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2019-2020年高考物理一轮复习第六章机械能及其守恒定律考点强化练17功能关系和能量守恒定律
1.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设上升和下降过程中空气阻力大小恒定为Ff下列说法正确的是 A.小球上升的过程中动能减少了mghB.小球上升和下降的整个过程中机械能减少了FfhC.小球上升的过程中重力势能增加了mghD.小球上升和下降的整个过程中动能减少了Ffh
2.如图所示一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下其能量的变化情况是 A.重力势能减小动能不变机械能减小总能量减小B.重力势能减小动能增加机械能减小总能量不变C.重力势能减小动能增加机械能增加总能量增加D.重力势能减小动能增加机械能守恒总能量不变
3.下列说法正确的是 A.随着科技的发展永动机是可以制成的B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量但照射到宇宙空间的能量都消失了C.“既要马儿跑又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律因而是不可能的D.有种“全自动”手表不用上发条也不用任何形式的电源却能一直走动说明能量可以凭空产生
4.在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出不计空气阻力则落在同一水平地面时的速度大小 A.一样大B.水平抛的最大C.斜向上抛的最大D.斜向下抛的最大
5.如图所示一轻质弹簧竖直放置下端固定在水平面上上端处于a位置当一重球放在弹簧上端静止时弹簧上端被压缩到b位置现将重球视为质点从高于a位置的c位置沿弹簧中轴线从静止释放弹簧被重球压缩到最低位置d不计空气阻力以下关于重球运动过程的正确说法应是 A.重球下落压缩弹簧由a至d的过程中重球做减速运动B.重球下落至a处获得最大速度C.重球由c至d过程中机械能守恒D.重球在b位置处具有的动能小于小球由c下落到b处减少的重力势能
6.如图所示在地面上以速度v0抛出质量为m的物体抛出后物体落到比地面低h的海平面上若以地面为零势能面而且不计空气阻力则下列说法正确的是 A.重力对物体做的功为mghB.物体在海平面上的势能为mghC.物体在海平面上的动能为-mghD.物体在海平面上的机械能为+mgh
7.如图所示质量为m的小球用OB和OB两根轻绳吊着两轻绳与水平天花板的夹角分别为30°和60°这时OB绳的拉力大小为F1若烧断OB绳当小球运动到最低点C时OB绳的拉力大小为F2则F1∶F2等于 A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶
48.将一物体以速度v从地面竖直上抛当物体运动到某高度时它的动能恰为重力势能的一半以地面为零势能面不计空气阻力则这个高度为 A.B.C.D.
9.如图所示固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接弹簧的另一端连接在墙上且处于原长状态现让圆环由静止开始下滑已知弹簧原长为l圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2l未超过弹性限度则在圆环下滑到最大距离的过程中 A.圆环的机械能守恒B.弹簧弹性势能变化了mglC.圆环下滑到最大距离时所受合力为零D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变
10.如图所示轨道是由一直轨道和一半圆轨道组成的一个小滑块从距轨道最低点B为h高度的A处由静止开始运动滑块质量为m不计一切摩擦则下列说法错误的是 A.若滑块能通过圆轨道最高点Dh的最小值为
2.5rB.若h=2r当滑块到达与圆心等高的C点时对轨道的压力为3mgC.若h=2r滑块会从C、D之间的某个位置离开圆轨道做斜上抛运动D.若要使滑块能返回到A点则h≤r
11.一质量为
8.00×104kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面飞船在离地面高度
1.60×105m处以
7.50×103m/s的速度进入大气层逐渐减慢至速度为100m/s时下落到地面取地面为重力势能零点在飞船下落过程中重力加速度可视为常量大小取为
9.8m/s2结果保留2位有效数字1分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能2求飞船从离地面高度600m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的
2.0%
12.如图所示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 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
13.如图所示在高
