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2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 作業(yè)卷十七 功和機(jī)械能3（含解析） 一 、單選題（本大題共4小題 。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一個選項(xiàng)是符合題目要求的） 1. 如圖甲所示，輕桿一端與一小球相連，另一端連在光滑固定軸上，可在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，到達(dá)某一位置開始計時，取水平向右為正方向，小球的水平分速度vx隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。不計空氣阻力。下列說法中正確的是（ ） A．t1時刻小球通過最高點(diǎn)，圖乙中S1和S2的面積相等 B．t2時刻小球通過最高點(diǎn)，圖乙中S1和S2的面積相等 C．t1時刻小球通過最高點(diǎn)，圖乙中S1和S2的面積不相等 D．t2時刻小球通過最高點(diǎn)，圖乙中S1和S2的面積不相等 2. 一根質(zhì)量為m、長為L的均勻鏈條一半放在光滑的水平桌面上，另一半懸在桌邊，桌面足夠高，如圖a所示。若將一個質(zhì)量為m小球分別拴在鏈條左端和右端，如圖b、圖c所示。約束鏈條的擋板光滑，三種情況均由靜止釋放，當(dāng)整根鏈條剛離開桌面時，關(guān)于它們的速度關(guān)系，下列判斷中正確的是 A．va＝vb＝vc 　　 B. va＜vb＜vc C. vc＞va＞vb　　　　　　 D. va＞vb＞vc 3. 一輕質(zhì)彈簧，固定于天花板上的O點(diǎn)處，原長為L，如圖所示，一個質(zhì)量為m的物塊從A點(diǎn)豎直向上拋出，以速度v與彈簧在B點(diǎn)相接觸，然后向上壓縮彈簧，到C點(diǎn)時物塊速度為零，在此過程中無機(jī)械能損失，則下列說法正確的是（　?。? 　 A． 由A到C的過程中，物塊的動能和重力勢能之和不變 　 B． 由B到C的過程中，彈性勢能和動能之和不變 　 C． 由A到C的過程中，物體m的機(jī)械能守恒 　 D． 由B到C的過程中，物體的機(jī)械能和彈簧的彈性勢能之和不變 4. 如圖所示，一質(zhì)量為m的足球，以速度v由地面踢起，當(dāng)它到達(dá)離地面高度為h的B點(diǎn)處（取重力勢能在B處為零勢能參考平面）時，下列說法正確的是（　?。? 　 A． 在B點(diǎn)處重力勢能為mgh B． 在B點(diǎn)處的動能為mv2+mgh 　 C． 在B點(diǎn)處的機(jī)械能為mv2﹣mgh D． 在B點(diǎn)處的機(jī)械能為mv2 二 、多選題（本大題共3小題 ） 5.如圖所示，質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）以某一速度從A點(diǎn)沖上傾角為30的固定斜面，其運(yùn)動的加速度大小為g，此物體在斜面上上升的最大高度為h，則在這個過程中物體（　?。? 　 A． 重力勢能增加了mgh B． 克服摩擦力做功mgh 　 C． 動能損失了mgh D． 機(jī)械能損失了mgh 6. 如圖所示，P、Q兩物塊質(zhì)量均為m，用輕彈簧相連，豎直放置在水平面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)對P施加豎直向上的拉力F，P緩慢上升h時Q對水平面的壓力恰好為零．下列說法正確的有（　?。? 　 A． 彈簧的勁度系數(shù)為 B． 彈簧的勁度系數(shù)為 　 C． 上述過程拉力做的功為Fh D． 上述過程拉力做的功為mgh 7.如圖所示，一質(zhì)量為m的物體在沿斜面向上的恒力F作用下，由靜止從底端向上做勻加速直線運(yùn)動。若斜面足夠長，表面光滑，傾角為θ。經(jīng)時間t恒力F做功80J，此后撤去恒力F，物體又經(jīng)時間t回到出發(fā)點(diǎn)，且回到出發(fā)點(diǎn)時的速度大小為v，若以地面為重力勢能的零勢能面，則下列說法中正確的是 A．物體回到出發(fā)點(diǎn)時的機(jī)械能是80J B．在撤去力F前的瞬間，力F的功率是 C．撤去力F前的運(yùn)動過程中，物體的重力勢能一直在增加，撤去力F后的運(yùn)動過程中物體的重力勢能一直在減少 D．