功能關(guān)系、能量守恒定律測試題及解析

1、7功能關(guān)系、能量守恒定律測試題及解析隨扶梯向上加速，如圖所示，則（1 . （2020榆林*II擬）一個(gè)人站立在商店的自動扶梯的水平踏板上,ax= acos &方向水平向右;A.人對踏板的壓力大小等于人所受到的重力大小B.人只受重力和踏板的支持力的作用C.踏板對人的支持力做的功等于人的機(jī)械能增加量D .人所受合力做的功等于人的動能的增加量解析：選D 人的加速度斜向上，將加速度分解到水平和豎直方向得:ay = asin 0,方向豎直向上，水平方向受靜摩擦力作用，f=ma=macos 0,水平向右，豎直方向受重力和支持力，F(xiàn)N- mg= masin 0,所以FN>mg,故A、B錯(cuò)誤；除

2、重力以外的力對物體做的功，等于物體機(jī)械 能的變化量，踏板對人的力除了支持力還有摩擦力，運(yùn)動過程中摩擦力也做功，所以踏板對人的支持力C錯(cuò)誤；由動能定理可知，人所受合力做的功等于人的動能的增加m的物體（可看成質(zhì)點(diǎn)）以某一初動能 Ek從斜面底端沖上傾角為30°的0.8g,若已知該物體在斜面上上升的最大高度為h,則在這個(gè)過程中做的功不等于人的機(jī)械能增加量，故量，故D正確。2.多選如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為 固定斜面，其運(yùn)動的加速度大小為（）A .物體機(jī)械能守恒B .物體重力勢能增加了mghC.物體的初動能 Ek=1.6mghD.物體機(jī)械能損失了 0.8mgh解析：選BC 若斜面光滑，則上滑時(shí)的加速

3、度為a=gsin 30 =0.5g,因加速度為0.8g,可知物體受到向下的摩擦力，則上滑過程中機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體重力勢能增加了mgh,選項(xiàng)B正確;根據(jù)牛頓第二定律有 mgsin 30 ：f=ma,解得f=0.3mg,由動能定理有Ek= mgh + f . hn 1.6mgh,選項(xiàng) sin 30C正確；物體機(jī)械能損失了AE= fsn"= 0.6mgh,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.多選（2019衡水調(diào)研）一物體靜止在水平地面上，在豎直向上的拉力F的作用下向上運(yùn)動。不計(jì)空氣阻力，物體的機(jī)械能 E與上升高度h的關(guān)系如圖所示，其中曲線上A點(diǎn)處的切線斜率最大，h2h3的圖線為平行于橫軸的直線。下

4、列說法正確的是（）A .在h1處物體所受的拉力最大B.在h2處物體的動能最大C. h2h3過程中合外力做的功為零D. 0h2過程中拉力 F始終做正功解析：選AD 由題圖可知，h1處圖像的斜率最大， 則說明此時(shí)機(jī)械能變化最快，由 E=Fh可知此時(shí)所受的拉力最大，此時(shí)物體的加速度最大，故 A正確；h1h2過程中，圖像的斜率越來越小，則說明拉力越來越小，h2時(shí)刻圖像的斜率為零，則說明此時(shí)拉力為零，在這一過程中物體應(yīng)先加速后減速，則說明最大速度一定不在 h2處，最大動能也不在 h2處，故B錯(cuò)誤；h2h3過程中機(jī)械能保持不變，故說明拉力一定為零，合外力等于重力，合外力做功不為零，故 C錯(cuò)誤；由圖像可知，

5、。h2過程中物體的機(jī)械能 增大，拉力F始終做正功，故 D正確。4 .滑塊以某一初速度從固定的粗糙斜面底端向上運(yùn)動，然后又滑回斜面底端。若滑塊向上運(yùn)動的位 移中點(diǎn)為A,滑塊兩次經(jīng)過 A點(diǎn)的速率分別為VAI、VA2,上滑和下滑過程的重力勢能的變化量的絕對值分 別為 AEpi、AEp2,則（）A . VA1 = VA2, AEp1= AEp2B. VA1 = VA2, AEp1>AEp2C. VA1 >VA2, AEp1 = AEp2D . VA1>VA2, AEp1>AEp2解析：選C 根據(jù)能量守恒定律可知，滑到最高點(diǎn)又返回A點(diǎn)時(shí)摩擦力做功比第一次滑到A點(diǎn)摩擦力做功多，故第

