2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)提升練17 功能關(guān)系 能量守恒定律題組一對(duì)功能關(guān)系的理解1(多選)(xx海南高考)下列關(guān)于功和機(jī)械能的說(shuō)法，正確的是()A在有阻力作用的情況下，物體重力勢(shì)能的減少不等于重力對(duì)物體所做的功B合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的改變量C物體的重力勢(shì)能是物體與地球之間的相互作用能，其大小與勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)D運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的減少量一定等于其重力勢(shì)能的增加量【解析】物體重力做的功總等于重力勢(shì)能的減少量，因此A錯(cuò)；根據(jù)動(dòng)能定理可知合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的改變量，因此B正確；根據(jù)重力勢(shì)能的定義和特點(diǎn)可知C正確；當(dāng)有除重力以外的力對(duì)物體做功時(shí)，運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的減少量不等于其重力勢(shì)能的增加量，因此D錯(cuò)【答案】BC2(多選)(xx山東濟(jì)南調(diào)研)跳傘運(yùn)動(dòng)員從懸停的直升機(jī)上跳下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后拉開繩索開啟降落傘，如圖5415所示是跳傘過(guò)程中的vt圖象若將人和傘看成個(gè)系統(tǒng)，則() 圖5415A系統(tǒng)先加速運(yùn)動(dòng)，接著減速運(yùn)動(dòng)，最后勻速運(yùn)動(dòng)B系統(tǒng)受到的合外力始終向下C阻力對(duì)系統(tǒng)始終做負(fù)功D系統(tǒng)的機(jī)械能守恒【解析】由速度圖象可知，系統(tǒng)先加速運(yùn)動(dòng)，接著減速運(yùn)動(dòng)，最后勻速運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)受到的合外力先向下后向上最后為零，A正確，B錯(cuò)誤阻力與速度方向相反，對(duì)系統(tǒng)始終做負(fù)功，系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，C正確，D錯(cuò)誤【答案】AC3.如圖5416，長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板固定在水平地面上，質(zhì)量為m的鐵塊在水平恒力F作用下沿木板上表面從左端滑到右端，鐵塊與木 圖5416板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.不計(jì)鐵塊的大小，重力加速度為g，以地面為參考系此過(guò)程中()A恒力F對(duì)鐵塊做的功為FLB鐵塊對(duì)木板的摩擦力對(duì)木板做的功為mgLC鐵塊對(duì)木板的摩擦力對(duì)木板做的功為mgLD木板對(duì)鐵塊的摩擦力對(duì)鐵塊做的功與鐵塊對(duì)木板的摩擦力對(duì)木板做的功的代數(shù)和為零【解析】根據(jù)功的定義可知，選項(xiàng)A正確；木板對(duì)鐵塊的摩擦力對(duì)鐵塊做的功為mgL，由于木板對(duì)地的位移為零，所以鐵塊對(duì)木板的摩擦力對(duì)木板做功為零故選項(xiàng)B、C、D均錯(cuò)誤【答案】A4.(xx東北師大附中檢測(cè))如圖5417所示，一輕彈簧的左端固定，右端與一小球相連，小球處于光滑水平面上現(xiàn)對(duì)小球施加一個(gè)方向水平向右的恒力F，使小 圖5417球從靜止開始運(yùn)動(dòng)，則小球在向右運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中()A小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能逐漸減小C小球的動(dòng)能逐漸增大D小球的動(dòng)能先增大然后減小【解析】小球在向右運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，力F做正功，由功能關(guān)系知小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能逐漸增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)錯(cuò)誤；彈力一直增大，當(dāng)彈力等于F時(shí)，小球的速度最大，動(dòng)能最大，當(dāng)彈力大于F時(shí)，小球開始做減速運(yùn)動(dòng)，速度減小，動(dòng)能減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確【答案】D題組二功能關(guān)系、能量守恒的應(yīng)用5如圖5418所示，電梯的質(zhì)量為M，其天花板上通過(guò)一輕質(zhì)彈簧懸掛一質(zhì)量為m的物體電梯在鋼索的拉力作用下由靜止開始豎直向上加速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力的影響，當(dāng)上升高度為H時(shí)，電梯的速度達(dá)到v，則在這段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是 () 圖5418A輕質(zhì)彈簧對(duì)物體的拉力所做的功等于mv2B鋼索的拉力所做的功等于mv2MgHC輕質(zhì)彈簧對(duì)物體的拉力所做的功大于mv2D鋼索的拉力所做的功等于(mM)v2(mM)gH【答案】C6(xx沈陽(yáng)高三質(zhì)量檢測(cè)(二)將一質(zhì)量為m的小球套在一光滑的、與水平面夾角為(<45)的固定桿上，小球與一原長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)彈性繩相連接，彈性繩的一端固定在水平面上，將小球從離地面 