【创新设计】2015届高考物理(山东专用)二轮专题专讲训练：第5讲 功能关系在力学中应用(含解析).docVIP

专题二 功和能 第5讲　功能关系在力学中的应用 一、选择题(共9小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确．) 1．如图2－5－16甲所示，电梯中将重物放在压力传感器上，电梯竖直向上运行，传感器测出支持力F随高度h变化的图象如图乙所示，则0～4 m的这一过程支持力对重物做的总功为(　　) 图2－5－16 A．135 J B．160 J C．180 J D．200 J 解析　支持力对重物做的总功为W总＝40×1 J＋45×2 J＋50×1 J＝180 J．只有选项C正确． 答案　C 2．(2014·安徽卷，15)如图2－5－17所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN是通过椭圆中心O 点的水平线．已知一小球从M点出发，初速率为v0，沿管道MPN运动，到N点的速率为v1，所需时间为t1；若该小球仍由M点以初速率v0出发，而沿管道MQN运动，到N点的速率为v2，所需时间为t2.则(　　)图2－5－17A．v1＝v2 ，t1＞t2 B．v1＜v2，t1＞t2 C．v1＝v2，t1＜t2 D．v1＜v2，t1＜t2 解析　由机械能守恒定律得，小球两次到达N点速率相同，即v1＝v2，画出小球由M→P→N及由M→Q→N的速率－时间图象如右图中、所示．则图线与坐标轴所围成的“面积”表示小球的路程，两次的路程相等，故t1t2，选项A正确． 答案　A 3．(2014·长春调研)如图2－5－18所示，水平地面上固定一个光滑轨道ABC，该轨道由两个半径均为R的圆弧、平滑连接而成，O1、O2分别为两段圆弧所对应的圆心，O1O2的连线竖直，现将一质量为m的小球(可视为质点)由轨道上A点静止释放，则小球落地点到A点的水平距离为(　　)图2－5－18A．2R B.R C．3R D.R 解析　由题意结合机械能守恒定律，可得小球下滑至第二个四分之一圆轨道顶端时的速度大小为v＝，方向水平向右．在第二个四分之一圆轨道顶端的临界速度v0＝，由于v＞v0，所以小球将做平抛运动，结合平抛运动规律，可得小球落地点到A点的水平距离为3R，所以选项C正确． 答案　C 4．(2014·广东卷，16)如图2－5－19所示，是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中和为楔块，和为垫板， 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2－5－19 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　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错误；而弹簧弹性势能也转化为动能和内能，故D错误． 答案　B 5．(2014·山东齐鲁名校联测)如图2－5－20所示为与水平地面夹角为θ的斜面，从斜面底端a向上有三个等间距点b1、b2和b3，即ab1＝b1b2＝b2b3.小滑块P以初速度v0从a出发，沿斜面向上运动．若斜面与滑块间无摩擦，则滑块到达b3位置刚好停下，而后下滑．若斜面ab1部分与滑块间有摩擦，其余部分与滑块间无摩擦，则滑块上滑到b2位置刚好停下，而后下滑，此后滑块(　　)图2－5－20A．下滑到b1位置时速度大小等于v0 B．下滑到b1位置时速度大小等于v0 C．回到a端时速度大小等于v0 D．回到a端时速度大小等于v0 解析　设每段距离为x，则斜面与滑块间无摩擦时，滑块从a到b3有，mgsin θ·3x＝mv，有摩擦力时，滑块从b2到b1有，mgsin θ·x＝mv，则v1＝v0，选项A正确；有摩擦力时，滑块从a到b2有，mgsin θ·2x＋f·x＝mv，则f＝mgsin θ，滑块从b1到a做匀速直线运动，选项C正确． 答案　AC 6．(2014·贵州六校联考)一个质量为m的物体以某一速度从固定斜面底端冲上倾角α＝30°的斜面，其加速度为g，该物体在斜面上上升的最大高度为h，则此过程中正确的是(　　) A．动能增加mgh B．重力做负功mgh C．机械能损失了－mgh D．物体克服摩擦力做功mgh 解析　假设物体受到的摩擦力为Ff，根据牛顿第二定律可得Ff＋mgsin 30°＝ma，将a＝g代入求得Ff＝mg.当此物体在斜面上上升的最大高度为h时，根据动能定理可得，物体动能增加为负值，选项A错误；物体竖直上升高度h时，重力做负功mgh，选项B正确；机械能的损失等于物体克服摩擦力做的功，为mgh，选项C错误；物体克服摩擦力做功mgh，选项D正确． 答案　BD 7．(2014·合肥模拟)一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时速率为1 m/s.从此刻开始在与速度平行的方向上对其施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图2－5－