6、一次動能大于第二次的動能，所以VA1>VA2,根據(jù)重力做功等于重力勢能的減少量，可知重力勢能變化量的絕對值相等，故AEpi=正p2,故C正確。5 .（2020安慶卞II擬）如圖所示，一足夠長的木板在光滑的水平面上以速度v向右勻速運(yùn)動，現(xiàn)將質(zhì)量為m的物體輕輕地放置在木板上的右端，已知物體和木板之間的動摩擦因數(shù)為由為保持木板的速度不變，從物體放到木板上到物體相對木板靜止的過程中，須對木板施一水平向右的作用力F,則力F對木板所做的功為（）A.2mv 2 mvB. 2D. 2mv2解析：選C由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，力F對木板所做的功 W一部分轉(zhuǎn)化為物體的動能，一部1cv分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)能，故 W

7、= 2mv2+wmgxfe, *相=丫12t, a= g v=at,聯(lián)立以上各式可得 W= mv2,故 選項(xiàng)C正確。6 .如圖所示，滑塊靜止于光滑水平面上，與之相連的輕質(zhì)彈簧處于自然伸直狀態(tài)，現(xiàn)用恒定的水平外力F作用于彈簧右端，在向右移動一段距離的過程中力F做了 10 J的功。下列說法正確的是（）A .彈簧的彈性勢能增加了10 J8 .滑塊的動能增加了 10 JC.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加了10 JD.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析：選C力F做功的同時(shí)，彈簧伸長，彈性勢能增大，滑塊向右加速，滑塊動能增加，由功能 關(guān)系可知，力F做的功等于滑塊的動能與彈簧彈性勢能的增加量之和，即滑塊和彈

8、簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加了 10 J, C正確，A、B、D錯(cuò)誤。9 .蹦極是一項(xiàng)既驚險(xiǎn)又刺激的運(yùn)動，深受年輕人的喜愛。如圖所示，蹦極者從P處由靜止跳下，到達(dá) A處時(shí)彈性繩剛好伸直，繼續(xù)下降到最低點(diǎn)B處，B離水面還有數(shù)米距離。蹦極者（視為質(zhì)點(diǎn)）在其下降的整個(gè)過程中，重力勢能的減少量為AEi、繩的彈性勢能的增加量為 近2、克服空氣阻力做的功為 W,則下列說法正確的是（）A .蹦極者從P到A的運(yùn)動過程中，機(jī)械能守恒B .蹦極者與繩組成的系統(tǒng)從 A到B的過程中，機(jī)械能守恒C. AEi=W+AE2D . AEi+ AE2= W解析：選C 蹦極者下降過程中克服空氣阻力做功，所以機(jī)械能不守恒，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；在

9、蹦極者下降的全過程，根據(jù)能量守恒定律，有AEi=W+ AE2,故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。10 多選如圖所示，三角形傳送帶以1 m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，兩邊傳送帶與水平方向的夾角均為37。兩個(gè)相同的物塊 A、B與傳送帶間的動摩擦因數(shù)是0.5,從傳送帶頂端均以1 m/s的初速度沿傳送帶下滑，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，sin 37 =0.6, cos 37 = 0.8,下列說法中正確的有（）A. A、B所受摩擦力沿傳送帶向上11 滑至底端，A用時(shí)較少C.滑至底端時(shí)A所受重力的瞬時(shí)功率較大D.下滑過程A與傳送帶間產(chǎn)生的熱量較少解析：選AD 物塊B相對傳送帶向下運(yùn)動，則所受的摩擦力沿傳送帶向上，因mg

10、sin 37 科mgos 37 °,物塊B加速下滑，可知物塊 A也相對傳送帶加速下滑，所受的摩擦力沿傳送帶向上，選項(xiàng) A正確；物塊A、B下滑的加速度均為 a=gsin 37 -科gos 37 ,0可知下滑到底端時(shí)的時(shí)間相同，選項(xiàng) B錯(cuò)誤；根據(jù)v= vo+at可知，兩物塊下滑到底端時(shí)的速度大小相同，根據(jù) P= mgvsin 37?？芍恋锥藭r(shí)物塊 A、B所 受重力的瞬時(shí)功率相同，選項(xiàng) C錯(cuò)誤；下滑過程中 A相對傳送帶的位移較小，根據(jù) Q =科mgxos 37可知 下滑過程A與傳送帶間產(chǎn)生的熱量較少，選項(xiàng) D正確。12 多選如圖所示，質(zhì)量為 m的滑塊以一定初速度滑上傾角為0的固定斜面

