功能關(guān)系-能量守恒定律習(xí)題訓(xùn)練

1、濟(jì)南市商河弘德中學(xué)高三物理組一輪復(fù)習(xí)資（功能關(guān)系）功能關(guān)系 能量守恒定律班級(jí) 姓名一、選擇題1兩個(gè)質(zhì)量不同的物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，它們以相同的初動(dòng)能開始沿水平面滑動(dòng)，以下說法中正確的是()A質(zhì)量小的物體滑行的距離較長(zhǎng)B質(zhì)量大的物體滑行的距離較長(zhǎng)C在整個(gè)滑動(dòng)過程中，質(zhì)量大的物體克服摩擦阻力做功較多D在整個(gè)滑動(dòng)過程中，兩物體的機(jī)械能都守恒2如圖所示，長(zhǎng)為l的輕質(zhì)細(xì)繩懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球，其下方有一個(gè)傾角為的光滑斜面體，放在光滑水平面上開始時(shí)小球剛好與斜面接觸，現(xiàn)在用水平力F緩慢向左推動(dòng)斜面體，直至細(xì)繩與斜面平行為止，對(duì)該過程中有關(guān)量的描述，正確的是()A小球受到的各個(gè)力均不做功B重力

2、對(duì)小球做負(fù)功，斜面彈力對(duì)小球做正功C小球在該過程中機(jī)械能守恒D推力F做的總功是mgl(1cos )3(2012年?yáng)|北三省六校聯(lián)考)如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端固定在豎直板P上，另一端與質(zhì)量為m1的物體A相連，物體A靜止于光滑桌面上，A右邊接一細(xì)線繞過光滑的定滑輪懸一質(zhì)量為m2的物體B，設(shè)定滑輪的質(zhì)量不計(jì)，開始時(shí)用手托住物體B，讓細(xì)線恰好拉直，然后由靜止釋放B，直到B獲得最大速度，下列有關(guān)此過程的分析，其中正確的是()A物體B機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量B物體B重力勢(shì)能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量C物體B動(dòng)能的增加量等于細(xì)線拉力對(duì)物體B做的功與物體B重力做功之和D物體B的機(jī)械能一直增加

3、4(2012·日照模擬)如圖5412所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，由斜面底端的A點(diǎn)以某一初速度沖上傾角為30°的固定斜面做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，減速的加速度大小為g，物體沿斜面上升的最大高度為h，在此過程中()A重力勢(shì)能增加了2mghB機(jī)械能損失了mghC動(dòng)能損失了mghD系統(tǒng)生熱mgh5如圖5413所示，甲、乙兩車用輕彈簧相連靜止在光滑的水平面上，現(xiàn)在同時(shí)對(duì)甲、乙兩車施加等大反向的水平恒力F1、F2，使甲、乙同時(shí)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)過程中，對(duì)甲、乙兩車及彈簧組成的系統(tǒng)(假定整個(gè)過程中彈簧均在彈性限度內(nèi))，正確的說法是()A系統(tǒng)受到外力作用，動(dòng)能不斷增大B彈簧伸長(zhǎng)到最

4、長(zhǎng)時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最大C恒力對(duì)系統(tǒng)一直做正功，系統(tǒng)的機(jī)械能不斷增大D兩車的速度減小到零時(shí)，彈簧的彈力大小大于外力F1、F2的大小6.2012·海淀模擬滑板是現(xiàn)在非常流行的一種運(yùn)動(dòng)，如圖所示，一滑板運(yùn)動(dòng)員以7 m/s的初速度從曲面的A點(diǎn)下滑，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)速度仍為7 m/s，若他以6 m/s的初速度仍由A點(diǎn)下滑，則他運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度 ()A大于6 m/sB等于6 m/sC小于6 m/sD條件不足，無法計(jì)算7(2012·福州模擬)來自福建省體操隊(duì)的運(yùn)動(dòng)員黃珊汕是第一位在奧運(yùn)會(huì)上獲得蹦床獎(jiǎng)牌的中國(guó)選手蹦床是一項(xiàng)好看又驚險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)，如圖5414所示為運(yùn)動(dòng)員在蹦床運(yùn)動(dòng)中完成某個(gè)動(dòng)作的示意

