2017-2018學年高中物理重難點強化練(三)功能關系和能量守恒問題粵教版必修2

1、A. 0.2 kWB. 5 kW重難點強化練（三） 功能關系和能量守恒問題1 靜止在地面上的物體在豎直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力。不計空解析：選 C 物體受恒力加速上升時，恒力做正功，物體的機械能增大，又因為恒力做12功為：W F-at2,與時間成二次函數關系，A B項錯誤；撤去恒力后，物體只受重力作用，24 1所以機械能守恒，D 項錯誤，C 項正確。2.（多選）如圖 1 所示，勁度系數為k的輕質彈簧，一端系在豎直放置的半徑為R的圓環(huán)頂點P,另一端系一質量為m的小球，小球穿在圓環(huán)上做無摩擦的運動。設開始時小球置于A點，彈簧處于自然狀態(tài)，當小球運動到最低點時速率為正確的是（）圖 1

2、/ xA.從A到B的過程中，小球的機械能守恒B.從A到B的過程中，小球的機械能減少v2C.小球過B點時，彈簧的彈力為mg+ mRv2D.小球過B點時，彈簧的彈力為mg+ nR/解析：選 BC 運動過程中，彈力對小球做負功，小球的機械能減少，A 錯，B 對；由牛T|ljr jrjh；2 2頓第二定律得Fmg= mR，故小球過B點時，彈力F=m葉mR，C 對，D 錯。3.太陽能汽車是利用太陽能電池板將太陽能轉化為電能工作的一種新型汽車，已知太陽輻射的總功率約為 4X1026W，太陽到地球的距離約為1.5x1011m，假設太陽光傳播到達地面的過程中約有 40%勺通量損耗，某太陽能汽車所用太陽能電池板

3、接收到的太陽能轉化為2機械能的轉化效率約為 15%汽車太陽能電池板的面積為8 m，如果驅動該太陽能汽車正常V,對圓環(huán)恰好沒有壓力。下列F沖A. 0.2 kWB. 5 kW行駛所需的機械功率20%來自于太陽能電池，則該太陽能汽車正常行駛所需的機械功率為（已知半徑為r的球表面積為S= 4nr2）（）3D. 1 000 kW解析：選 B 太陽的總功率分布在半徑是1.5x1011m 的球面上，則單位面積上的功率R140%）x15%R）x8,則汽車需要的功率約為：R總 麗*5 kW;故選 B。4.（多選）如圖 2 所示，卷揚機的繩索通過定滑輪用力之沿斜面加速向上移動，在移動過程中，下列說法中正確的是解析

4、：選 AD 它們的總動能為 2 丘，則A的動能為 丘，根據動能定理知：外力對物體A所做總功的絕對值等于物體A動能的變化量，即 丘，故 A 正確，B 錯誤；系統(tǒng)克服摩擦力做 的功等于系統(tǒng)的動能和彈簧的彈性勢能的減小量，所以系統(tǒng)克服摩擦阻力做的功不可能等于 系統(tǒng)的總動能 2Ek,故 C 錯誤；系統(tǒng)的機械能等于系統(tǒng)的動能加上彈簧的彈性勢能，當它們 的總動能為 2Ek時撤去水平力F,最后系統(tǒng)停止運動，系統(tǒng)克服阻力做的功一定等于系統(tǒng)機 械能的減小量，D 正確。C. 100 kWR)4X10264X10262w/m1.42x1o3w/m；汽車吸收到的太陽功率R(1F拉位于粗糙斜面上的木箱，使A.B.C.D

