第五章 机械能-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮课时作业（浙江专用）

专题四　动力学和能量观点的综合应用 1.如图为小孩玩橡皮筋球的瞬间,小球正在向上运动,手正在向下运动,橡皮筋处于绷紧状态。对于小球的运动,下列说法正确的是(　C　) A.图示瞬间小球一定处于超重状态 B.图示瞬间小球一定处于失重状态 C.在此后一小段时间内,小球的机械能一定增加 D.在此后一小段时间内,小球的动能一定增加 解析:橡皮筋处于绷紧状态,对小球有拉力作用,但拉力与重力的大小关系不知,故不能判断小球是加速还是减速,选项A、B、D错误;小球向上运动,故拉力对小球做正功,在此后一小段时间内,小球机械能一定增加,选项C正确。 2.如图所示,滑板爱好者在水平面上滑行,看到横杆后适时起跳,人与滑板分离后分别从杆的上、下通过,人越过横杆后仍落在滑板原位置上,忽略一切阻力,则(　C　) A.起跳时滑板对人做正功 B.起跳时脚对滑板的作用力斜向后 C.起跳时人相对滑板竖直向上运动 D.整个过程中人和滑板组成的系统机械能守恒 解析:人之所以能起跳,是靠人的内力做功获得动能,滑板对人不做功,选项A错误;由于运动员最终仍落在滑板原来的位置上,所以运动员和滑板在水平方向上的速度不变,双脚对滑板作用力的合力应在竖直方向上,选项B错误,C正确;起跳过程中人做正功,故系统机械能增加了,落到滑板上时,系统机械能又有损失,故整个过程中系统机械能不守恒,选项D错误。 3.(多选)某次训练中,质量为60 kg的跳水运动员从跳台自由下落 10 m后入水,在水中竖直向下减速运动。设空中下落时空气阻力不计,水对运动员的阻力大小恒为2 400 N。那么在运动员入水后下降2.5 m的过程中,下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　AC　) A.运动员的加速度大小为30 m/s2 B.运动员的动量减少了300 kg· m/s C.运动员的动能减少了4 500 J D.运动员的机械能减少了4 500 J 解析:根据牛顿第二定律有Ff-mg=ma,代入数据解得加速度大小为a=30 m/s2,故A正确;自由下落10 m后,根据=2gh,可得运动员的速度为v0=10 m/s,在水中下落2.5 m后的速度为-=-2ah′ ,代入数据解得v1=5 m/s,运动员的动量减少了Δp=mv0-mv1= 300 kg· m/s,故B错误;减速下降的过程中,根据动能定理,动能的减小量等于克服合力做的功,(Ff-mg)h′ =(2 400-600)×2.5 J= 4 500 J,故C正确;减速下降的过程中,机械能的减小量等于克服阻力做的功,Ffh′ =2 400×2.5 J=6 000 J,故D错误。 4.如图甲所示,有一物体从O点以初速度v0沿水平面向右滑行,物体始终受到一个水平向左的恒力F,已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,其动能Ek随离开O点的距离s变化的图像如图乙所示,则以下说法正确的是(　A　) A.物体的质量m=2 kg B.物体受到水平向左的恒力F=2 N C.物体与水平面间的摩擦力大小Ff=3 N D.由于摩擦力做负功,物体的机械能不断减小 解析:根据题图可以判断,动能改变量等于合力做的功,因此斜率代表合力,即F+Ff=5 N,F-Ff=1 N,联立解得F=3 N,Ff=2 N,选项B、C错误;物体先减速至速度为0,机械能减小,在外力F作用下,反向加速,动能变大,机械能增加,选项D错误;根据Ff=μmg可知m=2 kg,选项A正确。 5.(多选)在风洞实验室内的竖直粗糙墙面上放置一钢板,风垂直吹向钢板,在钢板由静止到下落的过程中,作用在钢板上的风力恒定。用Ek、E、v、P分别表示钢板下落过程中的动能、机械能、速度和重力的功率,关于它们随下落高度h或下落时间t的变化规律,下列四个图像正确的是(　AC　) 解析:钢板受到重力mg、风力F、墙的支持力FN和滑动摩擦力Ff,由于风力恒定,则由平衡条件得知,墙对钢板的支持力恒定,钢板所受的滑动摩擦力恒定,故钢板匀加速下滑,则有v=at,故C正确;根据动能定理得Ek=(mg-Ff)h,可知Ek与h成正比,故A正确;设钢板开始时机械能为E0,钢板克服滑动摩擦力做的功等于机械能减小的量,则E=E0-Ffh=E0-Ff·at2,则知E与t是非线性关系,图像应是曲线,故B错误;重力的功率P=mgv=mg,则知P与h是非线性关系,图像应是曲线,故D错误。 6.(多选)如图所示,半圆形光滑轨道BC与水平光滑轨道AB平滑连接。小物体在水平恒力F作用下,从水平轨道上的P点,由静止开始运动,运动到B点撤去外力F,小物体由C点离开半圆轨道后落在P点右侧区域。已知PB=3R,F的大小可能为(　AD　) A. B.mg C. D.mg 解析:小物体能通过C点应满足m≥mg,且由C点离开半圆轨道后落在P点右侧区域,有2R=gt2,vCt<3R,