5、圖，圖中虛線PQ是彈性蹦床的原始位置，A為運(yùn)動(dòng)員抵達(dá)的最高點(diǎn)，B為運(yùn)動(dòng)員剛抵達(dá)蹦床時(shí)的位置，C為運(yùn)動(dòng)員抵達(dá)的最低點(diǎn)不考慮空氣阻力和運(yùn)動(dòng)員與蹦床作用時(shí)的機(jī)械能損失，在A、B、C三個(gè)位置上運(yùn)動(dòng)員的速度分別是vA、vB、vC，機(jī)械能分別是EA、EB、EC，則它們的大小關(guān)系是()AvAvB，vBvCBvAvB，vBvCCEAEB，EBEC DEAEB，EBEC8(2012·揚(yáng)州模擬)如圖5416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通過處于水平方向的輕彈簧與豎直墻壁相連，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

6、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)前的過程中，下列說法中正確的是()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100 N9一物體沿固定斜面從靜止開始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t0滑至斜面底端已知在物體運(yùn)動(dòng)過程中物體所受的摩擦力恒定若用F、v、x和E分別表示該物體所受的合力、物體的速度、位移和機(jī)械能，則如圖所示的圖象中可能正確的是()二、簡(jiǎn)答題10.2012·山西省四校聯(lián)考如圖所示，半徑為R的光滑半圓弧軌道與高為10R的光滑斜軌道放在同一豎直平面內(nèi)，兩軌道之間由一條光

7、滑水平軌道CD相連，水平軌道與斜軌道間有一段圓弧過渡在水平軌道上，輕質(zhì)彈簧被a、b兩小球擠壓，處于靜止?fàn)顟B(tài)同時(shí)釋放兩個(gè)小球，a球恰好能通過圓弧軌道的最高點(diǎn)A，b球恰好能到達(dá)斜軌道的最高點(diǎn)B.已知a球質(zhì)量為m1，b球質(zhì)量為m2，重力加速度為g.求：(1)a球離開彈簧時(shí)的速度大小va；(2)b球離開彈簧時(shí)的速度大小vb；(3)釋放小球前彈簧的彈性勢(shì)能Ep.11如圖4423所示，為一傳送裝置，其中AB段粗糙，AB段長(zhǎng)為L(zhǎng)0.2 m，動(dòng)摩擦因數(shù)0.6，BC、DEN段均可視為光滑，且BC的始、末端均水平，具有h0.1 m的高度差，DEN是半徑為r0.4 m的半圓形軌道，其直徑DN沿豎直方向，C位于DN豎

8、直線上，CD間的距離恰能讓小球自由通過在左端豎直墻上固定有一輕質(zhì)彈簧，現(xiàn)有一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，小球質(zhì)量m0.2 kg，壓縮輕質(zhì)彈簧至A點(diǎn)后由靜止釋放(小球和彈簧不粘連)，小球剛好能沿DEN軌道滑下求：(1)小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度的大小；(2)壓縮的彈簧所具有的彈性勢(shì)能圖442312、 如圖所示，傳送帶與水平面之間的夾角為=30°，其上A、B兩點(diǎn)間的距離為l=5 m，傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以v=1 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一質(zhì)量為m=10 kg 的小物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕放在傳送帶的A點(diǎn)，已知小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=，在傳送帶將小物體從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的過程中，求：（1）傳送帶對(duì)小

9、物體做的功.（2）電動(dòng)機(jī)做的功.（g取10 m/s2）功能關(guān)系 能量守恒定律習(xí)題訓(xùn)練答案編輯：孟祥濤1解析：由動(dòng)能定理，Wf0Ek0，即克服阻力做的功等于物體的初動(dòng)能，與物體的質(zhì)量無關(guān)，C不正確；物體動(dòng)能減少，機(jī)械能減少，D不正確；mgx0Ek0，x，質(zhì)量大的物體滑行距離小，B不正確、A正確答案：A2解析：根據(jù)力做功的條件可知重力對(duì)小球做負(fù)功，斜面彈力對(duì)小球做正功，A錯(cuò)誤、B正確；小球在該過程中機(jī)械能增加，C錯(cuò)誤；推力F做的總功應(yīng)等于小球重力勢(shì)能的增量mgl(1sin )，D錯(cuò)誤答案：B3解析：物體A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，物體B的機(jī)械能減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量與物體A動(dòng)能的增加