5、.F對木箱做的功等于木箱增加的動能與木箱克服摩擦力所做的功之和F對木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和木箱克服重力做功等于木箱的重力勢能的增加量F對木箱做的功等于木箱增加的機械能與木箱克服摩擦力所做的功之和解析：選 CD 克服重力做的功等于物體重力勢能的增加量,&一 W, C 正確。由能定理得W+ W+W2mV,則W冷一WW(E+ Ep) W,A B 錯誤，D 正確。2 25.（多選）如圖 3 所示，在粗糙的水平面上，質量相等的兩個物體A、B間用一輕質彈簧相連組成系統(tǒng)。且該系統(tǒng)在外力F作用下一起做勻加速直線運動，當它們的總動能為 撤去水平力F,最后系統(tǒng)停止運動。不計空氣阻

6、力，認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，從 撤去拉力F到系統(tǒng)停止運動的過程中（）2E時A.B./r/外力對物體A所做總功的絕對值等于物體A克服摩擦阻力做的功等于丘EkC.系統(tǒng)克服摩擦阻力做的功可能等于系統(tǒng)的總動能2EkD. 系統(tǒng)克服摩擦阻力做的功一定等于系統(tǒng)機械能的減小量圖 246.（多選）物體由地面以 120 J 的初動能豎直向上拋出，當它上升到某一高度A點時，動能減少 40 J,機械能減少 10 J。設空氣阻力大小不變，以地面為零勢能面，則物體（）A. 在最高點時機械能為 105 JB. 上升到最高點后落回A點時機械能為 70 JC.空氣阻力與重力大小之比為1 : 4D.上升過程與下落過程加速

7、度大小之比為 2 : 1解析：選 BD 物體以 120 J 的初動能豎直向上拋出，做豎直上拋運動，當上升到A點時，動能減少了 40 J，機械能損失了 10 J。根據功能關系可知：合力做功為 40 J，空氣 阻力做功為一 10 J,合力做功是阻力做功的 4 倍，則當上升到最高點時，動能為零，動能減 小了 120 J，合力做功為120 J，則阻力做功為30 J，機械能減小 30 J，因此在最高點 時機械能為 120 J 30 J = 90 J,故 A 錯誤；由上分析知，從A點到最高點機械能減小 20 J, 當下落過程中，由于阻力做功不變，所以又損失了20 J，因此該物體落回A時的機械能為110 J

8、 20 J 20 J = 70 J，故 B 正確；對從拋出點到A點的過程，根據功能關系：mglfh=40 J ,fh= 10 J，則得：空氣阻力與重力大小之比為f：mg=1 : 3,故 C 錯誤；根據牛頓第二定律得：上升過程有：mg+ f=ma；下降過程有：mg- f=ma;則得a1:a2= 2 : 1，故 D正確。7. （多選）如圖 4 所示，質量為m的物體在水平傳送帶上由靜止釋放，傳送帶由電動機帶動，始終保持以速率v勻速運動，物體與傳送帶間的動摩擦因數為，物體過一會兒能保持與傳送帶相對靜止， 對于物體從靜止釋放到相對傳送帶靜止這一過程，下列說法正確的是（）一 12A.電動機多做的功為？mv

9、12B.摩擦力對物體做的功為 qmvC.電動機增加的功率為imgv. 12D.傳送帶克服摩擦力做功為？mv解析：選 BC 由能量守恒知電動機多做的功為物體動能增量和摩擦生熱QA 錯誤。根12據動能定理，對物體列方程，W=，mv, B 正確。因為電動機增加的功率P=時間t5傳送帶的路程是物體路程的 2 倍，所以傳送帶克服摩擦力做功是摩擦力對物體做功的2 倍,即mV, D 錯誤。& （多選）如圖 5 所示，滑塊a、b的質量均為m a套在固定豎直桿上，與光滑水平地 面相距h，b放在地面上。a、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接，由靜止開始運動。不計摩擦，a、b可視為質點，重力加速度大小為g。則（）A.

