高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第5節(jié) 機(jī)械能守恒定律 6 能量轉(zhuǎn)化和守恒定律同步練習(xí) 教科版必修2.doc

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第5節(jié) 機(jī)械能守恒定律6 能量轉(zhuǎn)化和守恒定律 （答題時(shí)間：30分鐘） 1. 如圖所示，一張薄紙板放在光滑水平面上，其右端放有小木塊，小木塊與薄紙板的接觸面粗糙，原來系統(tǒng)靜止?，F(xiàn)用水平恒力F向右拉薄紙板，小木塊在薄紙板上發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，直到從薄紙板上掉下來。上述過程中有關(guān)功和能的下列說法，正確的是（ ） A. 拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動(dòng)能的增加 B. 摩擦力對(duì)小木塊做的功一定等于系統(tǒng)的摩擦生熱 C. 離開薄紙板前小木塊可能先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng) D. 小木塊動(dòng)能的增加可能小于系統(tǒng)的摩擦生熱 2. 如圖，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下，足夠長的水平傳送帶以恒定速率v1勻速向右運(yùn)動(dòng)。一質(zhì)量為m的滑塊從傳送帶右端以水平向左的速率v2（v2 > v1）滑上傳送帶，最終滑塊又返回至傳送帶的右端。就上述過程，下列判斷正確的有（ ） A. 滑塊返回傳送帶右端的速率為v1 B. 此過程中，傳送帶對(duì)滑塊做功為 C. 此過程中，電動(dòng)機(jī)對(duì)傳送帶做功為2mv D. 此過程中，滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量為 3. 一物塊從光滑曲面上的P點(diǎn)自由滑下，通過粗糙的靜止水平傳送帶以后落到地面上的Q點(diǎn)。若傳送帶的皮帶輪沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來，使傳送帶隨之運(yùn)動(dòng)，如圖所示，再把物塊放在P點(diǎn)自由滑下，則（ ） A. 物塊將仍落在Q點(diǎn) B. 物塊將會(huì)落在Q點(diǎn)的左邊 C. 物塊克服摩擦力做的功增大 D. 物塊克服摩擦力做的功不變 4. 如圖所示，質(zhì)量為M，長度為L的小車靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小物塊放在小車的最左端，現(xiàn)用一水平向右的恒力F始終作用在小物塊上，小物塊與小車之間的滑動(dòng)摩擦力為f，經(jīng)過一段時(shí)間后小車運(yùn)動(dòng)的位移為x，此時(shí)小物塊剛好滑到小車的最右端，則下列說法中正確的是（ ） A. 此時(shí)物塊的動(dòng)能為F（x＋L） B. 此時(shí)小車的動(dòng)能為f（x＋L） C. 這一過程中，物塊和小車增加的機(jī)械能為F（x＋L）－fL D. 這一過程中，物塊和小車因摩擦而產(chǎn)生的熱量為fL 5. A、B兩物體的質(zhì)量之比mA∶mB＝2∶1，它們以相同的初速度v0在水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到停止，其速度圖象如圖所示。那么，A、B兩物體所受摩擦阻力之比FA∶FB與A、B兩物體克服摩擦阻力做的功之比WA∶WB分別為（ ） A. 2∶1，4∶1 B. 4∶1，2∶1 C. 1∶4，1∶2 D. 1∶2，1∶4 6. 如圖所示，一小物塊從傾角的斜面上的A點(diǎn)由靜止開始滑下，最后停在水平面上的C點(diǎn)。已知小物塊的質(zhì)量m＝0.10 kg，小物塊與斜面和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.25，A點(diǎn)到斜面底部B點(diǎn)的距離L＝0.50 m，斜面與水平面平滑連接，小物塊滑過斜面與水平面連接處時(shí)無機(jī)械能損失。求： （1）小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小； （2）BC間的距離； （3）若在C點(diǎn)給小物塊一水平初速度使小物塊恰能回到A點(diǎn)，此初速度為多大？（取，sin37＝0.6，cos37＝0.8） 7. 如圖所示，水平桌面上質(zhì)量為M的物體A用繞過定滑輪的細(xì)繩與質(zhì)量為m的物體B相連接，B距地面的高度為h，開始它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將B釋放，物體A在繩的拉力下向前滑行。設(shè)物體B落地時(shí)，物體A尚未到達(dá)定滑輪處，若不計(jì)細(xì)繩的質(zhì)量及滑輪處的摩擦，試求下述兩種情況下物體B抵達(dá)地面時(shí)物體A的速度。 （1）水平桌面光滑； （2）水平面動(dòng)摩擦因數(shù)為。  