10、量之和，則選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；單獨(dú)對(duì)物體B，在達(dá)到最大速度前，細(xì)線拉力做負(fù)功，機(jī)械能減少，物體B減少的機(jī)械能等于拉力做的功，則選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤答案：C4【解析】設(shè)阻力大小為Ff，由牛頓第二定律得：mgsin 30°Ffma，可得：Ffmg，故此過程阻力Ff做功為Ff·mgh，系統(tǒng)生熱mgh，機(jī)械能損失了mgh，B正確，D錯(cuò)誤；合外力做負(fù)功mg·2mgh，故動(dòng)能損失了2mgh，C錯(cuò)誤；重力做負(fù)功mgh，重力勢(shì)能增加了mgh，A錯(cuò)誤【答案】B5【解析】對(duì)甲、乙單獨(dú)受力分析，兩車都先加速后減速，故系統(tǒng)動(dòng)能先增大后減小，A錯(cuò)誤；彈簧最長(zhǎng)時(shí)，外力對(duì)系統(tǒng)做正功最多，系統(tǒng)的機(jī)械能

11、最大，B正確；彈簧達(dá)到最長(zhǎng)后，甲、乙兩車開始反向加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)1、F2對(duì)系統(tǒng)做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能開始減小，C錯(cuò)；當(dāng)兩車第一次速度減小到零時(shí)，彈簧彈力大小大于F1、F2的大小，當(dāng)返回第二次速度最大時(shí)，彈簧的彈力大小等于外力大小，當(dāng)速度再次為零時(shí)，彈簧的彈力大小小于外力F1、F2的大小，D錯(cuò)誤【答案】B6【解析】運(yùn)動(dòng)員在最高點(diǎn)A的速度為零，剛抵達(dá)B位置時(shí)的速度不為零，vAvB，在最低點(diǎn)C的速度也為零，vBvC，故A對(duì)，B錯(cuò)；以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，BA機(jī)械能守恒，EAEB，BC彈力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做負(fù)功，機(jī)械能減小，EBEC，故C對(duì)，D錯(cuò)【答案】AC7【解析】取m和M為一整體，由平衡條件可得：Fkx，隔離m，由平

12、衡條件可得：Ffkx，可見M緩慢左移過程中，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錯(cuò)誤，D正確，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】CD8解析：當(dāng)初速度為7 m/s時(shí)，由功能關(guān)系，運(yùn)動(dòng)員克服摩擦力做功等于減少的重力勢(shì)能而當(dāng)初速度變?yōu)? m/s時(shí)，運(yùn)動(dòng)員所受的摩擦力減小，故從A到B過程中克服摩擦力做的功減少，而重力勢(shì)能變化量不變，故運(yùn)動(dòng)員在B點(diǎn)動(dòng)能大于他在A點(diǎn)的動(dòng)能答案：A9解析：物體在沿斜面向下滑動(dòng)的過程中，受到重力、支持力、摩擦力的作用，其合

13、力為恒力，A正確；而物體在此合力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，vat，xat2，所以B、C錯(cuò)；物體受摩擦力作用，總的機(jī)械能將減小，D正確答案：AD10解析：小球在第1次經(jīng)過半圓形軌道時(shí)，摩擦力做的功為mgH/3，第2次經(jīng)過時(shí)由于速度比第1次小，所以對(duì)軌道的壓力小，摩擦力比第1次也小，做的功少，再由功能關(guān)系可知，上升的高度一定大于H/3，小于H.答案：D11解析：打開降落傘前，運(yùn)動(dòng)員只受重力作用，做自由落體運(yùn)動(dòng)；打開降落傘后，由于阻力隨速度的減小而減小，所以運(yùn)動(dòng)員的加速度a逐漸變?。划?dāng)Ffmg時(shí)，降落傘勻速下落A圖中第二段應(yīng)是斜率減小的曲線，A項(xiàng)錯(cuò)誤的，B項(xiàng)正確；重力勢(shì)能EpEp0mgh，Eph圖象應(yīng)是向

14、下傾斜的直線，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D圖中在打開降落傘前機(jī)械能守恒，即第一段E不隨h變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤答案：B12解析：本題借助子彈打木塊考查了兩體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中的阻力做功和動(dòng)能定理由于子彈相對(duì)木塊發(fā)生了相對(duì)位移，導(dǎo)致子彈和木塊在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)生的位移不相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)子彈來說，由動(dòng)能定理可知：子彈克服阻力做的功等于子彈動(dòng)能的減少量；對(duì)木塊來說，由動(dòng)能定理可知：子彈對(duì)木塊做的功等于木塊獲得的動(dòng)能；由能量守恒定律可知：子彈克服阻力做的功等于系統(tǒng)摩擦所產(chǎn)生的內(nèi)能和木塊獲得的動(dòng)能的和，選項(xiàng)B、D正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤答案：BD13解析小球在向右運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，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

