1、溫馨提示： 此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關閉Word文檔返回原板塊。高頻考點專項練(五)能量綜合問題試卷(45分鐘100分)一、選擇題(本題共9小題,每小題6分,共54分。多選題已在題號后標出)1.關于功和能的關系,下列說法正確的是()A.物體受拉力作用向上運動,拉力做的功是1 J,則物體重力勢能的增加量也是1 JB.一個重10 N的物體,在15 N的水平拉力的作用下,分別在光滑水平面和粗糙水平面上發(fā)生相同的位移,拉力做的功相等C.一輛汽車的速度從10 km/h增加到20 km/h,或從50 km/h增加到60 km/h,兩種情況下牽引力

2、做的功一樣多D.“神舟十號”載人飛船的返回艙在大氣層以外向著地球做無動力飛行的過程中,機械能增大【解析】選B。物體向上運動,重力以外的力(拉力)做功1 J,機械能的增加量為1 J,選項A錯誤;由W=Flcos知,水平拉力F和位移x均相同,拉力做的功相等,選項B正確;由動能定理可知,一輛汽車的速度從10 km/h加速到20 km/h比從50 km/h加速到60 km/h合外力做的功少,牽引力做功無法比較,選項C錯誤;“神舟十號”載人飛船的返回艙在大氣層以外僅在引力作用下運動,機械能守恒,選項D錯誤。2.一帶電小球在空中由A點運動到B點的過程中,受重力、電場力和空氣阻力三個力作用。若重力勢能增加3

3、J,機械能增加0.5J,電場力對小球做功1J,則小球()A.重力做功為3 JB.電勢能增加1 JC.克服空氣阻力做功0.5 JD.動能減少3.5 J【解析】選C。重力做功等于重力勢能的減小量,重力勢能增加3 J,即重力做功-3 J,故A錯誤。電場力做功等于電勢能的減小量,電場力做功1 J,即電勢能減小1 J,故B錯誤。除重力外的各個力做的總功等于機械能的增加量,電場力做功1 J,機械能增加0.5 J,所以克服空氣阻力做功0.5 J,故C正確。合力做功等于動能的增加量,合力做功等于各個力做的總功為-2.5 J,所以動能減小2.5 J,故D錯誤。3.(多選)(2015濰坊模擬)如圖所示,輕彈簧上端

4、通過一輕繩固定,下端拴一小球,小球與光滑的三角形斜面接觸,彈簧處于豎直狀態(tài)。現(xiàn)用力F豎直向上推斜面,使斜面緩慢向上運動直至彈簧與斜面平行,則在此過程中,以下說法正確的是()A.小球?qū)π泵娴膲毫σ恢痹龃驜.彈簧對小球不做功C.斜面對小球做正功D.推力F做的功等于斜面與小球機械能的增加【解析】選A、C。在用力F推動斜面上升時,剛開始斜面對小球的作用力為零,彈簧變?yōu)樗胶?小球?qū)π泵嬗幸欢ǖ膲毫?故小球?qū)π泵娴膲毫σ恢痹龃?A正確;在使小球上升時,小球會沿斜面向下滑動,同時彈簧的彈力減小,小球在彈簧的作用下又會略上升,故彈簧對小球會做功,B錯誤;小球在斜面作用力的作用下向上移動了一段距離,故斜面對小

5、球做了功,C正確;在整個過程中,推力F與彈簧對小球做的功等于斜面與小球機械能的增加,故D錯誤。4.如圖所示,A、B、C三個一樣的滑塊從粗糙斜面上的同一高度同時開始運動,A由靜止釋放,B的初速度方向沿斜面向下,大小為v0,C的初速度方向沿斜面水平向左,大小也為v0。下列說法中正確的是()A.A和C將同時滑到斜面底端B.滑到斜面底端時,B的機械能減少最多C.滑到斜面底端時,B的動能最大D.C的重力勢能減少最多【解題指南】解答本題時要明確以下兩點：(1)由于斜面粗糙,所以A和C不能同時到達底端。(2)滑塊C通過的路程最大,克服摩擦力做的功最多。【解析】選C。滑塊A和C通過的路程不同,在沿斜面方向的加