10、 a落地前，輕桿對b一直做正功B.a落地時速度大小為 2ghC.a下落過程中，其加速度大小始終不大于gD.a落地前，當a的機械能最小時，b對地面的壓力大小為mg解析：選 BD 由題意知，系統(tǒng)機械能守恒。設某時刻a、b的速度分別為va、Vb。此時剛性輕桿與豎直桿的夾角為9，分別將Va、Vb分解，如圖。因為剛性桿不可伸長，所以沿桿的分速度v/與v/是相等的，即Vacos9=Vbsin9。當a滑至地面時9= 90，此時Vb= 0,由系統(tǒng)機械能守恒得mgh=?mV2，解得Va=2gh，選項 B 正確。同時由于b初、末 速度均為零，運動過程中其動能先增大后減小，即桿對b先做正功后做負功，選項 A 錯誤。

11、圖 5桿對b的作用先是推力后是拉力， 對a則先是阻力后是動力， 即a的加速度在受到桿的向下 的拉力作用時大于g,選項 C 錯誤。b的動能最大時，桿對a、b的作用力為零，此時a的機6 Ib只受重力和支持力， 所以b對地面的壓力大小為mg選項 D 正確。正確選項為9.小物塊A的質量為m物塊與坡道間的動摩擦因數為卩,水平面光滑；坡道頂端距水平面高度為h,傾角為9;物塊從坡道進入水平滑道時，在底端O點處無機械能損失， 重力加速度為g。將輕彈簧的一端連接在水平滑道M處并固定在墻上，另一自由端恰位于坡道的底端O點，如圖 6 所示。物塊A從坡頂由靜止滑下，求：7圖 6(1) 物塊滑到0點時的速度大??；(2)

12、 彈簧為最大壓縮量時的彈性勢能；(3) 物塊A被彈回到坡道上升的最大高度。一 12解析：(1)由動能定理有mgh-卩mglcot0= qmv得v=2gh 1口 cot0。水平滑道上，由能量守恒定律得E，= mV即EP=mg卩mglcot0。設物塊能上升的最大高度為hi,物塊被彈回過程中，由能量守恒定律得EP=mgh+mghcot010.如圖 7 所示，AB為半徑R= 0.8 m 的光滑圓弧軌道,小車質量 M= 3 kg ,車長L= 2.06 m 車上表面距地面的咼度的滑塊，由軌道頂端無初速度釋放，滑到B端后沖上小車。已知地面光滑， 滑塊與小車上表面間的動摩擦因數1= 0.3，當車運動了t0=

13、1.5 s 時，車被地面裝置鎖定(g= 10 m/s2)。試求:(1) 滑塊到達B端時，軌道對它支持力的大??；(2) 車被鎖定時，車右端距軌道B端的距離；(3) 從車開始運動到被鎖定的過程中，滑塊與車面間由于摩擦而產生的內能大小。解析：(1)由機械能守恒定律和牛頓第二定律得212VBmgR=,NBmg= mR,則：NB= 30 N。設m滑上小車后經過時間11與小車同速，共同速度大小為v對滑塊有：1mg= ma,v=VBa1t1，口h解得hi=-1cot01+1cot0答案：(1)2gh11cot0(2)mg imghcot01 1cot0k1+ icot0下端B恰與小車右端平滑對接。h= 0.

14、2 m,現(xiàn)有一質量 m= 1 kg8對于小車：1mg= Ma,v=a2t1。9解得：v= 1 m/s ,ti= 1 s，因tito,故滑塊與小車同速后，小車繼續(xù)向左勻速行駛了 0.5 s，則小車右端距B端的距離為I車=vt1+v(t011)。解得l車=1m。解得Q= 6 J。答案：(1)30 N (2)1 m (3)6 J11.如圖 8 所示，傳送帶與水平面之間的夾角0=30,其上A、B兩點間的距離x= 5 m傳送帶在電動機的帶動下以v= 1 m/s 的速度勻速運動，現(xiàn)將一質量m= 10kg 的小物體(可視為質點)輕放在傳送帶的A點，已知小物體與傳送帶之間的動摩擦因數1=12可得g= 2.5 m/s當小物體的速度為1 m/s時，位移為X