2019年高考物理机械能及其守恒定律第4讲功能关系能量守恒定律练习

专题课件 配餐作业配餐作业功能关系功能关系能量守恒定律能量守恒定律 A 组基础巩固题 1．如图所示为跳伞爱好者表演高楼跳伞的情形，他们从楼顶跳下后，在距地面一定高度处 打开伞包，最终安全着陆，则跳伞者 A．机械能一直减小 C．动能一直减小 B．机械能一直增大 D．重力势能一直增大 解析打开伞包后， 跳伞者先减速后匀速， 动能先减少后不变， C 项错误；跳伞者高度下降， 重力势能减小，D 项错误；空气阻力一直做负功，机械能一直减小，A 项正确，B 项错误。 答案A 2.如图所示， 一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v向右匀速运动， 现将质量为m的物 体竖直向下轻轻地放置在木板上的右端，已知物体m和木板之间的动摩擦因数为 μ ，为保 持木板的速度不变， 从物体m放到木板上到它相对木板静止的过程中， 须对木板施一水平向 右的作用力F，那么力F对木板做功的数值为 A.mv 4 2 2 B.mv 2 2 2 C．mvD．2mv 解析由能量转化和守恒定律可知，拉力F对木板所做的功W一部分转化为物体m的动能， 1 2 v 一部分转化为系统内能，故W＝mv＋μmgs 相，s相＝vt－ t，v＝μgt，以上三式联立可 22 得W＝mv，故 C 项正确。 答案C 3.如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮， 小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮不计 滑轮的质量和摩擦。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻绳后A下 落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块 2 1 A．速率的变化量不同 B．机械能的变化量不同 C．重力势能的变化量相同 D．重力做功的平均功率相同 解析由题意根据力的平衡有mAg＝mBgsinθ ，所以mA＝mBsinθ 。根据机械能守恒定律mgh 1 2 ＝mv，得v＝ 2gh，所以两物块落地速率相等，A 项错；因为两物块的机械能守恒，所以 2 两物块的机械能变化量都为零，B 项错误；根据重力做功与重力势能变化的关系，重力势能 的变化为 ΔEp＝－WG＝－mgh，C 项错误；因为A、B两物块都做匀变速运动，所以A重力的 平均功率为P A＝mAg ，B 的平均功率P B＝mBg sinθ ，因为 mA＝mBsinθ ，所以P A＝ P 22 B vv ，D 项正确。 答案D 4．如图所示，质量为m的滑块以一定初速度滑上倾角为θ 的固定斜面，同时施加一沿斜面 向上的恒力F＝mgsinθ ；已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ ＝tanθ ，取出发点为参考点， 能正确描述滑块运动到最高点过程中产生的热量Q，滑块动能Ek、势能Ep、机械能E随时间 t、位移x关系的是 A. B. 2 C. D. 解析根据滑块与斜面间的动摩擦因数μ ＝tanθ 可知， 滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的 分力。施加一沿斜面向上的恒力F＝mgsinθ ，物体机械能保持不变，重力势能随位移x均 匀增大，C 项正确，D 项错误；产生的热量Q＝fx，随位移均匀增大，滑块动能Ek随位移x 均匀减小，A、B 项错误。 答案C 5．多选如图所示，固定于水平面上的光滑斜面足够长，一轻质弹簧的一端与固定在斜面 上的木板P相连，另一端与盒子A相连，A内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁接触，现 用力推A使弹簧处于压缩状态， 然后由静止释放， 则从释放盒子A到其获得最大速度的过程 中，下列说法正确的是 A．弹簧的弹性势能一直减少到零 B．A对B做的功等于B机械能的增加量 C．弹簧弹性势能的减少量等于A的机械能的增加量 D．A所受弹簧弹力和重力做的功的代数和大于A的动能的增加量 解析盒子A运动过程中，弹簧弹性势能一直减少，当弹簧弹力与A、B的重力沿斜面向下 的分力大小相等时，盒子的速度最大，此时弹簧的弹性势能不为零， A 项错误；由功能关系 知，A对B做的功等于B机械能的增加量，B 项正确；将A、B和弹簧看作一个系统，则该系 统机械能守恒，所以弹簧弹性势能的减少量等于A和B机械能的增加量，C 项错误；对盒子 A，弹簧弹力做正功，盒子重力做负功，小球B对A沿斜面向下的弹力做负功，由动能定理 知A所受弹簧弹力和重力做的功的代数和大于A的动能的增加量，D 项正确。 答案BD 6．多选如图所示，一根原长为L的轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小 3 球，在弹簧的正上方从距地面高度为H处由静止下落压缩弹簧。若弹簧的最大压缩量为x， 小球下落过程受到的空气阻力恒为f，则小球从开始下落至最低点的过程 A．小球动能的增量为零 B．小球重力势能的增量为mgH＋x－L C．弹簧弹性势能的增量为mg－fH＋x－L D．系统机械能减小fH 解析小球下落的整个过程中， 开始时速度为零， 结束时速度也为零，所以小球动能的增量 为 0，故A 项正确；小球下落的整个过程中，重力做功WG＝mgh＝mgH＋x－L，根据重力做 功量度重力势能的变化WG＝－ΔEp得小球重力势能的增量为－mgH＋x－L，故 B 项错误； 根据动能定理得WG＋Wf＋W 弹＝0－0＝0，所以 W 弹＝－mg－fH＋x－L，根据弹簧弹力做 功量度弹性势能的变化W 弹＝－Δ E p 得，弹簧弹性势能的增量为mg－fH＋x－L，故 C 项正确；系统机械能的减少等于重力、 弹力以外的力做的功，所以小球从开始下落至最低点 的过程，克服阻力做的功为fH＋x－L，所以系统机械能的减小量为fH＋x－L，故 D 项 错误。 答案AC 7．2017江苏多选如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链 用轻杆连接，杆长为L，B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长。现A 由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角 α 由 60变为 120，A、B、C在同一竖直平面 内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则此下降过程中 3 A．A的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于mg 2 3 B．A的动能最大时，B受到地面的支持力等于mg 2 C．弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下 D．弹簧的弹性势能最大值为 3mgL 2 解析A的动能最大时，设B和C受到地面的支持力大小均为F，此时整体在竖直方向受力 4 3 平衡， 可得 2F＝3mg， 所以F＝mg； 在A的动能达到最大前一直是加速下降， 处于失重情况， 2 3 所以B受到地面的支持力小于mg，故A、B 项正确；当A达到最低点时动能为零，此时弹簧 2 的弹性势能最大，A的加速度方向向上，故 C 项错误；A下落的高度为h＝Lsin60－ Lsin30，根据功能关系可以知道， 小球A的机械能全部转化为弹簧的弹性势能， 即弹簧的 弹性势能最大值为Ep＝mgh＝ 3－1mgL ，故 D 项错误。 2 答案AB 8. 多选如图所示，足够长的传送带与水平方向的倾角为θ ，物块a通过平行于传送带的 轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m。开始时，a、b及传送带均静止，且a不 受传送带摩擦力作用， 现让传送带逆时针匀速转动， 则在b上升h高度未与滑轮相碰过程 中 A．物块a的重力势能减少mgh B．摩