6、速度大小也不相同,故A錯,三個滑塊滑到底端時重力勢能減少量相同,故D錯。滑塊A和B滑到底端時經(jīng)過的位移相等,克服摩擦力做功相等,而滑塊C的路程較大,機械能減少得較多,故B錯C對。5.(多選)蹦床是一項好看又驚險的運動,如圖所示為運動員在蹦床運動中完成某個動作的示意圖,圖中虛線PQ是彈性蹦床的原始位置,A為運動員抵達的最高點,B為運動員剛抵達蹦床時的位置,C為運動員抵達的最低點。不考慮空氣阻力和運動員與蹦床作用時的機械能損失,在A、B、C三個位置上運動員的速度分別是vA、vB、vC,機械能分別是EA、EB、EC,則它們的大小關系是()A.vAvCB.vAvB,vBECD.EAEB,EB=EC【解

7、析】選A、C。運動員在最高點A的速度為零,剛抵達B位置時的速度不為零,vAvC,故A對,B錯;以運動員為研究對象,BA機械能守恒,EA=EB,BC彈力對運動員做負功,機械能減小,EBEC,故C對,D錯。6.(多選)(2014東北師大附中模擬)如圖所示,一輕彈簧的左端固定,右端與一小球相連,小球處于光滑水平面上。現(xiàn)對小球施加一個方向水平向右的恒力F,使小球從靜止開始運動,則小球在向右運動的整個過程中()A.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒B.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能逐漸增大C.小球的動能逐漸增大D.小球的動能先增大然后減小【解析】選B、D。小球在向右運動的整個過程中,力F做正功,由功能關系知小球

8、和彈簧組成的系統(tǒng)機械能逐漸增大,A項錯誤,B項正確;彈力一直增大,當彈力等于F時,小球的速度最大,動能最大,當彈力大于F時,小球開始做減速運動,速度減小,動能減小,C項錯誤,D項正確。【加固訓練】(多選)如圖所示,一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端,彈簧的另一端固定于O點處,將小球拉至A處,彈簧恰好無形變,由靜止釋放小球,它運動到O點正下方B點的速度為v,與A點的豎直高度差為h,則()A.由A至B重力做功為mghB.由A至B重力勢能減少12mv2C.由A至B小球克服彈力做功為mghD.小球到達位置B時彈簧的彈性勢能為(mgh-12mv2)【解析】選A、D。由A到B,高度減小h,重力做功mgh

9、,重力勢能減少mgh,但因彈簧伸長,彈性勢能增加,由能量守恒得：mgh=12mv2+Ep,可得：Ep=mgh-12mv2,小球克服彈力做功應小于mgh,故B、C錯誤,A、D正確。7.(多選)如圖所示,傾角=30的粗糙斜面固定在地面上,長為l、質(zhì)量為m、粗細均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上,其上端與斜面頂端齊平。用細線將物塊與軟繩連接,物塊由靜止釋放后向下運動直到軟繩剛好全部離開斜面(此時物塊未到達地面),在此過程中()A.物塊的機械能逐漸增加B.軟繩重力勢能共減少了14mglC.物塊重力勢能的減少等于軟繩克服摩擦力所做的功D.軟繩重力勢能的減少小于其動能的增加與克服摩擦力所做功之和【解題指南

10、】解答本題時可按以下思路分析：(1)分析物塊和軟繩的受力及各力的做功情況。(2)確定各力做功所對應的能量如何變化。【解析】選B、D。因物塊所受的細線的拉力做負功,所以物塊的機械能逐漸減小,A錯誤;軟繩重力勢能共減少mg(-12lsin)-(-12l)=14mgl,B正確;物塊和軟繩組成的系統(tǒng)受重力和摩擦力作用,由動能定理可得：重力做功(包括物塊和軟繩)減去軟繩克服摩擦力做功等于系統(tǒng)(包括物塊和軟繩)動能的增加,設物塊的質(zhì)量為M,即WM+Wm-Wf=EkM+Ekm,物塊重力勢能的減少等于WM,所以C錯誤。對軟繩有Wm-Wf+WF=Ekm,F表示細線對軟繩的拉力,軟繩重力勢能的減少等于Wm,顯然小