圖5419L高處由靜止釋放，剛釋放時(shí)，彈性繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，如圖5419所示小球滑到底端時(shí)速度恰好為零，則小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是()A小球的機(jī)械能守恒B彈性繩的彈性勢(shì)能將一直增大C小球到達(dá)底端時(shí)，彈性繩的彈性勢(shì)能為mgL(cot 1)D小球和彈性繩，組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒【解析】在小球下滑過(guò)程中，小球和彈性繩的機(jī)械能守恒，則A錯(cuò)誤，D正確；彈性繩的彈性勢(shì)能先不變后增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由機(jī)械能守恒定律，彈性繩的彈性勢(shì)能增加了mgL，選項(xiàng)C錯(cuò)誤【答案】D7(xx揚(yáng)州模擬)如圖5420所示，質(zhì)量m10 kg和M20 kg的兩物塊，疊放在光滑水平面上，其中物塊m通過(guò)處于水平方向的輕彈簧與豎直墻 圖5420壁相連，初始時(shí)刻，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，彈簧的勁度系數(shù)k250 N/m.現(xiàn)用水平力F作用在物塊M上，使其緩慢地向墻壁移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)40 cm時(shí)，兩物塊間開始相對(duì)滑動(dòng)，在相對(duì)滑動(dòng)前的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是()AM受到的摩擦力保持不變B物塊m受到的摩擦力對(duì)物塊m不做功C推力做的功等于彈簧增加的彈性勢(shì)能D開始相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，推力F的大小等于200 N【解析】取m和M為一整體，由平衡條件可得：Fkx，隔離m，由平衡條件可得：Ffkx，可見M緩慢左移過(guò)程中，M受的摩擦力在增大，開始滑動(dòng)時(shí)，F(xiàn)fkxm100 N，故此時(shí)推力F為100 N，A、D均錯(cuò)誤，m受的摩擦力對(duì)m做正功，B錯(cuò)誤；系統(tǒng)緩慢移動(dòng)，動(dòng)能不變，且又無(wú)內(nèi)能產(chǎn)生，由能量守恒定律可知，推力F做的功全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，C正確【答案】C8(多選)山東電視臺(tái)“快樂(lè)向前沖”欄目最后一關(guān)，選手需要抓住固定在支架上的繩子向上攀登，才可沖上領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)，如圖5421所示如果某選手剛剛勻速攀爬到繩子頂端時(shí)，突然因抓不住繩子而加速滑下，對(duì)該過(guò)程進(jìn)行分析(不考慮腳蹬墻壁的作用)，下述說(shuō)法正確的是 圖5421()A上行時(shí)，人受到繩子的拉力與重力和摩擦力平衡B上行時(shí)，繩子拉力對(duì)人做的功等于人重力勢(shì)能的增加C下滑時(shí)，人受到的重力大于摩擦力，加速度小于gD下滑時(shí)，重力勢(shì)能的減小大于動(dòng)能的增加，機(jī)械能的減少量等于克服摩擦力做的功【解析】人勻速上升時(shí)，繩子對(duì)人的摩擦力等于人的重力，A錯(cuò)誤；人上升過(guò)程中，人拉繩子，對(duì)自身做功，繩子并不對(duì)人做功，B錯(cuò)誤；人下滑時(shí)，由mgFfma，可知，F(xiàn)f<mg，a<g，C正確；人下滑時(shí)，重力勢(shì)能的減小量有一部分用于克服摩擦力做功，故其動(dòng)能的增加量一定小于重力勢(shì)能的減少量，D正確【答案】CDB組深化訓(xùn)練提升應(yīng)考能力9(多選)如圖5422所示，在升降機(jī)內(nèi)固定一光滑的斜面體，一輕彈簧的一端連在位于斜面體上方的固定木板B上，另一端與質(zhì)量為m的物塊圖5422A相連，彈簧與斜面平行整個(gè)系統(tǒng)由靜止開始加速上升高度h的過(guò)程中()A物塊A的重力勢(shì)能增加量一定等于mghB物塊A的動(dòng)能增加量等于斜面的支持力和彈簧的拉力對(duì)其做功的代數(shù)和C物塊A的機(jī)械能增加量等于斜面的支持力和彈簧的拉力對(duì)其做功的代數(shù)和D物塊A和彈簧組成系統(tǒng)的機(jī)械能增加量等于斜面對(duì)物塊的支持力和B對(duì)彈簧的拉力做功的代數(shù)和【解析】由于斜面光滑，物塊A靜止時(shí)彈簧彈力與斜面支持力的合力與重力平衡，當(dāng)整個(gè)裝置加速上升時(shí)，由牛頓第二定律可知物塊A受到的合力應(yīng)向上，故彈簧伸長(zhǎng)量增加，物塊A相對(duì)斜面下滑一段距離，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理可知，物塊A動(dòng)能的增加量應(yīng)等于重力、支持力及彈簧彈力對(duì)其做功的代數(shù)和，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物塊A機(jī)械能的增加量應(yīng)等于除重力以外的其他力對(duì)其做功的代數(shù)和，選項(xiàng)C正確；物塊A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加量應(yīng)等于除重力和彈簧彈力以外的其他力做功的代數(shù)和，故選項(xiàng)D正確【答案】CD10(多選)(xx福州一中檢測(cè))足夠長(zhǎng)的粗糙斜面上，用力推著一物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)撤去推力，06 s內(nèi)速度隨時(shí)間的變化情況如圖5423所示，由圖象可知()圖5423A01 s內(nèi)重力的平均功率大小與16 s內(nèi)重力平均功率大小之比為51B01 s內(nèi)摩擦力的平均功率與16 s內(nèi)摩擦力平均功率之比為11C01 s內(nèi)機(jī)械能變化量大小與16 s內(nèi)機(jī)械能變化量大小之比為15D16 s內(nèi)動(dòng)能變化量大小與機(jī)械能變化量大小之比為12【解析】由圖可知，物體上升加速度a110 m/s2，物體下滑加速度a22 m/s2.