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高三物理二轮复习专题突破系列:机械能守恒定律 功能关系
1.(2013·长春模拟)19世纪初,科学家在研究功能关系的过程中,具备了能量转化和守恒的思想,对生活中有关机械能转化的问题有了清晰的认识,下列有关机械能的说法正确的是()
仅有重力对物体做功,物体的机械能一定守恒
仅有弹力对物体做功,物体的机械能一定守恒C.摩擦力对物体做的功一定等于物体机械能的变化量D.合外力对物体做的功一定等于物体机械能的变化量[答案] A
[解析]只有重力对物体做功时,物体的机械能守恒,故A对,B错;除重力以外的其他力对物体做的功等于物体机械能的变化量,故C错;合外力对物体做的功等于物体动能的变化量,D错。
2.(2013·东北四市联考)
在高度为h、倾角为30°的粗糙固定的斜面上,有一质量为m、与一轻弹簧拴接的物块
恰好静止于斜面底端。物块与斜面的动摩擦因数为
3
3,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
现用一平行于斜面的力F拉动弹簧的A点,使m缓慢上行到斜面顶端。此过程中( )
A.F对该系统做功为2mgh
B.F对该系统做功大于2mgh
C.F对该系统做的功等于物块克服重力做功与克服摩擦力做功之和
D.F对该系统做的功等于物块的重力势能与弹簧的弹性势能增加量之和
[答案] B
弹[解析] 物块缓慢上行,由平衡条件,弹簧的弹力kx=mgsin30°+μmgcos30°=mg,且弹簧处于伸长状态;设拉动过程中弹簧的弹性势能为E弹,由功能关系,WF=mgh+E +
弹
μmgcos30°·
h
=2mgh+E
,则选项B正确。
sin30° 弹
3.
(2013·新津中学一诊模拟)如图所示,一质量为m的滑块以初速度v从固定于地面的
0
斜面底端A开始冲上斜面,到达某一高度后返回A,斜面与滑块之间有摩擦。下列各项分别
表示它在斜面上运动的速度v、加速度a、重力势能Ep和机械能E随时间的变化图象,可能正确的是( )
[答案]C
[解析]物体沿斜面上滑和沿斜面下滑的加速度不同,故在v-t图象中的斜率不同,A错误;物体沿斜面上滑时的加速度大,速度减到零所用的时间短,B错误;动能和势能都与时间的二次方相联系,故D错误,C正确。
4.(2013·吉林省吉林市二模)半径为r和R(rR)的光滑半圆形槽,其圆心均在同一水平面上,如图所示,质量相等的两小球(可看成质点)分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速地释放,在下滑过程中关于两小球的说法,不正确的是()
A.机械能均逐渐减小B.经最低点时动能相等C.两球在最低点加速度大小不等D.机械能总是相等的
[答案] ABC
[解析]小球沿圆弧运动的过程中,只有重力做功。机械能守恒,A错误;根据动能定
v2
理,mgh=mv2,由于rR,故经最低点时动能不相等,B错误;两球在最低点加速度a= =
r
2g,C错误;两小球释放的高度相同,初速度都为零,故两小球初始状态的机械能相同,由于运动过程中机械能守恒,所以两小球的机械能总是相等的,D正确。综上,错误的是ABC。
5.
(2013·山东泰安一模)如图所示,在竖直平面内有一个半径为R,粗细不计的圆管轨道。半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落,小球恰能沿管道到达最高点B,已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中( )
重力做功2mgR
机械能减少mgR
合外力做功mgR
D 1
.克服摩擦力做功mgR
2
[答案] B
[解析] 由P到B,重力做的功W=mgR,A错误;设B点所在的平面重力势能为零,P
G
点的机械能E1=mgR,B点的机械能为零,故机械能减少mgR,B正确;小球恰能沿管道到达最高点时的速度为零,根据动能定理得,mgR-W=0,则合外力的功为零,克服摩擦力做功
f
W=mgR,故C、D错误。
f
6.(2013·潍坊模拟)
用电梯将货物从六楼送到一楼的过程中,货物的v-t图象如图所示。下列说法正确的是( )
前2s内货物处于超重状态
最后1s内货物只受重力作用
货物在10s内的平均速度是1.7m/s
货物在2~9s内机械能守恒
[答案] C
[解析] 前2s加速下降,加速度向下,处于失重状态,则选项A错误;最后1s的加速
2
度a=m/s2=2m/s2g,货物减速下降,由牛顿运动定律得,货物还受重力以外的力,则选
1
项B错误;由图象面积得10s内的位移x=
7+10 ×2
m m
x ms
2 =17
,平均速度v==1.7
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