2023高考物理大一輪復(fù)習(xí)第5章機械能第4節(jié)功能關(guān)系能量守恒定律課時規(guī)范訓(xùn)練

功能關(guān)系能量守恒定律課時標準訓(xùn)練[根底穩(wěn)固題組]1．韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上工程奪冠的運發(fā)動．他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)〞保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對他做功1900J，他克服阻力做功100J．韓曉鵬在此過程中()A．動能增加了1900JB．動能增加了2000JC．重力勢能減小了1900JD．重力勢能減小了2000J解析：選C.由題可得，重力做功1900J，那么重力勢能減少1900J，可得C正確，D錯誤．由動能定理：WG－Wf＝ΔEk可得動能增加1800J，那么A、B錯誤．2．在今年上海的某活動中引入了全國首個戶外風(fēng)洞飛行體驗裝置，體驗者在風(fēng)力作用下漂浮在半空．假設(shè)減小風(fēng)力，體驗者在加速下落過程中()A．失重且機械能增加 B．失重且機械能減少C．超重且機械能增加 D．超重且機械能減少解析：選B.體驗者在加速下落過程中加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，除重力外其他力的合力做負功，機械能減少，B正確．3．用恒力F豎直向上拉一物體，使其由地面處開始加速上升到某一高度．假設(shè)該過程空氣阻力不能忽略，那么以下說法中正確的選項是()A．力F做的功和阻力做的功之和等于物體動能的增量B．重力所做的功等于物體重力勢能的增量C．力F做的功和阻力做的功之和等于物體機械能的增量D．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物體機械能的增量解析：選C.在物體向上運動的過程中，恒力F、重力、空氣阻力做功，根據(jù)動能定理可知，三力做的功之和等于物體的動能增量，所以A錯誤；克服重力做的功等于物體重力勢能的增量，所以B錯誤；除重力外的其它力做的功之和等于物體機械能的增加量，所以C正確、D錯誤．4.如下圖，A、B、C三個一樣的滑塊從粗糙斜面上的同一高度同時開始運動，A由靜止釋放，B的初速度方向沿斜面向下，大小為v0，C的初速度方向沿斜面水平，大小也為v0.以下說法中正確的選項是()A．A和C將同時滑到斜面底端B．滑到斜面底端時，B的機械能減少最多C．滑到斜面底端時，B的動能最大D．滑到斜面底端時，C的重力勢能減少最多解析：選C.滑塊A和C通過的路程不同，在沿斜面方向的加速度大小也不相同，故A錯；三個滑塊滑到底端時重力勢能減少量相同，故D錯；滑塊A和B滑到底端時經(jīng)過的位移相等，克服摩擦力做功相等，而滑塊C的路程較大，機械能減少得較多，故B錯、C對．5.如下圖，輕質(zhì)彈簧的上端固定，下端與物體A相連，物體B與物體A之間通過輕質(zhì)不可伸長的細繩連接．開始時托住物體A，使A靜止且彈簧處于原長，然后由靜止釋放A，從開始釋放到物體A第一次速度最大的過程中，以下說法正確的有()A．A、B兩物體的機械能總量守恒B．B物體機械能的減少量一定等于A物體機械能的減少量C．輕繩拉力對B物體做的功等于B物體機械能的變化D．A物體所受合外力做的功等于A物體機械能的變化解析：選C.A、B兩物體和彈簧組成的系統(tǒng)的機械能總量守恒；輕繩拉力對B物體做的功等于B物體機械能的變化；A物體所受合外力做的功等于A物體動能的變化．6.如下圖，光滑坡道頂端距水平面高度為h，質(zhì)量為m的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，進入水平面上的滑道時無機械能損失，為使A制動，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長線M處的墻上，另一端恰位于坡道的底端O點，此時彈簧處于自然長度．在OM段，物塊A與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，其余各處的摩擦不計，重力加速度為g.(1)求物塊滑到O點時的速度大?。?2)求彈簧最大壓縮量為d時的彈性勢能(設(shè)彈簧處于原長時彈性勢能為零)；(3)當(dāng)彈簧的最大壓縮量為d時，假設(shè)物塊A能夠被彈回到坡道上，那么它能夠上升的最大高度是多少．解析：(1)由機械能守恒定律得mgh＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝eq\r(2gh).(2)在水平滑道上物塊A克服摩擦力所做的功為W＝μmgd由能量守恒定律得eq\f(1,2)mv2＝Ep＋μmgd以上各式聯(lián)立得Ep＝mgh－μmgd.(3)物塊A被彈回的過程中，克服摩擦力所做的功仍為W＝μmgd由能量守恒定律得Ep＝μmgd＋mgh′所以物塊A能夠上升的最大高度為h′＝h－2μd.答案：(1)eq\r(2gh)(2)mgh－μmgd(3)h－2μd[綜合應(yīng)用題組]7.在兒童樂園的蹦床工程中，小孩在兩根彈性繩和蹦床的協(xié)助下實現(xiàn)上下彈跳．如下圖，某次蹦床活動中小孩靜止時處于O點，當(dāng)其彈跳到最高點A后下落可將蹦床壓到最低點B，小孩可看成質(zhì)點，不計空氣阻力．以下說法正確的選項是()A．從A運動到O，小孩重力勢能減少量大于動能增加量B．從O運動到B，小孩動能減少量等于蹦床彈性勢能增加量C．從A運動到B，小孩機械能減少量小于蹦床彈性勢能增加量D．假設(shè)從B返回到A，小孩機械能增加量等于蹦床彈性勢能減少量解析：選A.