1、112 机械能守恒定律、功能关系与能量守恒1【浙江省2017普通高校招生选考科目考试物理试题】火箭发射回收是航天技术的一大进步。如图所示，火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上。不计火箭质量的变化，则（ ）A火箭在匀速下降过程中机械能守恒B火箭在减速下降过程中携带的检测仪器处于失重状态C火箭在减速下降过程中合力做功，等于火箭机械能的变化D火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力2【安徽省2019届高三10月份联考】质量为m的子弹，以水平速度射入静止在光滑水平面上质量为M的木块，并留在其中，下列说法正确的是（ ）A子弹动能的减少量与木块动能增加量相等B阻力对
2、子弹做的功与子动能的变化量相等C子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等D子弹克服阻力做的功等于系统克服摩擦所产生的内能3【安徽省阜阳三中2018-2019学年高三考试】如图所示，重10 N的滑块在倾角为30的斜面上，从 a点由静止下滑，到 b点接触到一个轻弹簧滑块压缩弹簧到 c点开始弹回，返回 b点离开弹簧，最后又回到 a点，已知 ab0.8 m， bc0.4 m，那么在整个过程中（ ）A滑块滑到 b点时动能最大B滑块动能的最大值是6 JC从 c到 b弹簧的弹力对滑块做的功是6 JD滑块整个过程机械能守恒4【江苏省姜堰中学2017-一、单选题22018学年度高考模拟】如图所示，半径为R的金属
3、环竖直放置，环上套有一质量为m的小球，小球开始时静止于最低点。现给小球一冲击，使它以初速度 开始运动。小球运动到环的最高点时与环恰无作用力，0=6小球从最低点运动到最高点的过程中（ ）A小球机械能守恒B小球在最低点时对金属环的压力是6mgC小球在最高点时，速度为0D小球机械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR。5【全国市级联考2017-2018学年高考调研】如图所示,倾角为 、长度为 的光滑固定斜面,其底端与长木板 上表面等高,=37o =3m 原来 静止在光滑水平地面上,左端与斜面接触但不粘连,斜面底端与 的上表面接触处圆滑。一可视为质点的 小滑块 从斜面顶端处由静止开始下滑,最终
4、刚好未从 上滑下。已知 的质量相等, 、 与 上表面间的动摩擦因数 ,重力加速度 取 。（ ） =0.5,sin37o=0.6,37o=0.8 10m/s2A 在斜面上运动的时间为 3B 在 上滑动过程中,系统动量和机械能均守恒 C 的最终速度为 3m/sD长木板 的长度为 1m6【安徽省皖南八校2019届高三10月份联考物理】如图甲所示，水平传送带始终以恒定速率v 1向右运行，质量为m的物块，以v 2的初速度从与传送带等高的光滑水平地面上的A处向左滑入传送带，若从物块滑上传送带开始计时，物块在传送带上运动的vt图象（以地面为参考系）如图乙所示，已知v 2v 1则（ ）二、多选题3At 1时刻
5、，物块离A处的距离达到最大Bt 2时刻，物块相对传送带滑动的距离达到最大C0t 3时间内，物块一直受到方向向右的摩擦力Dt 1t2时间内，由于带动物块电动机多做的功为mv 127【湖北省三市2017-2018学年高三联考】如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于小球和弹簧的能量叙述中正确的是（ ）A小球的机械能守恒B弹簧的弹性势能增大C小球刚接触弹簧时，动能最大D小球和弹簧组成的系统机械能守恒8【辽宁省2017-2018学年高三大联考】质量为 的子弹，以水平速度 射入静止在水平面上质量为 的木块，并留在其中.在 0 此过程中，木块的动能增加了 ，那
6、么此过程产生的内能可能为（ ）8 JA B C D16 J 12 J 8 J 4 J9【河北省雄安新区2018届高三物理模拟】如图为某种鱼饵自动投放器的装置示意图,其下半部AB是一长为2R的竖直细管,上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管,管口C处切线水平,AB管内有原长为R、下端固定的轻质弹簧。在弹簧上端放置一粒质量为m的鱼饵,解除锁定后弹簧可将鱼饵弹射出去。投饵时,每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定,此时弹簧的弹性势能为6mgR(g为重力加速度)。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,求: (1)鱼饵到达管口C时的速度大小v1。(2)鱼饵到达管口C时对管子的作用力大小和方向。(3)已知地面比
7、水面高出1.5R,若竖直细管的长度可以调节,圆弧弯道管BC可随竖直细管一起升降。求鱼饵到达水面的落点与AB所在竖直线OO之间的最大距离Lmax。三、解答题410【全国百强校2019届高三调研考试】如图，轻质弹簧左端固定，右端连接一个光滑的滑块A，弹簧的劲度系数 ，弹簧的弹性势能表达式为 （ 为弹簧的形变量）。滑块B靠在A的右侧与A不连接=500/=122 ，A、B滑块均可视为质点，质量都为 ，最初弹簧的压缩量为 ，由静止释放A、B，A到平台右端距1 0=9离 ，平台离地高为 ，在平台右侧与平台水平相距S处有一固定斜面，斜面高为 ，倾=15 =5 =4.8角 。若B撞到斜面上时，立刻以沿斜面的速
