2012高考物理 第5章第4講 功能關(guān)系能量守恒定律②挑戰(zhàn)真題 新人教版

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1、 功能關(guān)系能量守恒定律 1.（2010·山東理綜）如圖所示，傾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上，長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)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(xì)線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng)，直到軟繩剛好全部離開(kāi)斜面（此時(shí)物塊未到達(dá)地面），在此過(guò)程中（ ） A.物塊的機(jī)械能逐漸增加 B.軟繩重力勢(shì)能共減少了mgl C.物塊重力勢(shì)能的減少等于軟繩克服摩擦力所做的功 D.軟繩重力勢(shì)能的減少小于其動(dòng)能的增加與克服摩擦力所做功之和 【解析】物塊向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，繩子拉力對(duì)物塊做負(fù)功，物塊的機(jī)械能減少，A項(xiàng)錯(cuò)誤；軟繩重心下降的高度為-sin

2、θ=,軟繩的重力勢(shì)能減少mgl,B項(xiàng)正確；由能的轉(zhuǎn)化和守恒知，物塊和軟繩重力勢(shì)能的減少等于物塊和軟繩增加的動(dòng)能和軟繩克服摩擦力所做的功，C項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)于軟繩，由能的轉(zhuǎn)化和守恒知，繩子拉力對(duì)軟繩所做的功和軟繩重力勢(shì)能的減少之和等于軟繩動(dòng)能的增加與克服摩擦力所做功之和，D項(xiàng)正確. 【答案】B、D 2．(2009·上海高考)小球由地面豎直上拋，上升的最大高度為H，設(shè)所受阻力大小恒定，地面為零勢(shì)能面．在上升至離地高度h處，小球的動(dòng)能是勢(shì)能的兩倍，在下落至離高度h處，小球的勢(shì)能是動(dòng)能的兩倍，則h等于(　　) A．H　　 B．H　　 C．H　　

3、 D．H 【解析】　小球上升至最高點(diǎn)過(guò)程： －mgH－H＝0－mv，① 小球上升至離地高度h處過(guò)程： －mgh－h(huán)＝mv－mv.② 又mv＝2mgh，③ 小球上升至最高點(diǎn)后又下降至離地高度h處過(guò)程： －mgh－ (2H－h(huán))＝mv－mv.④ 又mv＝mgh，⑤ 以上各式聯(lián)立解得h＝H，選項(xiàng)D正確． 【答案】　D 3．(2009·遼寧、寧夏理綜) 冰壺比賽是在水平冰面上進(jìn)行的體育項(xiàng)目，比賽場(chǎng)地示意圖如圖所示.比賽時(shí)，運(yùn)動(dòng)員從起滑架處推著冰壺出發(fā)，在投擲線AB處放手讓冰壺以一定的速度滑出，使冰壺的停止位置盡量靠近圓心O.為使冰壺滑行得更遠(yuǎn)，運(yùn)動(dòng)

4、員可以用毛刷擦冰壺運(yùn)行前方的冰面，使冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)減小.設(shè)冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ1=0.008,用毛刷擦冰面后動(dòng)摩擦因數(shù)減少至μ2=0.004.在某次比賽中，運(yùn)動(dòng)員使冰壺C在投擲線中點(diǎn)處以2 m/s的速度沿虛線滑出.為使冰壺C能夠沿虛線恰好到達(dá)圓心O點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員用毛刷擦冰面的長(zhǎng)度為多少？（g取10 m/s2) 【解析】設(shè)冰壺在未被毛刷擦過(guò)的冰面上滑行的距離為x1，所受摩擦力的大小為Ff1；在被毛刷擦過(guò)的冰面上滑行的距離為x2，所受摩擦力的大小為Ff2.則有 x1+x2=x.① 式中x為投擲線到圓心O的距離. Ff1=μ1mg，② Ff2=μ2mg.③ 設(shè)冰壺的

5、初速度為v0,由功能關(guān)系，得 Ff1·x1+Ff2·x2=.④ 聯(lián)立以上各式，解得x2=.⑤ 代入數(shù)據(jù)得x2=10 m.⑥ 【答案】10 m 4．為了響應(yīng)國(guó)家的“節(jié)能減排”號(hào)召，某同學(xué)采用了一個(gè)家用汽車(chē)的節(jié)能方法：在符合安全行駛要求的情況下，通過(guò)減少汽車(chē)后備箱中放置的不常用物品和控制加油量等措施，使汽車(chē)負(fù)載減小.假設(shè)汽車(chē)以72 km/h的速度勻速行駛時(shí)，負(fù)載改變前、后汽車(chē)受到的阻力分別為2 000 N和1 950 N，則該方法使汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率減少了多少？ 【解析】汽車(chē)行駛速度v=72 km/h=20 m/s.當(dāng)汽車(chē)勻速行駛時(shí)，牽引力等于阻力. 負(fù)載改變前Ff1=F1=2 0

6、00 N， 功率P1=F1·v=4×104 W. 負(fù)載改變后Ff2=F2=1 950 N， 功率P2=F2·v=3.9×104 W. 所以負(fù)載改變前后，汽車(chē)發(fā)動(dòng)的輸出機(jī)功率減少了 ΔP=P1-P2=1×103 W. 【答案】1×103 W 5．(2008·上海高考) 總質(zhì)量為80 kg的跳傘運(yùn)動(dòng)員從離地500 m的直升機(jī)上跳下，經(jīng)過(guò) 2 s拉開(kāi)繩索開(kāi)啟降落傘，如圖所示是跳傘過(guò)程中的v-t圖象，試根據(jù)圖象求：（取g=10 m/s2） （1）t＝1 s時(shí)運(yùn)動(dòng)員的加速度和所受阻力的大小. （2）估算14 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員下落的高度及克服阻力做的功. （3）估算運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳下到著地

7、的總時(shí)間. 【解析】（1）從圖中可以看出，在t＝2 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員做勻加速運(yùn)動(dòng)，其加速度大小為 a= m/s2=8 m/s2. 設(shè)此過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員受到的阻力大小為Ff，根據(jù)牛頓第二定律，有mg-Ff＝ma. 得Ff＝m（g－a）＝80×（10－8）N＝160 N. （2）從圖中估算得出運(yùn)動(dòng)員在14 s內(nèi)下落的距離，為 39.5×2×2 m＝158 m. 根據(jù)動(dòng)能定理，有mgh-Wf=.所以有 Wf=mgh-=（80×10×158-×80×62） J ≈1.25×105 J. （3）14 s后運(yùn)動(dòng)員做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t′= s＝57 s. 運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳下到著地需要的總時(shí)間 t總＝t＋t′＝（14＋57）s＝71 s. 【答案】（1）8 m/s2 160 N （2）158 m 1.25×105 J（3）71 s - 3 - 用心 愛(ài)心 專(zhuān)心