從A運動到O，小孩重力勢能減少量等于動能增加量與彈性繩的彈性勢能的增加量之和，選項A正確；從O運動到B，小孩動能和重力勢能的減少量等于彈性繩和蹦床的彈性勢能的增加量，選項B錯誤；從A運動到B，小孩機械能減少量大于蹦床彈性勢能增加量，選項C錯誤；假設(shè)從B返回到A，小孩機械能增加量等于蹦床和彈性繩彈性勢能減少量之和，選項D錯誤．8．質(zhì)量為m的物體由靜止開始下落，由于空氣阻力影響，物體下落的加速度為eq\f(4,5)g，在物體下落高度為h的過程中，以下說法正確的選項是()A．物體的動能增加了eq\f(4,5)mghB．物體的機械能減少了eq\f(4,5)mghC．物體克服阻力所做的功為eq\f(4,5)mghD．物體的重力勢能減少了eq\f(4,5)mgh解析：選A.下落階段，物體受重力和空氣阻力，由動能定理W＝ΔEk，即mgh－Ffh＝ΔEk，F(xiàn)f＝mg－eq\f(4,5)mg＝eq\f(1,5)mg，可求ΔEk＝eq\f(4,5)mgh，選項A正確；機械能減少量等于克服阻力所做的功W＝Ffh＝eq\f(1,5)mgh，選項B、C錯誤；重力勢能的減少量等于重力做的功ΔEp＝mgh，選項D錯誤．9.構(gòu)建和諧型、節(jié)約型社會深得民心，遍布于生活的方方面面．自動充電式電動自行車就是很好的一例，電動自行車的前輪裝有發(fā)電機，發(fā)電機與蓄電池連接．當(dāng)騎車者用力蹬車或電動自行車自動滑行時，自行車就可以通過發(fā)電機向蓄電池充電，將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能儲存起來．現(xiàn)有某人騎車以600J的初動能在粗糙的水平路面上滑行，第一次關(guān)閉自動充電裝置，讓車自由滑行，其動能隨位移變化關(guān)系如圖中的線①所示；第二次啟動自動充電裝置，其動能隨位移變化關(guān)系如圖線②所示，那么第二次向蓄電池所充的電能是()A．600J B．360JC．300J D．240J解析：選D.設(shè)自行車的總質(zhì)量為m，第一次關(guān)閉自動充電裝置，由動能定理有－μmgL1＝0－Ek，第二次啟動自動充電裝置，由功能關(guān)系有Ek＝μmgL2＋E電，代入數(shù)據(jù)解得E電＝240J，D正確．10．如圖甲，長木板A放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m＝2kg的另一物體B(可看做質(zhì)點)以水平速度v0＝2m/s滑上原來靜止的長木板A的外表．由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時間變化情況如圖乙所示，那么以下說法正確的選項是(g取10m/s2)()A．木板獲得的動能為2JB．系統(tǒng)損失的機械能為4JC．木板A的最小長度為2mD．A、B間的動摩擦因數(shù)為0.1解析：選D.由圖象可知，A、B的加速度大小都為1m/s2，根據(jù)牛頓第二定律知二者質(zhì)量相等，木板獲得的動能為1J，選項A錯誤；系統(tǒng)損失的機械能ΔE＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)·2m·v2＝2J，選項B錯誤；由v-t圖象可求出二者相對位移為1m，所以C錯誤；分析B的受力，根據(jù)牛頓第二定律，可求出μ＝0.1，選項D正確．11.(多項選擇)如下圖，質(zhì)量為m的滑塊以一定初速度滑上傾角為θ的固定斜面，同時施加一沿斜面向上的恒力F＝mgsinθ；滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝tanθ，取出發(fā)點為參考點，能正確描述滑塊運動到最高點過程中產(chǎn)生的熱量Q、滑塊動能Ek、重力勢能Ep、機械能E隨時間t、位移x關(guān)系的是()解析：選CD.根據(jù)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝tanθ可知，滑動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，滑塊機械能保持不變，重力勢能隨位移x均勻增大，選項C、D正確．產(chǎn)生的熱量Q＝Ffx，隨位移均勻增大，滑塊動能Ek隨位移x均勻減小，選項A、B錯誤．12.如下圖，ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道，其中ABC為光滑半圓形軌道，半徑為R，CD為水平粗糙軌道，一質(zhì)量為m的小滑塊(可視為質(zhì)點)從圓軌道中點B由靜止釋放，滑至D點恰好靜止，CD間距為4R.重力加速度為g.(1)求小滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)；(2)求小滑塊到達C點時，小滑塊對圓軌道壓力的大小；(3)現(xiàn)使小滑塊在D點獲得一初動能，使它向左運動沖上圓軌道，恰好能通過最高點A，求小滑塊在D點獲得的初動能．解析：(1)從B到D的過程中，根據(jù)動能定理得mgR－4μmgR＝0－0所以μ＝0.25(2)設(shè)小滑塊到達C點時的速度為vC，根據(jù)機械能守恒定律得mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)解得：vC＝eq\r(2gR)設(shè)小滑塊到達C點時圓軌道對它的支持力為FN，根據(jù)牛頓第二定律得FN－mg＝meq\f(v\o\al(2,C),R)解得FN＝3mg根據(jù)牛頓第三定律，小滑塊到達C點時，對圓軌道壓力的大小F′＝FN＝3mg(