11、于其動能的增加與克服摩擦力所做功之和,D正確。【加固訓練】在傾角為30的斜面上,某人用平行于斜面的力把原靜止于斜面上的質(zhì)量為2 kg的物體沿斜面向下推了2 m的距離,并使物體獲得1 m/s的速度,已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為33,g取10m/s2,則在這過程中()A.人對物體做功21 JB.合外力對物體做功1 JC.物體克服摩擦力做功21 JD.物體重力勢能減小40 J【解析】選B。根據(jù)動能定理可知,合外力對物體做的功等于物體動能的增加量,即W合=12mv2=122kg(1m/s)2=1 J,所以選項B正確;對物體受力分析,根據(jù)物體在垂直斜面方向上的合力為零求出物體與斜面間的正壓力N=mgc

12、os,從而計算出斜面對物體沿斜面向上的滑動摩擦力大小為f=N=mgcos,所以物體克服摩擦力做功Wf=fs=mgscos,代入數(shù)據(jù)可得Wf=20J,所以選項C錯誤;物體重力勢能的減小量等于重力做的功WG=mgssin=2kg10 m/s22 m12=20 J,選項D錯誤;對物體受力分析可知,物體共受到四個力的作用,其中只有3個力對物體做功,即人對物體的推力做正功,摩擦力做負功,重力做正功,它們?nèi)齻€力做功的代數(shù)和就等于合外力做的功,所以若設人對物體做功為W人,則應滿足W人+WG-Wf=W合,代入數(shù)據(jù)可得W人=1J,即人對物體做功1 J,選項A錯誤。8.(多選)由光滑細管組成的軌道如圖所示,其中A

13、B段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧,軌道固定在豎直平面內(nèi)。一質(zhì)量為m的小球,從距離水平地面高為H的管口D處靜止釋放,最后能夠從A端水平拋出落到地面上。下列說法正確的是()A.小球落到地面時相對于A點的水平位移值為2RH-2R2B.小球落到地面時相對于A點的水平位移值為22RH-4R2C.小球能從細管A端水平拋出的條件是H2RD.小球能從細管A端水平拋出的最小高度Hmin=52R【解題指南】解答本題可按以下思路進行：(1)用動能定理(或機械能守恒定律)求出小球運動到A點的速度大小。(2)根據(jù)平拋運動規(guī)律求解水平位移值。(3)能從A端水平拋出的條件是小球到達A點的速率大小必須大于零,若等于零的話

14、,小球剛好靜止在管口不能拋出去。【解析】選B、C。設小球運動到A點的速度為vA,根據(jù)動能定理,有12mvA2=mg(H-2R),得vA=2g(H-2R),小球做平拋運動,有x=vAt,2R=12gt2,所以水平位移x=22RH-4R2,選項B正確,A錯誤;能從A端水平拋出的條件是小球到達A點的速率vA=2g(H-2R)0,即H2R,選項C正確,D錯誤。9.(2014襄陽模擬)如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊從斜面底端以平行于斜面的初速度v0沖上固定斜面,沿斜面上升的最大高度為h。已知斜面傾角為,斜面與滑塊間的動摩擦因數(shù)為,且mgcos37(或tan37),所以,小物體不會停在斜面上,小物體最后以C為中心,B為一側(cè)最高點沿圓弧軌道做往返運動。從E點開始直至穩(wěn)定,系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量Q=EE=mg(h+Rcos37)聯(lián)立解得Q=4.8J。答案：(1)12.4N(2)2.4 m(3)4.8 J【總結提升】