衡水万卷2021届高三物理二轮复习作业卷十七功和机械能3含解析.doc

功和机械能3
一 、单选题（本大题共4小题 。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）
1. 如图甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动。现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙所示。不计空气阻力。下列说法中正确的是（ ）

A．t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等
B．t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等
C．t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积不相等
D．t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积不相等

2. 一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在光滑的水平桌面上，另一半悬在桌边，桌面足够高，如图a所示。若将一个质量为m小球分别拴在链条左端和右端，如图b、图c所示。约束链条的挡板光滑，三种情况均由静止释放，当整根链条刚离开桌面时，关于它们的速度关系，下列判断中正确的是

A．va＝vb＝vc 　　 B. va＜vb＜vc
C. vc＞va＞vb　　　　　　 D. va＞vb＞vc
3. 一轻质弹簧，固定于天花板上的O点处，原长为L，如图所示，一个质量为m的物块从A点竖直向上抛出，以速度v与弹簧在B点相接触，然后向上压缩弹簧，到C点时物块速度为零，在此过程中无机械能损失，则下列说法正确的是（　　）

A．
由A到C的过程中，物块的动能和重力势能之和不变

B．
由B到C的过程中，弹性势能和动能之和不变

C．
由A到C的过程中，物体m的机械能守恒

D．
由B到C的过程中，物体的机械能和弹簧的弹性势能之和不变

4. 如图所示，一质量为m的足球，以速度v由地面踢起，当它到达离地面高度为h的B点处（取重力势能在B处为零势能参考平面）时，下列说法正确的是（　　）

A．
在B点处重力势能为mgh
B．
在B点处的动能为mv2+mgh

C．
在B点处的机械能为mv2﹣mgh
D．
在B点处的机械能为mv2
二 、多选题（本大题共3小题 ）

5.如图所示，质量为m的物体（可视为质点）以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（　　）

A．
重力势能增加了mgh
B．
克服摩擦力做功mgh

C．
动能损失了mgh
D．
机械能损失了mgh
6. 如图所示，P、Q两物块质量均为m，用轻弹簧相连，竖直放置在水平面上，处于静止状态．现对P施加竖直向上的拉力F，P缓慢上升h时Q对水平面的压力恰好为零．下列说法正确的有（　　）

A．
弹簧的劲度系数为
B．
弹簧的劲度系数为

C．
上述过程拉力做的功为Fh
D．
上述过程拉力做的功为mgh

7.如图所示，一质量为m的物体在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止从底端向上做匀加速直线运动。若斜面足够长，表面光滑，倾角为θ。经时间t恒力F做功80J，此后撤去恒力F，物体又经时间t回到出发点，且回到出发点时的速度大小为v，若以地面为重力势能的零势能面，则下列说法中正确的是

A．物体回到出发点时的机械能是80J
B．在撤去力F前的瞬间，力F的功率是
C．撤去力F前的运动过程中，物体的重力势能一直在增加，撤去力F后的运动过程中物体的重力势能一直在减少
D．撤去力F前的运动过程中，物体的动能一直在增加，撤去力F后的运动过程中物体的动能一直在减少

三 、简答题（本大题共2小题 ）
8. （2015天津高考真题）某快点公司分拣邮件的水平传输装置示意图如图，皮带在电动机的带动下保持的恒定速度向右运动，现将一质量为的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦力因数，设皮带足够长，取，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求

（1）邮件滑动的时间t
（2）邮件对地的位移大小x
（3）邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W

9. 如图所示，一轻绳一端连一小球B，另一端固定在O点，开始时球与O点在同一水平线上，轻绳拉直，在O点正下方距O点L处有一铁钉C，释放小球后，小球绕铁钉C恰好能做完整的竖直面内的圆周运动．求：
(1)绳的长度．
(2)小球第一次运动到最低点时的速度．
(3)若让小球自然悬挂，小球恰好与水平面接触于F点，小球质量为m，在水平面上固定有倾角为θ的斜面，斜面高为h，小球与斜面AE及水平面EF间的动摩擦因数均为μ，EF段长为s，让一质量与小球质量相等的滑块从斜面顶端由静止滑下，滑块与小球碰撞后粘在一起，结果两者一起恰好能绕C在竖直面内做圆周运动，则滑块与小球碰撞过程中损失的机械能是多少(不计滑块在E处碰撞的能量损失)?