撤去力F前的運(yùn)動過程中，物體的動能一直在增加，撤去力F后的運(yùn)動過程中物體的動能一直在減少 三 、簡答題（本大題共2小題 ） 8. （xx天津高考真題）某快點(diǎn)公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意圖如圖，皮帶在電動機(jī)的帶動下保持的恒定速度向右運(yùn)動，現(xiàn)將一質(zhì)量為的郵件輕放在皮帶上，郵件和皮帶間的動摩擦力因數(shù)，設(shè)皮帶足夠長，取，在郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中，求 （1）郵件滑動的時間t （2）郵件對地的位移大小x （3）郵件與皮帶間的摩擦力對皮帶做的功W 9. 如圖所示，一輕繩一端連一小球B，另一端固定在O點(diǎn)，開始時球與O點(diǎn)在同一水平線上，輕繩拉直，在O點(diǎn)正下方距O點(diǎn)L處有一鐵釘C，釋放小球后，小球繞鐵釘C恰好能做完整的豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動．求： (1)繩的長度． (2)小球第一次運(yùn)動到最低點(diǎn)時的速度． (3)若讓小球自然懸掛，小球恰好與水平面接觸于F點(diǎn)，小球質(zhì)量為m，在水平面上固定有傾角為θ的斜面，斜面高為h，小球與斜面AE及水平面EF間的動摩擦因數(shù)均為μ，EF段長為s，讓一質(zhì)量與小球質(zhì)量相等的滑塊從斜面頂端由靜止滑下，滑塊與小球碰撞后粘在一起，結(jié)果兩者一起恰好能繞C在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動，則滑塊與小球碰撞過程中損失的機(jī)械能是多少(不計滑塊在E處碰撞的能量損失)? xx萬卷作業(yè)卷（十七）答案解析 一 、單選題 1. 【答案】A 【命題立意】考查對向心力，機(jī)械能守恒定律的靈活應(yīng)用 【解析】小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動這個過程中只有重力對小球作用，因此小球機(jī)械能守恒，小球位置與高點(diǎn)時，重力勢能最大，所以動能最小，故小球的速度達(dá)到最小值且水平向右，因此t1時刻小球通過最高點(diǎn)；曲線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示小球在運(yùn)動過程中的水平位移，圖乙中S1的面積表示小球從最低點(diǎn)運(yùn)動到水平位置時小球在水平方向的位移，大小等于杠的長度，S2的面積表示小球從水平位置運(yùn)動到最高點(diǎn)時小球在水平方向的位移，大小等于杠的長度。故圖乙中S1和S2的面積相等，綜上所示A正確 2.【答案】C 3.【答案】D 考點(diǎn)： 功能關(guān)系；機(jī)械能守恒定律． 分析： 由A到C的過程中，物塊與彈簧組成的系統(tǒng)，只有重力和彈簧的彈力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒進(jìn)行分析即可． 解答： 解：A、由A到C的過程中，對于物塊與彈簧組成的系統(tǒng)，只有重力和彈簧的彈力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，即物塊的重力勢能、動能與彈簧的彈性勢能總和不變，而彈簧的彈性勢能增大，所以重力勢能、動能之和減小，故A錯誤． B、由B到C的過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，即物塊的重力勢能、動能與彈簧的彈性勢能總和不變，物塊的重力勢能增大，則彈性勢能和動能之和減小，故B錯誤； C、由A到C的過程中，對于物體m，由于彈簧的彈力做功，其機(jī)械能不守恒．故C錯誤． D、由B到C的過程中，對于物塊與彈簧組成的系統(tǒng)，只有重力和彈簧的彈力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．故D正確． 故選：D． 點(diǎn)評： 本題關(guān)鍵抓住系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，即重力勢能、動能與彈簧的彈性勢能總和不變，即可進(jìn)行分析．而對于物體m來說，要注意其機(jī)械能并不守恒． 4.【答案】C 考點(diǎn)： 功能關(guān)系；機(jī)械能守恒定律． 分析： 足球在運(yùn)動過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒．根據(jù)機(jī)械能守恒定律列式分析．根據(jù)動能定理，足球動能的初始量等于小明做的功． 解答： 解：A、由于設(shè)B處為零勢能面，故B處的重力勢能為零，故A錯誤； B、從A到B過程，由機(jī)械能守恒定律得：mv2﹣mgh=mvB2，則在B處的動能：EK=mvB2=mv2﹣mgh，故B錯誤； C、在B點(diǎn)處的機(jī)械能EB=EK+EP=mv2﹣mgh，故C正確，D錯誤； 故選：C． 