1、- 1 -2016 万卷作业卷（十七）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
2、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 vcC. vc va vb D. va vb vc3. 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
3、为零，在此过程中无机械能损失，则下列说法正确的是（ ）- 2 -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+mghC在 B 点处的机械能为 mv2mgh D在 B 点处的机械能为 mv2二 、
4、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 mghC动能损失了 mgh D机械能损失了 mgh6. 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（ ）- 3 -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
5、 mgh7.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 。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 80JB在撤去力 F 前的瞬间，力 F 的功率是 sin32mgvC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
6、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1/vms 2mkg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0.5210/s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- 4 -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
7、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 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 ， 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)?- 5 -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
8、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】C3.【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
9、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
10、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： mv2mgh= mvB2，则在 B 处的1动能：E K= mvB2= mv2mgh，故 B 错误；
11、1- 6 -C、在 B 点处的机械能 EB=EK+EP= mv2mgh，故 C 正确，D 错误；1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
12、、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E k=F 合 s=mg3L=mgL，故 C 正确；D、机械能的损失量为 fs= mg2L= 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，kx 1=mg，Q 对水平面的压力为零时弹簧被拉伸，kx2=mg，x 1+x2=h，A 错误，B 正确
13、；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- 7 -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1a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
14、的速度大小为 ,根2a v据匀变速直线运动规律有： 解得：2111(), ,atvtvtA，根据牛顿第二定律有 ，解得：213a 2sinsinFmggm，所以在撤去力 F 前的瞬时，力 F 的功率大小为：4sin,2Fmgv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，3p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：mgF取向右为正方向，对邮件
15、应用动量定理，有： 0mvFt联立解得： s2.0t（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： 021mvFx联立并代入数据解得： 1.x（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： t摩擦力对皮带做的功为： FsW代入相关数据解得： J29. 【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 mv2R L根据机械能守恒有 mgR2( R L) mv2解得 R L.12 53(2)由机械能守恒定律，小球到最低点时 mgR mv 2得到 v .12 103gL(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 v103gL对滑块根据动能定理有 mgh mg (hcot s) mv12 21根据功能关系： E 机损 mv 2mv 212 21 12- 8 -解得 E 机损 mgh mgL mg (hcot s)103答案 (1) L； (2) ； (3) mgh mgL mg (hcot s)53 103gL 103