上升時(shí)mgsin fma1，下滑時(shí)mgsin fma2.由兩式可得f4m，對(duì)于A項(xiàng)01 s內(nèi)重力的平均功率大小為G1mg1sin mgsin 5，16 s內(nèi)重力的平均功率大小為G2mg2sin 5mgsin ，則G1G211，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)于B項(xiàng)01 s內(nèi)摩擦力的平均功率f1f15f16 s內(nèi)摩擦力的平均功率f2f25f，則f1f211，故B項(xiàng)正確；對(duì)于C項(xiàng)機(jī)械能變化量大小應(yīng)等于摩擦力所做的功，則01 s內(nèi)Wf1f55f16 s內(nèi)Wf2f51025f，則Wf1Wf215，故C項(xiàng)正確；對(duì)于D項(xiàng)，16 s內(nèi)動(dòng)能變化量大小為Ekm10250 m，機(jī)械能變化量大小為Wf25f254 m100 m，其比值為12.故D項(xiàng)正確【答案】BCD11(xx浙江瑞安四校聯(lián)考)如圖5424所示，固定斜面的傾角30，物體A與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)上端位于C點(diǎn)用一根不可伸長(zhǎng)的輕 圖5424繩通過(guò)輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體A和B，滑輪右側(cè)繩子與斜面平行，A的質(zhì)量為2m，B的質(zhì)量為m，初始時(shí)物體A到C點(diǎn)的距離為L(zhǎng).現(xiàn)給A、B一初速度v0>，使A開始沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，B向上運(yùn)動(dòng)，物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到C點(diǎn)已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，整個(gè)過(guò)程中，輕繩始終處于伸直狀態(tài)，求：(1)物體A向下運(yùn)動(dòng)剛到C點(diǎn)時(shí)的速度；(2)彈簧的最大壓縮量；(3)彈簧的最大彈性勢(shì)能【解析】(1)A與斜面間的滑動(dòng)摩擦力Ff2mgcos 物體從A向下運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，根據(jù)功能關(guān)系有2mgLsin 3mv3mv2mgLFfL解得v(2)從物體A接觸彈簧，將彈簧壓縮到最短后又恰回到C點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)能定理Ff2x03mv2解得x(3)彈簧從壓縮到最短到恰好能彈到C點(diǎn)的過(guò)程中，對(duì)系統(tǒng)根據(jù)功能關(guān)系有Epmgx2mgxsin Ffx所以EpFfx【答案】(1)(2)(3)12如圖5425所示，傾角為37的部分粗糙的斜面軌道和兩個(gè)光滑半圓軌道組成翹尾巴的S形軌道兩個(gè)光滑半圓軌道半徑都為R0.2 m，其連接處CD之間留有很小空隙，剛好能夠使小球通過(guò)，CD之間距離可忽略斜面上端有一彈簧，彈簧上端固定在斜面上的擋板上，彈簧下端與一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m0.02 kg的小球接觸但不固定，此時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)并鎖定，彈簧的彈性勢(shì)能Ep0.27 J現(xiàn)解除彈簧的鎖定，小球從A點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)翹尾巴的S形軌道運(yùn)動(dòng)后從E點(diǎn)水平飛出，落到水平地面上，落點(diǎn)到與E點(diǎn)在同一豎直線上B點(diǎn)的距離為s2.0 m已知斜面軌道的A點(diǎn)與水平面上B點(diǎn)之間的高度為h1.0 m，小球與斜面的粗糙部分間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75，小球從斜面到達(dá)半圓軌道通過(guò)B點(diǎn)時(shí)，前后速度大小不變，不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2，求：圖5425(1)小球從E點(diǎn)水平飛出時(shí)的速度大?。?2)小球?qū)點(diǎn)軌道的壓力；(3)斜面粗糙部分的長(zhǎng)度x.【解析】(1)小球從E點(diǎn)水平飛出做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球從E點(diǎn)水平飛出時(shí)的速度大小為vE，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律知，svEt,4Rgt2，聯(lián)立解得vE5 m/s.(2)小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過(guò)程，由機(jī)械能守恒有mvmg4Rmv，解得v8gR，則vB m/s在B點(diǎn)有FNmgm，所以FNFN9mg4.3 N，方向豎直向下(3)小球沿斜面下滑到B點(diǎn)的過(guò)程，由功能關(guān)系有mghmgcos 37xmvEp，解得x0.5 m.【答案】(1)5 m/s(2)4.3 N豎直向下(3)x0.5 m