點(diǎn)評： 本題關(guān)鍵對踢球的過程運(yùn)用動能定理，小球動能的增加量等于小明做的功；同時小球離開腳后，由于慣性繼續(xù)飛行，水平方向速度不變，只有重力做功，機(jī)械能守恒． 二 、多選題 5.【答案】CD 考點(diǎn)： 動能定理的應(yīng)用；功能關(guān)系；機(jī)械能守恒定律． 專題： 動能定理的應(yīng)用專題． 分析： 重力勢能的增加量等于克服重力做的功；動能變化等于力的總功；機(jī)械能變化量等于除重力外其余力做的功． 解答： 解：A、加速度a==，而摩擦力f=，物體在斜面上能夠上升的最大高度為h，所以重力勢能增加了mgh，故A錯誤； B、摩擦力f=，物體在斜面上能夠上升的最大高度為h，發(fā)生的位移為2h，則克服摩擦力做功 ，故B錯誤； C、由動能定理可知，動能損失量為合外力做的功的大小△Ek=F合?s=mg?3L=mgL，故C正確； D、機(jī)械能的損失量為fs=mg?2L=mgh，故D正確． 故選CD． 點(diǎn)評： 本題關(guān)鍵根據(jù)功能關(guān)系的各種具體形式得到重力勢能變化、動能變化和機(jī)械能變化．重力勢能變化與重力做功有關(guān)；動能的變化與合力做功有關(guān)；機(jī)械能的變化與除重力以外的力做功有關(guān)． 6. 【答案】BD 【解析】 A、原來彈簧被壓縮，kx1=mg，Q對水平面的壓力為零時彈簧被拉伸，kx2=mg，x1+x2=h，A錯誤， B正確； C、緩慢上升過程拉力F逐漸增大，不是恒力，C錯誤； D、全過程始末狀態(tài)彈性勢能相同，動能均為零，因此拉力做功僅增加了系統(tǒng)的重力勢能，D正確． 故選：BD． 點(diǎn)評：彈簧是高考的熱點(diǎn)之一，要注意明確在彈力做功時，彈性勢能與其他形式的能之間有相互的轉(zhuǎn)化． 7. 【答案】AB 解析：由于斜面光滑，因此在物體的整個運(yùn)動過程中只有重力、拉力F做功，由于物體由靜止開始運(yùn)動，因此，當(dāng)力F做功80J后，撤去拉力F，無論物體運(yùn)動至哪，其機(jī)械能都變?yōu)?0J，故選項(xiàng)A正確；設(shè)有力F作用時，物體運(yùn)動的加速度大小為，撤去拉力F作用后，物體運(yùn)動的速度大小為，撤去拉力F前瞬間，物體的速度大小為,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律有：解得：，根據(jù)牛頓第二定律有，解得：，所以在撤去力F前的瞬時，力F的功率大小為：故選項(xiàng)B正確；撤去力F后瞬間，由于物體有沿斜面向上的速度，因此撤去力F后，物體將先沿斜面減速上升，再加速下滑，即重力勢能先增加后減少，動能先減少后增加，故選項(xiàng)CD錯誤。 三 、簡答題 8. 【答案】（1）0.2s；（2）0.1m； （3）-2J； 【解析】（1）設(shè)郵件放到與皮帶發(fā)生相對滑動過程中受到的滑動摩擦力為F，則有： 取向右為正方向，對郵件應(yīng)用動量定理，有： 聯(lián)立解得： （2）郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中，對郵件應(yīng)用動能定理，有： 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得： （3）郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中，設(shè)皮帶相對地面的位移為s，則有： 摩擦力對皮帶做的功為： 代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得： 9. 【解析】　(1)設(shè)輕繩長為R，則小球繞C在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動時，半徑為R－L，恰好能做豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動，則在最高點(diǎn)mg＝m 根據(jù)機(jī)械能守恒有mg[R－2(R－L)]＝mv2解得R＝ L. (2)由機(jī)械能守恒定律，小球到最低點(diǎn)時mgR＝mv′2得到v′＝. (3)若滑塊與小球粘在一起且恰好能在豎直面內(nèi)繞C做圓周運(yùn)動，則碰撞后的共同速度也為v′＝ 對滑塊根據(jù)動能定理有mgh－μmg(hcot θ＋s)＝mv 根據(jù)功能關(guān)系：E機(jī)損＝mv－2mv′2 解得E機(jī)損＝mgh－mgL－μmg(hcot θ＋s)． 答案　(1) L； 　(2)； (3)mgh－mgL－μmg(hcot θ＋s)