11、，同時(shí)施加一沿斜面向上的恒力F = mgsin 2已知滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)科=tan 8取出發(fā)點(diǎn)為參考點(diǎn)，選項(xiàng)圖中能正確描述滑塊運(yùn)動到最高點(diǎn)過程 中產(chǎn)生的熱量 Q、滑塊動能Ek、重力勢能Ep、機(jī)械能E隨時(shí)間t、位移x變化的關(guān)系圖像是（）解析：選CD 根據(jù)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)產(chǎn)tan。可知，滑動摩擦力等于滑塊重力沿斜面向下的分力。施加一沿斜面向上的恒力F = mgsin仇滑塊機(jī)械能保持不變，重力勢能隨位移x均勻增大，選項(xiàng)C、D正確；產(chǎn)生的熱量 Q=FfX, Q隨位移x均勻增大，滑塊動能 Ek隨位移x均勻減小，又位移 x=vt- 2at2,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。13 .如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一

12、 “V形槽，其底部BC是一段圓弧，兩側(cè)都與光滑斜槽相切，相切處B、C位于同一水平面上。一小物體從右側(cè)斜槽上距 BC平面高度為2h的A 處由靜止開始下滑，經(jīng)圓弧槽再滑上左側(cè)斜槽，最高能到達(dá)距BC所在水平面高度為 h的D處，接著小物體再向下滑回，若不考慮空氣阻力，則 ()A .小物體恰好滑回到B處時(shí)速度為零B.小物體尚未滑回到 B處時(shí)速度已變?yōu)榱鉉.小物體能滑回到 B處之上，但最高點(diǎn)要比D處低D .小物體最終一定會停止在圓弧槽的最低點(diǎn)解析：選C由能量守恒定律知，小物體從A處運(yùn)動到D處的過程中，克服摩擦力所做的功為Wfi = mgh,小物體從D處開始運(yùn)動的過程，因?yàn)樗俣容^小，小物體對圓弧槽的壓力較小

13、，所以克服摩擦力所做的功 Wf2mgh,所以小物體能滑回到 B處之上，但最高點(diǎn)要比 D處低，C正確，A、B錯(cuò)誤；因?yàn)樾∥矬w與圓弧槽間的動摩擦因數(shù)未知，所以小物體最終可能停在圓弧槽上的任何地方，D錯(cuò)誤。14 . (2020保定聯(lián)考)如圖所示，傳送帶與地面的夾角 0= 37。，A、B兩端間 距L = 16 m。傳送帶以速度 v=10 m/s沿順時(shí)針方向運(yùn)動，物體 m=1 kg,無初 速度地放置于 A端，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)尸0.5。試求：(sin 37 = 0.6,cos 37 = 0.8, g 取 10 m/s2)(1)物體由A端運(yùn)動到B端的時(shí)間；(2)系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量。解析：(1)物體

14、剛放上傳送帶時(shí)受到沿斜面向下的滑動摩擦力，由牛頓第二定律得mgsin 0+mgos 0= ma1設(shè)物體經(jīng)時(shí)間t1加速到與傳送帶同速，則1_ X 2v=a1t1, X1 = 2a1t1解得 a1=10 m/s2, t1= 1 s, xi = 5 m設(shè)物體與傳送帶同速后再經(jīng)過時(shí)間t2到達(dá)B端，因mgsin Omgos 0,故當(dāng)物體與傳送帶同速后，物體將繼續(xù)加速，由牛頓第二定律得mgsin。mcos 0= ma2工2L xi = vt2+ 2a2t2解得t2 = 1 s故物體由A端運(yùn)動到B端的時(shí)間t = t+ t2= 2 So(2)物體與傳送帶間的相對位移X 相=(vt1 xi) + (L xi vt2) =6 m故 Q=mgos 0 x 相=24 J。答案：(1)2 s (2)24 J15 .如圖所示裝置由 AB、BC、CD三段軌道組成，軌道交接處均由很小的圓弧平滑連接，其中軌道AB、CD段是光滑的，水平軌道 BC的長度s=5 m,軌道CD足夠長且傾角 0= 37°, A、D兩點(diǎn)離軌道BC的高度分別為hi = 4.30 m、h2=1.35 m。現(xiàn)讓質(zhì)量為 m的小滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放。已知小滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)尸0.5,重力加速度g取10 m/s2, sin 37 = 0.6, cos 37