1.5m的光滑平台上有一个质量为2kg的小球被一细线拴在墙上小球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧当烧断细线时小球被弹出小球落地时的速度方向与水平方向成60°角则弹簧被压缩时具有的弹性势能为g取10m/s2 A.10JB.15JC.20JD.25J
14.xx杭州市联考如图所示在同一竖直平面内一轻质弹簧一端固定另一自由端恰好与水平线AB平齐静止放于倾角为53°的光滑斜面上一长为l=9cm的轻质细绳一端固定在O点另一端系一质量为m=1kg的小球将细绳拉至水平使小球从位置C由静止释放小球到达最低点D时细绳刚好被拉断之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩最大压缩量为x=5cmg取10m/s2sin53°=
0.8cos53°=
0.6求:1细绳受到的拉力的最大值2D点到水平线AB的高度h3弹簧所获得的最大弹性势能Ep考点强化练17 功能关系和能量守恒定律
1.C 小球在上升过程中的动能减少量等于克服合力做的功即ΔEk=mg+FfhA错误;整个过程中的机械能减少量动能减少量等于克服除重力之外其他力做的功即ΔE=2FfhB、D错误;上升过程中重力势能增加量等于克服重力做的功即ΔEp=mghC正确
2.B 由能量守恒定律可知小孩在下滑过程中总能量守恒故A、C均错;由于摩擦力要做负功机械能不守恒故D错;下滑过程中重力势能向动能和内能转化故只有B正确
3.C 永动机是指不消耗或少消耗能量而可以大量对外做功的装置这种装置违背了能量守恒定律所以永动机是永远不可能制成的A错误;太阳辐射大量的能量地球只吸收了极少的一部分使万物生长但辐射到宇宙空间的能量也没有消失而是转化成了别的能量B错误;马和其他动物包括人要运动必须消耗能量C正确;所谓“全自动”手表内部还是有能量转化装置的一般是一个摆锤当人戴着手表活动时使摆锤不停摆动给游丝弹簧补充能量才会维持手表的运行如果把这种手表放在桌面上静置几天它一定会停止走动的D错误
4.A 由机械能守恒定律mgh+知落地时速度v2的大小相等故A正确
5.D
6.A 重力对物体做的功只与初、末位置的高度差有关为mghA正确;物体在海平面上的势能为-mghB错误;由动能定理mgh=mv2-到达海平面时动能为+mghC错误;物体只受重力做功机械能守恒等于地面时的机械能D错误
7.D 烧断OB轻绳前小球处于平衡状态合力为零根据几何关系得F1=mgsin30°=mg;烧断OB绳设小球摆到最低点时速度为v绳长为l小球摆到最低点的过程中由机械能守恒定律得mgl1-sin30°=mv2在最低点有F2-mg=m联立解得F2=2mg;故F1∶F2等于1∶
48.C 物体的总机械能为E=mv2由机械能守恒得mv2=mgh+mv2由题意知mgh=2×mv2解得h=选项C正确
9.B 圆环在下落过程中弹簧的弹性势能增加由能量守恒定律可知圆环的机械能减少而圆环与弹簧组成的系统机械能守恒故A、D错误;圆环下滑到最大距离时速度为零但是加速度不为零即合外力不为零故C错误;圆环重力势能减少了mgl由能量守恒定律知弹簧弹性势能增加了mgl故B正确
10.B 要使滑块能通过最高点D则应满足mg=m可得v=即若在最高点D时滑块的速度小于滑块无法达到最高点;若滑块速度大于等于则可以通过最高点做平抛运动由机械能守恒定律可知mgh-2r=mv2解得h=
2.5rA正确;若h=2r由A至C过程由机械能守恒可得mg2r-r=在C点由牛顿第二定律有FN=m解得FN=2mg由牛顿第三定律可知B错误;h=2r时小滑块不能通过D点将在C、D中间某一位置离开圆轨道做斜上抛运动故C正确;由机械能守恒可知D正确
11.答案
14.0×108J
2.4×1012J
29.7×108J解析1飞船着地前瞬间的机械能为E0=+0
①式中m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率由
①式和题给数据得E0=
4.0×108J
②设地面附近的重力加速度大小为g飞船进入大气层时的机械能为Eh=+mgh
③式中vh是飞船在高度
1.6×105m处的速度大小由
③式和题给数据得Eh=
2.4×1012J
④2飞船在高度h=600m处的机械能为Eh=m
2.0%vh2+mgh
⑤由功能原理得W=Eh-E0
⑥式中W是飞船从高度600m处至着地瞬间的过程中克服阻力所做的功由
②⑤⑥式和题给数据得W=
9.7×108J
⑦
12.B 由于楔块与弹簧盒、垫板间有摩擦力即摩擦力做负功则机械能转化为内能故A错误B正确;垫板动能转化为内能和弹性势能故C、D错误
13.A 由2gh=-0得vy=即vy=m/s落地时tan60°=可得v0=m/s由机械能守恒定律得Ep=可求得Ep=10J故A正确
14.答案130N 216cm
32.9J解析1小球由C到D由机械能守恒定律得mgl=解得v1=
①在D点由牛顿第二定律得F-mg=m
②由
①②解得F=30N由牛顿第三定律知细绳所能承受的最大拉力为30N2由D到A小球做平抛运动=2gh
③tan53°=
④联立
③④解得h=16cm3小球从C点到将弹簧压缩至最短的过程中小球与弹簧系统的机械能守恒即Ep=mgl+h+xsin53°代入数据解得Ep=
2.9J。