贵州省铜仁市1届高考物理核心考点押题仿真模拟试题功与功率及能的转化和守恒1解析

功与功率及能的转化和守恒31

1．质量为m的物体在竖直拉力作用下加速上升的高度为h，加速度的大小a=g/3，则此过程中 （ ） A．物体的机械能增加了4mgh/3 B．物体的动能增加了2mgh/3 C．物体的重力势能增加了mgh D．重力做的功为mgh

2．关于重力势能和弹性势能的下列说法中正确的是（ ）

A．发生了形变的物体，一定具有弹性势能

B．因为势能具有相对性，横卧在桌面上的粉笔与直立在桌面上的粉笔无法比较那种情况下的势能较大

C．可以用EP=mgh计算人造地球卫星的重力势能

D．重力势能是标量，在参考面以上为正，在参考面以下为负

3．下列关于机械能守恒的说法中正确的是 （ ） A．物体做匀速直线运动，它的机械能一定守恒 B．物体所受的合力的功为零，它的机械能一定守恒 C．物体所受的合力不等于零，它的机械能可能守恒 D．物体所受的合力等于零，它的机械能一定守恒

4． 如图所示，质量为M的物体放在水平地面上，物体上方安装一劲度系数为k的轻弹簧，在弹簧处于原长时，用手拉着其上端P点很缓慢地向上移动，直到物体脱离地面向上移动一段距离．在这一过程中，P点的位移为H，则物体重力势能的增加量为（ ）

M2g2A．MgH B. MgH+

kM2g2MgC．MgH- D. MgH-

kk5．某同学验证机械能守恒定律的实验步骤以及所测量的数据如下：

① 将打点（或电火花）计时器竖直安装在铁架台上 ② 接通电源，再松开纸带，让重物自由下落

③ 取下纸带，再换一条新纸带，重复以上实验步骤

④ 将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带使重物静止 ⑤ 选取一条理想纸带（所选纸带如图所示），用刻度尺测出物体下落的高度OA、OB、OC、OD、OE（图中O点是计时器打出的第一点），并计算出相应的瞬时速度vA、vB、vC……

2

⑥ 分别计算出mvn/2与mghn，在误差允许范围内，看是否相等

- 1 -

O 0 A 12.5B19.5C 28.0D38.1E49.8(cm)

请完成下列问题：

(1) 上述实验步骤合理的顺序是 ． （2）纸带的 端与重物相连．

（3）若质量为1kg的重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能EPB为 ． 重锤下落到打B点时，增加的动能EKB为 ．

（4）比较EPB和EKB的大小可得出什么结论？产生误差的主要原因是什么？

6．在水平光滑细杆上穿着A、B两个刚性小球，两球间距离为L，用两根长度同为L的不可伸长的轻绳与C球连接（如图所示），开始时三球静止二绳伸直，然后同时释放三球．已知A、B、C三球质量相等，试求A、BB A 二球速度V的大小与C球到细杆的距离h之间的关系． L

C

7．如图所示，将一根长L＝0.4m的金属链条拉直放在倾角θ＝30o的光滑斜面上，链条下端与斜面下边缘相齐，由静止释放后，当链条刚好全部

2

脱离斜面时，其速度大小为多少？（g＝10m/s）

θ - 2 -

8．试由运动学公式推导证明物体平抛运动过程中机械能守恒．要求说明推导过程中每步的根据，以及式中各符号和最后结果表示的意义．

9．如图所示，质量m=2kg的物体，从光滑斜面的顶端A点以V0=5m/s的初速度滑下，在D点与弹簧接触并将弹簧压缩到B点时的速度为零，已知从A到B的竖直高度h=5m，求弹簧的弹力对物体所做的功．

10.在光滑水平面上，质量为M的小车正以速度向右运动，现将一个质量为m的木块无初速地轻放在小车上。为使小车保持原来的速度，必须及时对小车施加一个向右的水平恒力F。当力F作用一段时间后把它撤去时，木块恰好随小车一起以速度共同前进。求： （1）此过程中水平恒力F对小车做的功