0.2016万卷作业卷（十七）答案解析
一 、单选题
1. 【答案】A
【命题立意】考查对向心力，机械能守恒定律的灵活应用
【解析】小球在竖直平面内做圆周运动这个过程中只有重力对小球作用，因此小球机械能守恒，小球位置与高点时，重力势能最大，所以动能最小，故小球的速度达到最小值且水平向右，因此t1时刻小球通过最高点；曲线与坐标轴围成的面积表示小球在运动过程中的水平位移，图乙中S1的面积表示小球从最低点运动到水平位置时小球在水平方向的位移，大小等于杠的长度，S2的面积表示小球从水平位置运动到最高点时小球在水平方向的位移，大小等于杠的长度。故图乙中S1和S2的面积相等，综上所示A正确
2.【答案】C
3.【答案】D
考点：
功能关系；机械能守恒定律．
分析：
由A到C的过程中，物块与弹簧组成的系统，只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，根据系统的机械能守恒进行分析即可．
解答：
解：A、由A到C的过程中，对于物块与弹簧组成的系统，只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，即物块的重力势能、动能与弹簧的弹性势能总和不变，而弹簧的弹性势能增大，所以重力势能、动能之和减小，故A错误．
B、由B到C的过程中，系统的机械能守恒，即物块的重力势能、动能与弹簧的弹性势能总和不变，物块的重力势能增大，则弹性势能和动能之和减小，故B错误；
C、由A到C的过程中，对于物体m，由于弹簧的弹力做功，其机械能不守恒．故C错误．
D、由B到C的过程中，对于物块与弹簧组成的系统，只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒．故D正确．
故选：D．
点评：
本题关键抓住系统的机械能守恒，即重力势能、动能与弹簧的弹性势能总和不变，即可进行分析．而对于物体m来说，要注意其机械能并不守恒．

4.【答案】C
考点：
功能关系；机械能守恒定律．
分析：
足球在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒．根据机械能守恒定律列式分析．根据动能定理，足球动能的初始量等于小明做的功．
解答：
解：A、由于设B处为零势能面，故B处的重力势能为零，故A错误；
B、从A到B过程，由机械能守恒定律得：mv2﹣mgh=mvB2，则在B处的动能：EK=mvB2=mv2﹣mgh，故B错误；
C、在B点处的机械能EB=EK+EP=mv2﹣mgh，故C正确，D错误；
故选：C．
点评：
本题关键对踢球的过程运用动能定理，小球动能的增加量等于小明做的功；同时小球离开脚后，由于惯性继续飞行，水平方向速度不变，只有重力做功，机械能守恒．
二 、多选题

5.【答案】CD
考点：
动能定理的应用；功能关系；机械能守恒定律．
专题：
动能定理的应用专题．
分析：
重力势能的增加量等于克服重力做的功；动能变化等于力的总功；机械能变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=，物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了mgh，故A错误；
B、摩擦力f=，物体在斜面上能够上升的最大高度为h，发生的位移为2h，则克服摩擦力做功 ，故B错误；
C、由动能定理可知，动能损失量为合外力做的功的大小△Ek=F合•s=mg•3L=mgL，故C正确；
D、机械能的损失量为fs=mg•2L=mgh，故D正确．
故选CD．
点评：
本题关键根据功能关系的各种具体形式得到重力势能变化、动能变化和机械能变化．重力势能变化与重力做功有关；动能的变化与合力做功有关；机械能的变化与除重力以外的力做功有关．

6. 【答案】BD
【解析】
A、原来弹簧被压缩，kx1=mg，Q对水平面的压力为零时弹簧被拉伸，kx2=mg，x1+x2=h，A错误，
B正确；
C、缓慢上升过程拉力F逐渐增大，不是恒力，C错误；
D、全过程始末状态弹性势能相同，动能均为零，因此拉力做功仅增加了系统的重力势能，D正确．
故选：BD．
点评：弹簧是高考的热点之一，要注意明确在弹力做功时，弹性势能与其他形式的能之间有相互的转化．
7. 【答案】AB
解析：由于斜面光滑，因此在物体的整个运动过程中只有重力、拉力F做功，由于物体由静止开始运动，因此，当力F做功80J后，撤去拉力F，无论物体运动至哪，其机械能都变为80J，故选项A正确；设有力F作用时，物体运动的加速度大小为，撤去拉力F作用后，物体运动的速度大小为，撤去拉力F前瞬间，物体的速度大小为,根据匀变速直线运动规律有：解得：，根据牛顿第二定律有，解得：，所以在撤去力F前的瞬时，力F的功率大小为：故选项B正确；撤去力F后瞬间，由于物体有沿斜面向上的速度，因此撤去力F后，物体将先沿斜面减速上升，再加速下滑，即重力势能先增加后减少，动能先减少后增加，故选项CD错误。
三 、简答题
8. 【答案】（1）0.2s；（2）0.1m； （3）-2J；
【解析】（1）设邮件放到与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为F，则有：
取向右为正方向，对邮件应用动量定理，有：
联立解得：
（2）邮件与皮带发生相对滑动的过程中，对邮件应用动能定理，有：
联立并代入数据解得：
（3）邮件与皮带发生相对滑动的过程中，设皮带相对地面的位移为s，则有：
摩擦力对皮带做的功为：
代入相关数据解得：
9. 【解析】　(1)设轻绳长为R，则小球绕C在竖直面内做圆周运动时，半径为R－L，恰好能做竖直面内的圆周运动，则在最高点mg＝m
根据机械能守恒有mg[R－2(R－L)]＝mv2解得R＝ L.
(2)由机械能守恒定律，小球到最低点时mgR＝mv′2得到v′＝.
(3)若滑块与小球粘在一起且恰好能在竖直面内绕C做圆周运动，则碰撞后的共同速度也为v′＝
对滑块根据动能定理有mgh－μmg(hcot θ＋s)＝mv
根据功能关系：E机损＝mv－·2mv′2
解得E机损＝mgh－mgL－μmg(hcot θ＋s)．
答案　(1) L； 　(2)； (3)mgh－mgL－μmg(hcot θ＋s)

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