2023版高考物理一轮复习课后限时作业21功能关系能量守恒定律含解析新人教版.doc
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1、课后限时作业21功能关系能量守恒定律时间:45分钟1蹦极是一项既惊险又刺激的运动,深受年轻人的喜爱如图所示,蹦极者从P点由静止跳下,到达A处时弹性绳刚好伸直,继续下降到最低点B处,B离水面还有数米距离蹦极者(视为质点)在其下降的整个过程中,重力势能的减少量为E1,绳的弹性势能的增加量为E2,克服空气阻力做的功为W,则下列说法正确的是(C)A蹦极者从P到A的运动过程中,机械能守恒B蹦极者与绳组成的系统从A到B的运动过程中,机械能守恒CE1WE2DE1E2W解析:蹦极者从P到A及从A到B的运动过程中,由于有空气阻力做功,所以机械能减少,选项A、B错误;整个过程中重力势能的减少量等于绳的弹性势能增加
2、量和克服空气阻力做功之和,即E1WE2,选项C正确,选项D错误2质量为m的物体由静止开始下落,由于空气阻力影响,物体下落的加速度为g(g为重力加速度)在物体下落高度为h的过程中,下列说法正确的是(A)A物体的动能增加了mghB物体的机械能减少了mghC物体克服阻力所做的功为mghD物体的重力势能减少了mgh解析:下落阶段,物体受重力和空气阻力,由动能定理得WEk,即mghfhEk,fmgmgmg,可得Ekmgh,选项A正确;机械能减少量等于克服阻力所做的功,即EWffhmgh,选项B、C错误;重力势能的减少量等于重力做的功,即Epmgh,选项D错误3(多选)如图所示,电梯的质量为M,其天花板上
3、通过一轻质弹簧悬挂一质量为m的物体电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动,上升高度为H时,电梯的速度为v电梯,物体的速度达到v,物体上升的高度为H物,弹簧的弹性势能为Ep弹,重力加速度为g,则在这段运动过程中,下列说法中正确的是(CD)A轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于mv2B钢索的拉力所做的功等于mv2MgHC轻质弹簧对物体的拉力所做的功大于mv2D钢索的拉力所做的功等于mv2MgHMvmgH物Ep弹解析:轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于物体增加的动能和重力势能,大于mv2,故A错误,C正确;钢索的拉力做的功应等于系统增加的动能、重力势能和弹性势能之和,即系统增加的机械能,所以钢索
4、的拉力做功应大于mv2MgH,故B错误;由于物体是由静止开始向上做加速运动,所以弹簧的弹力增大,可知物体上升的高度小于H,但弹性势能增大,故拉力做功Wmv2MgHMvmgH物Ep弹,故D正确4太阳能汽车是利用太阳能电池板将太阳能转化为电能工作的一种新型汽车已知太阳辐射的总功率约为41026 W,太阳到地球的距离为1.51011 m,假设太阳光传播到达地面的过程中约有40%的能量损耗,某太阳能汽车所用太阳能电池板接收到的太阳能转化为机械能的效率约为15%.若驱动该太阳能汽车正常行驶所需的机械功率为5 kW,且其中的来自于太阳能电池板,则所需的太阳能电池板的面积至少约为(已知半径为r的球体积为Vr
5、3,球表面积为S4r2)(C)A2 m2 B6 m2C8 m2 D12 m2解析:以太阳为球心、以太阳到地球的距离为半径的球的表面积S4d2,太阳辐射到该单位面积上的功率为P.设电池板的面积为S,由能量守恒定律得P机P15%S,解得S8 m2.5(多选)如图所示,两个物体A和B的质量均为m,其中物体A置于光滑水平台面上,物体B穿在光滑竖直杆上,杆与平台有一定的距离,A、B两物体通过不可伸长的轻绳跨过台面边缘的光滑小定滑轮相连,绳与A相连部分保持与台面平行现由静止释放两物体,当物体B下落h时,物体B的速度为2v,物体A速度为v.关于此过程,下列说法正确的是(重力加速度为g)(AB)A该过程中物体
6、B的机械能损失了mghB该过程中绳对物体A做的功为mv2C物体A在台面上滑动的距离为hD该过程中绳对系统做的功为mv2解析:在图中的虚线对应的位置,将物体B的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解,设绳子与水平方向的夹角为,物体A、B沿着绳子的分速度相等,故sin,30,该过程中A、B系统机械能守恒,故mghm(2v)2mv2,物体B的机械能减小量为EBmghm(2v)2,联立解得EBmgh,故A正确;根据动能定理,该过程中绳对物体A做功WAmv20mv2,故B正确;结合几何关系,物体A滑动的距离x(2)h,故C错误;由于绳子不可伸长,故不能储存弹性势能,绳子对两个物体做功的代数和等于弹性势能
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