（2）为使木块不从小车上掉下来，木块放在小车上的位置至少距小车的左端多远？

v

m MF

- 3 -

11.如图，斜面倾角??30?，另一边与地面垂直，高为H，面顶点有一个定滑轮，物块A和B的质量分别为m1和m2，过一根不可伸长的细线连结并跨过定滑轮，开始时两物块都于距地面的垂直距离为H的位置上，释放两物块后，A沿

12A30?H2B

斜通位斜

面无摩擦地上滑，B沿斜面的竖直边下落，且落地后不反弹。若物块A恰好能到达斜面的顶点，试求m1和m2的比值。（滑轮质量、半径及摩擦均忽略）

答案

1．AC（由牛顿第二定律可知，竖直拉力F?动能定理可知B选项错误．）

2．D（只能用EP=mgh计算地球表面附近物体的重力势能．）

3．C（根据机械能守恒的条件来判断．）

4mg，由功能关系可知A、C选项正确；由3M2g24．C[?EP?Mg(H?Mg/k)= MgH-）] k5．由机械能守恒定律有?E增??E减，即mg(LL1sin??)?mv2，解得：v?6 m/s 2226．（1）1 、4 、2 、3 、5 、6 （2）左 （3）1.91J，1.88J （4）重锤减少的重力

势能略大于其增加的动能，原因是重锤下落时要受到空气阻力，纸带会受到摩擦力，重锤的重力势能有少量损失．

7．在如图所示位置，BC绳与竖直方向成?角．因为BC

VB A B 绳不能伸长且始终绷紧，所以B、C 两球的速度VB和VC在

绳方向上的投影应相等，

即 VCcos?=VBsin?

θ 由机械能守恒定律，可得：

mg(h-3L/2)=mvC2/2+2(mvB2/2)

又因为tg

22

C

VC ? =(L2-h2)/h2 ,由以上各式可得：

(h2?L2)．

VB=

2gh(h?3L/2)

- 4 -

8．设物体平抛运动初速度为v1，下落某一高度h时速度为v2，选平抛起点为零势能位置

物体在初始位置的机械能

E1?Ek1?EP1?12mv1 22

2

2

2

根据平抛运动规律有 v2= vx+ vy= v1 +2gh 在此处物体的机械能为

E2?Ek2?EP2?121mv2?mgh?mv12 22则Ek1?EP1?Ek2?EP2?（常量）

即物体平抛运动过程中在各个位置机械能的总量保持不变．

9．由于斜面光滑故机械能守恒，但弹簧的弹力是变力，弹力对物体做负功，弹簧的弹性

势能增加，且弹力做的功的数值与弹性势能的增加量相等．取B所在水平面为零参考面，弹

2

簧原长处D 点为弹性势能的零参考点，则状态A：EA= mgh+mV0/2；对状态B：EB=－W弹簧+0；由机械能守恒定律得：

W弹簧=－（mgh+mv0/2）=－125（J）．

10.（1）由于s车＝vt，s木=vt=t，所以s车＝2s木。根据动能定理，对木块有fs木＝mv2-0；对小车有wF-fs车＝0，联列解得wF=mv2。

（2）由能量转化的角度看，F做的功一部分用于增加木块的动能，另一部分产生了系统的内能Q=fL相，则Q＝wF-mv2=mv2=fL相，其中fs木＝mv2，而L相＝s车－s木＝s木，以上三

mv2知F?2L相＝mv，得L相＝。

2F22

v212121212

11.从B开始下落到B触地前，A和B构成的系统机械能守恒，设B触地瞬间A的速度为：

m2g?HH1-m1g?=(m1+m2)v2；B242触地后，A以速度继续沿斜面上冲，由运动学公式v2=2gsin30??H，

2两式联列得m1=1。

m22

- 5 -