8、度分量继续沿斜面下滑。B与水平面和斜面之间动摩擦因数=370均为0.5，若B在斜面上滑动时有最大的摩擦生热， 求：=10/2(1)B离开平台的速度 等于多少？1(2)斜面距平台右端距离S为多少？(3)B滑到斜面底端的速度为多大？51【解析】火箭匀速下降过程中.动能不变.重力势能减小，故机械能减小，A错误:火箭在减速下降时.携带的检测仪器受到的支持力大于自身重力力.故处在超重状态.B错误.由功能关系知.合力做功等于火箭动能变化.而除重力外外的其他力做功之和等于机械能变化，故C错误。火箭着地时.加速度向上.所以火箭对地面的作用力大子自身重力，D正确。【答案】D2【解析】A. 由能量转化可知，子弹动
9、能的减少量等于木块动能增加量和系统增加的内能之和，故A错误；B. 对于子弹来说只有阻力做功，其效果就是子弹动能减少，子弹动能的减少和阻力对子弹所做的功数值上相等，所以B正确； C. 子弹对木块做的功等于木块的动能，小于子弹克服阻力做的功，故C错误； D. 子弹克服阻力做功使损失的动能一部分转化成了系统的内能，一部分转化成了木块的动能，故D错误。故选：B。【答案】B3【解析】当滑块的合力为0时，滑块速度最大，设滑块在b和c之间的d点时合力为0，速度最大，选项A错误；滑块从a到d，运用动能定理得：mgh ad+W弹 =EKd-0，mgh ad6J，W 弹 0，所以E Kd6J，故B错误。滑块从a到
10、c，运用动能定理得：mgh ac+W弹 =0-0，代入数据解得：W 弹 =-6J。则从 c到 b弹簧的弹力对滑块做的功也是6 J，故C正确。整个过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒，没有与系统外发生能量转化；滑块在整个过程中机械能不守恒。故D错误。故选C。【答案】C4【解析】小球在最高点与环作用力恰为0时，设速度为v，则 mg=m ，解得：v= ；从最低点到最高点，由动能定理得：-mg2R-W 克 = mv2- mv02 2 12 12；解得：W 克 =0.5mgR，所以机械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR，故AC错误，D正确。在最低点，根据向心力公式得：N-mg= ，解得：
11、N=7mg，故B错误；故选 D。20答案与解析一、单选题6【答案】D5【解析】斜面长x=3m，故小滑块下滑的加速度 ，下滑时间为 ，=37= 237= 23100.6=1A错误； A在 B上运动过程中，存在摩擦力，故机械能不守恒，但A和B组成的系统动量守恒，B错误；下滑到底端时的速度为 ，在水平面上运动过程中， A和 B系统动量守恒，故 ，0=2=263=6/ 0=2解得两者最终使得为 ，C正确；最终 A刚好未从 B上滑下，说明 A滑到 B最右端时，两者速度相等，设=3/木板 B的长度为L，则根据能量守恒定律可得 ，解得 ，D错误。=12201222 =1.8【答案】C6【解析】A、t 1时刻
12、小物块向左运动到速度为零，离A处的距离达到最大，故A正确； B、t 2时刻前小物块相对传送带向左运动，之后相对静止，故B正确； C、t 2t 3时间内小物块不受摩擦力作用，故C错误； D、t 1t 2时间内，小物块在滑动摩擦动力作用下，做匀加速运动，小物块增加的动能为 ；设小物块的1221位移为x，根据动能定理，fx= 。小物块相对传送带的位移也为x，则系统转化成的内能为Q=fx= ；由于带动物块电动机多做的1221 1221功为等于小物块增加的动能和系统产生的内能为mv 12，故D正确；故选：ABD。【答案】ABD7【解析】在将弹簧压缩到最短的整个过程中，弹簧的弹力对小球做负功，故小球的机械
13、能不守恒，故A错误；在压缩到最短的过程中，小球对弹簧始终做正功，故弹簧的弹性势能移植增大，故B正确；小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧的弹力逐渐增大，弹簧的弹力先小小球受到的重力，后大于重力，合力先向下后向上，所以小球先向下加速运动，后向下减速运动，所以小球的动能先变大后变小，故C错误；对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，故D正确；故选BD。【答案】BD8【解析】设子弹的初速度为V，射入木块后子弹与木块共同的速度为v，木块的质量
14、为M，子弹的质量为m.根据动量守恒定律得：mV=(M+m)v得,v=mVm+M木块获得的动能为E k= 12Mv2= MmV22（ +m） mm+M二、多选题7系统产生的内能为Q= 12mV2-12（ +m） v2= mMV22(m+M)所以：k= mm+M由于木块的质量大于子弹的质量，所以： Ek=8J，可知AB正确，CD错误。故选：AB。k= mm+M【答案】AB9【解析】(1)鱼饵到达管口 C的过程中弹簧的弹性势能转化为鱼饵的重力势能和动能，有：6=2.5+1221解得 1=7(2)设 C处管子对鱼饵的作用力向下，大小设为 F，根据牛顿第二定律有： +=21解得 =6由牛顿第三定律可得鱼
15、饵对管子的作用力 F=6 mg，方向向上。(3)设 AB长度为 h，对应平抛水平距离为 x，由机械能守恒定律有： 6=(+0.5)+122由平抛运动的规律得 ， =2.5+=122解得=2(5.5)2(2.5+) =2(5.5)(2.5+)当 时， x的最大值 =1.5 =8则 =+=910【解析】（1） A、 B分离时， A、 B的加速度相同， A、 B间弹力为0对 B分析： ，解得= =5/2对 A分析:： ，解得1=1=0.01=1弹簧伸长量 时，A、B分离，1由释放至 A、 B分离，根据能量守恒可得1220=1221+(0+1)+12220分离后，物体 B：(01)=12211220三、解答题8解得： 1=1/（2）从抛出到刚落到斜面上的过程中，做自由落体运动，即 ，解得 ；=122 =0.2在水平方向上 ，=1=0.2（3）平抛竖直分速度 ，=2()=2/B在斜面滑动有最大的摩擦生热，则 B在斜面顶端滑上斜面，其沿斜面的速度为 ，=1370+370=2/B在斜面上： ，=122122解得 =6/