15、增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；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，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤答案B14解析F1、F2加在A、B上以后，A、B向兩側(cè)做加速度a減小的加速運(yùn)動(dòng)當(dāng)Fkx時(shí)，加速度為零，速度達(dá)到最大，以后kxF，A、B向兩側(cè)做減速運(yùn)動(dòng)，至速度減為零時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)到最長(zhǎng)，從A、B開始運(yùn)動(dòng)到彈簧伸長(zhǎng)到最長(zhǎng)的過程中，F(xiàn)1、F2都一直做正功，使系統(tǒng)的機(jī)械能增加以后彈簧伸長(zhǎng)量減小，F(xiàn)1、F2開始做負(fù)功，則系統(tǒng)的機(jī)械能減小答案C15解析由于桿AB、AC光滑，所以M下降，N向左運(yùn)動(dòng)，繩子對(duì)N做正功，對(duì)M做負(fù)功，N的動(dòng)能增加，機(jī)械能增加，M的機(jī)

16、械能減少，對(duì)M、N系統(tǒng)桿對(duì)M、N均不做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故B項(xiàng)正確答案B16解析：物塊由靜止釋放后，物塊受到豎直向上的拉力作用，拉力對(duì)物塊做負(fù)功，物塊機(jī)械能逐漸減少，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩其重心在軟繩的中心，初狀態(tài)，軟繩重心在距斜面最高點(diǎn)l/4處，末狀態(tài)，軟繩重心在距斜面最高點(diǎn)l/2處，以斜面最高點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，在此過程中，軟繩的重力勢(shì)能共減少了mg(l/4)mg(l/2)mgl/4，選項(xiàng)B錯(cuò)；物塊重力勢(shì)能的減少與軟繩的重力勢(shì)能的減少之和等于二者增加的動(dòng)能和軟繩克服摩擦力所做功的和，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由功能關(guān)系可知，軟繩的重力勢(shì)能的減少小于軟繩動(dòng)能的增加與軟繩克服摩擦力所做的功，所

17、以選項(xiàng)D正確答案：D17解析：選C.木塊上升的高度小于h，所以重力勢(shì)能增量小于mgh，A錯(cuò)；彈性勢(shì)能與重力勢(shì)能的增加之和為Fh，故B、D錯(cuò)；由功的定義式可知C對(duì)18解析：小球動(dòng)能減少量等于合外力的總功（mg+f）H，A項(xiàng)錯(cuò)誤；小球機(jī)械能減少量等于阻力的功fH，B項(xiàng)正確；小球重力勢(shì)能增加等于克服重力做的功mgH，C項(xiàng)正確；小球加速度等于，D項(xiàng)正確。答案：BCD19解析：(1)由a球恰好能到達(dá)A點(diǎn)知m1gm1m1vm1vm1g×2R得va(2)對(duì)于b球由動(dòng)能定理有：m2vm2g×10R得vb(3)由機(jī)械能守恒定律得Epm1vm2v得Ep(m110m2)gR.20解析(1)滑塊從

18、A端下滑到B端，由動(dòng)能定理得mgRmv02在B點(diǎn)由牛頓第二定律得Nmgm解得軌道對(duì)滑塊的支持力N3 mg30 N(2)滑塊滑上小車后，由牛頓第二定律對(duì)滑塊：mgma1，得a13 m/s2對(duì)小車：mgMa2，得a21 m/s2設(shè)經(jīng)時(shí)間t后兩者達(dá)到共同速度，則有v0a1ta2t解得t1 s由于t1 s<1.5 s，故1 s后小車和滑塊一起勻速運(yùn)動(dòng)，速度v1 m/s因此，1.5 s時(shí)小車右端距軌道B端的距離為sa2t2v(1.5t)1 m(3)滑塊相對(duì)小車滑動(dòng)的距離為stt2 m所以產(chǎn)生的內(nèi)能Qmgs6 J.答案(1)30 N(2)1 m(3)6 J21解析(1)“小球剛好能沿DEN軌道滑下”，在圓周最高點(diǎn)D點(diǎn)必有：mgm從D點(diǎn)到N點(diǎn)，由機(jī)械能守恒得：mvD2mg×2rmvN20聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：vD2 m/s，vN2 m/s(2)彈簧推開小球過程中，彈簧對(duì)小球所做的功W等于彈簧所具有的彈性勢(shì)能Ep，根據(jù)動(dòng)能定理得WmgLmghmvD20代入數(shù)據(jù)得W0.44 J即壓縮的彈簧所具有的彈性勢(shì)能為0.44 J