①②得:
θ=37°
,μ=0.5,选项C正确,B错误.0~2.0s内摩擦力做功Wf=μmgcos37°
·
x1-μmgcos37°
x2,由vt图象可求,x1=
×
1×
10m=5m,x2=
(10+12)×
1m=11m,解得Wf=-24J,故选项D正确.
【答案】 ACD
三、非选择题
10.如图5420所示,质量为m=2kg的小物块从斜面顶端A由静止滑下,从B点进入光滑水平滑道时无机械能损失,将轻弹簧的一端固定在水平滑道左端C处的墙上,另一端恰位于水平滑道的中点D.已知斜面的倾角θ=30°
,物块与斜面间的动摩擦因数为μ=
,其余各处的摩擦不计,斜面顶端距水平面高度为h=0.5m,重力加速度g=10m/s2,弹簧处于原长时弹性势能为零.
图5420
(1)求小物块沿斜面向下滑动时其加速度大小和滑到B点时的速度大小;
(2)求轻弹簧压缩到最短时的弹性势能;
(3)若小物块能够被弹回到原来的斜面上,则它能够上升的最大高度是多少?
【解析】
(1)由牛顿第二定律得
mgsinθ-μmgcosθ=ma
解得a=2m/s2
设斜面长为L,则sinθ=
,滑到B点时的速度大小为
v=
=2m/s.
(2)物块从斜面顶端A开始运动到弹簧压缩到最短,由动能定理得
mgh-μmgcosθ·
-Ep=0
则轻弹簧压缩到最短时的弹性势能
Ep=mgh-μmgcosθ
解得Ep=4J.
(3)物块第一次被弹回时上升的高度最大,设上升的最大高度为H,由动能定理得
mg(h-H)-μmgcosθ·
-μmgcosθ·
=0
解得H=0.125m.
【答案】
(1)2m/s2 2m/s
(2)4J (3)0.125m
11.如图5421所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=37°
,另一端点C为轨道的最低点.C点右侧的水平路面上紧挨C点放置一木板,木板质量M=1kg,上表面与C点等高.质量m=1kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0=1.2m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道.已知物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2,木板与路面间的动摩擦因数μ2=0.05,取g=10m/s2.(sin37°
=0.6,cos37°
=0.8)试求:
图5421
(1)物块经过B端时速度的大小;
(2)物块经过轨道上的C点时对轨道的压力大小;
(3)若木板足够长,请问从开始平抛至最终木板、物块都静止,整个过程产生的热量是多少?
【解析】
(1)vB=
(2)物体从B到C应用动能定理,有
mg(R+Rsinθ)=
,
解得vC=6m/s.
在C点:
F-mg=m
解得F=46N.
由牛顿第三定律知物块经过圆弧轨道上的C点时对轨道的压力为46N.
(3)物块从A到C过程中无能量损失,所以整个过程产生的热量就是从C到最终木板、物块都静止这一过程中产生的热量,应用能量守恒定律得Q=
=18J.
【答案】
(1)2m/s
(2)46N (3)18J
12.如图5422所示,质量为M的小车静止在光滑水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点.一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下,重力加速度为g.
图5422
(1)若固定小车,求滑块运动过程中对小车的最大压力.
(2)若不固定小车,滑块仍从A点由静止下滑,然后滑入BC轨道,最后从C点滑出小车.已知滑块质量m=
,在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ,求:
①滑块运动过程中,小
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