1. D 解析：由功能關(guān)系知拉力F做的功等于薄紙板和小木塊動(dòng)能的增加及系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；摩擦力對(duì)小木塊做的功等于小木塊動(dòng)能的增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；如果小木塊勻速運(yùn)動(dòng)，最終和薄紙板相對(duì)靜止，便不會(huì)滑落，故離開薄紙板前小木塊一定一直在做勻加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；用L1表示兩物體間的相對(duì)位移，L2表示小木塊的對(duì)地位移，對(duì)于系統(tǒng)，系統(tǒng)的摩擦生熱Q＝fL1，對(duì)于小木塊，fL2＝ΔEk，根據(jù)題目給出的條件無法判斷L1與L2的大小關(guān)系，即可能存在ΔEk＜Q，選項(xiàng)D正確。 2. AD 解析：由于傳送帶足夠長，滑塊減速向左滑行，直到速度減為零，然后滑塊會(huì)在滑動(dòng)摩擦力的作用下向右加速，由于v1＜v2，滑塊會(huì)先在滑動(dòng)摩擦力的作用下加速，當(dāng)速度增大到等于傳送帶速度時(shí)，滑塊還在傳送帶上，之后不受摩擦力，故滑塊與傳送帶一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，有v′2＝v1，故A正確； 此過程中只有傳送帶對(duì)滑塊做功，根據(jù)動(dòng)能定理W′＝△EK得： W′＝△EK＝，故B錯(cuò)誤； 設(shè)滑塊向左運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，位移為x1，則： 摩擦力對(duì)滑塊做功： ① 又摩擦力做功等于滑塊動(dòng)能的減少，即： ② 該過程中傳送帶的位移：x2＝v1t1 摩擦力對(duì)滑塊做功：W2＝fx2＝fv1t1＝ ③ 將①②式代入③式得：W2＝mv1v2 設(shè)滑塊向左運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，位移為x3，則： 摩擦力對(duì)滑塊做功： 該過程中傳送帶的位移：x4＝v1t2＝2x3 滑塊相對(duì)傳送帶的總位移：x＝x1＋x2＋x4－x3＝x1＋x2＋x3 滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做功： W總＝fx＝W1＋W2＋W3＝ 滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量大小等于通過滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做功，Q＝W總＝fx＝，故D正確； 全過程中，電動(dòng)機(jī)對(duì)傳送帶做的功與滑塊動(dòng)能的減少量等于滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量，即 整理得：，故C錯(cuò)誤。故選AD。 3. AD 解析：傳送帶靜止不動(dòng)時(shí)，物塊滑到傳送帶上會(huì)受到向左的滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)傳送帶逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊在出傳送帶前還是受到向左的摩擦力，即傳送帶的運(yùn)動(dòng)沒有改變物塊的受力，那么物塊的運(yùn)動(dòng)也和傳送帶靜止時(shí)一樣，即離開傳送帶時(shí)的速度相同，所以還是落在Q點(diǎn)，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)功的公式可求物塊克服摩擦力做功，其中x為物塊相對(duì)地面的位移，也等于傳送帶的長度，是保持不變的，所以物塊克服摩擦力做功不變，故D正確。 4. CD 解析：對(duì)小物塊進(jìn)行受力分析，水平方向受到拉力F和摩擦力，小車位移為，滑塊相對(duì)于小車位移為，則根據(jù)動(dòng)能定理有，選項(xiàng)A錯(cuò)。對(duì)小車受到水平向右的摩擦力作用，對(duì)地位移為，根據(jù)動(dòng)能定理同樣有，選項(xiàng)B錯(cuò)。在這一過程，物塊和小車增加的機(jī)械能等于增加的動(dòng)能，即，選項(xiàng)C正確。在此過程中，外力做功是，所以系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量為，選項(xiàng)D正確。 5. B 解析：由v—t圖象可知：aA∶aB＝2∶1，而F＝ma，mA∶mB＝2∶1，可得：FA∶FB＝4∶1；又由圖象中面積關(guān)系可知A、B位移之比xA∶xB＝1∶2，做功W＝Fx，可得：WA∶WB＝2∶1，故選B。 6. 解：（1）對(duì)小物塊進(jìn)行受力分析，小物塊受到斜面的摩擦力： 在平行斜面方向由牛頓第二定律有： 所以m/s2； （2）由功能關(guān)系有，＝0.8m； （3）由動(dòng)能定理有，m/s。 7. 解：由題意知，整個(gè)過程A和B的速度大小相等，設(shè)B著地時(shí)速度為v，則此時(shí)A的速度也為v。 （1）對(duì)A、B和繩組成的系統(tǒng)由機(jī)械能守恒有： ； （2）對(duì)A、B和繩組成的系統(tǒng)由功和能關(guān)系有：