考点规范练18 功能关系 能量守恒定律
一、单项选择题 1.
弹弓一直是孩子们最喜爱的弹射类玩具之一,其构造如图所示,橡皮筋两端点A、B固定在把手上,橡皮筋ACB恰好处于原长状态,在C处(AB连线的中垂线上)放一固体弹丸,一手执把,另一手将弹丸拉至D点放手,弹丸就会在橡皮筋的作用下迅速发射出去,打击目标,现将弹丸竖直向上发射,已知E是CD中点,则( )
A.从D到C,弹丸的机械能守恒 B.从D到C,弹丸的动能一直在增大 C.从D到C,弹丸的机械能先增大后减小
D.从D到E弹丸增加的机械能大于从E到C弹丸增加的机械能 答案D 解析从D到C,橡皮筋对弹丸做正功,弹丸机械能一直在增加,A、C错误;从D到E橡皮筋作用在弹丸上的合力大于从E到C橡皮筋作用在弹丸上的合力,两段高度相等,所以DE段橡皮筋对弹丸做功较多,即机械能增加的较多,D正确;在CD连线中的某一处,弹丸受力平衡,所以从D到C,弹丸的速度先增大后减小,B错误。
2.(2018·山东滨州一模)两物块A和B用一轻弹簧连接,静止在水平桌面上,如图甲所示,现用一竖直向上的力F拉动物块A,使之向上做匀加速直线运动,如图乙所示,在物块A开始运动到物块B将要离开桌面的过程中(弹簧始终处于弹性限度内),下列说法正确的是( )
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A.力F先减小后增大 B.弹簧的弹性势能一直增大 C.物块A的动能和重力势能一直增大
D.两物块A、B和轻弹簧组成的系统机械能先增大后减小 答案C 解析对A物块由牛顿第二定律得F-mg+kx=ma,解得F=m(g+a)-kx,由于x先减小后反向增大,故拉力一直增大,A错误;在A上升过程中,弹簧从压缩到伸长,所以弹簧的弹性势能先减小后增大,B错误;在上升过程中,由于物块A做匀加速运动,所以物块A的速度增大,高度升高,则物块A的动能和重力势能增大,C正确;在上升过程中,除重力与弹力做功外,还有拉力做正功,所以两物块A、B和轻弹簧组成的系统的机械能一直增大,D错误。
3.(2018·湖北孝感模拟)质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时,引力势能可表示为Ep=-??????,其中??G为引力常量,M为地球质量。该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动,
由于受到极稀薄空气的摩擦作用,飞行一段时间后其做匀速圆周运动的半径变为R2,此过程中因摩擦而产生的热量为( ) A.GMm(??-??)
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11
B.GMm(??-??)
1
2
11
C.
??????2
(??-??)
2
1
11
D.
??????2
(??-??)
1
2
11
答案C 解析卫星绕地球做匀速圆周运动满足G??2=m??,动能Ek=2mv=????????????=-2??。卫星由半径为????????2
1
2
??????,机械能2??E=Ek+Ep,则E=???????2??R1的轨道降到半径为R2的轨道过程中损失的机械能ΔE=E1-E2=??????2
(??-??),即为下降过程中因摩擦而产生的热量,所以选项C正确。
2
1
11
4.
2
如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球,小球与一轻质弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在地面上的A点,已知杆与水平面之间的夹角θ<45°,当小球位于B点时,弹簧与杆垂直,此时弹簧处于原长。现让小球自C点由静止释放,小球在B、D间某点静止,在小球滑到最低点的整个过程中,关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能,下列说法正确的是( ) A.小球的动能与重力势能之和保持不变 B.小球的动能与重力势能之和先增大后减小 C.小球的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变 D.小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变 答案B 解析小球与弹簧组成的系统在整个过程中,机械能守恒。弹簧处于原长时弹性势能为零,小球从C点到最低点的过程中,弹簧的弹性势能先减小后增大,所以小球的动能与重力势能之和先增大后减小,A项错,B项正确;小球的重力势能不断减小,所以小球的动能与弹簧的弹性势能之和不断增大,C项错;小球的初、末动能均为零,所以上述过程中小球的动能先增大后减小,所以小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大,D项错。 5.
一质量为m的铁块以初速度v1沿粗糙斜面上滑,经过一段时间又返回出发点,整个过程铁块速度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( ) A.铁块上滑过程与下滑过程满足v1t1=v2(t2-t1) B.铁块上滑过程处于超重状态
C.铁块上滑过程与下滑过程的加速度方向相反 D.铁块上滑过程损失的机械能为2????12 答案A 1
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(通用版)2020版高考物理大一轮复习 考点规范练18 功能关系 能量守恒定律 新人教版.docx
