功能關(guān)系-能量守恒定律習(xí)題訓(xùn)練

1、功能關(guān)系能量守恒定律班級(jí)、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)一樣, 面滑動(dòng)，以下說法中正確的選項(xiàng)是A 質(zhì)量小的物體滑行的距離較長(zhǎng)它們以一樣的初動(dòng)能開始沿水平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)量大的物體克制摩擦阻力做功較多D .在整個(gè)滑動(dòng)過程中，兩物體的機(jī)械能都守恒2.如下列圖，長(zhǎng)為I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B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，正確的選項(xiàng)是A .小球受到的各個(gè)力均不做功B.重力對(duì)小球做負(fù)功，斜面彈力對(duì)小球做正

2、功C .小球在該過程中機(jī)械能守恒D .推力F做的總功是 mgl1 cos 03. 2021年?yáng)|北三省六校聯(lián)考如下列圖，輕質(zhì)彈簧的一端固定在豎直板P上，另一端與質(zhì)量為mi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，以下有關(guān)此過程的分析，其中正確的選項(xiàng)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SB.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. 2021日照模擬如圖5 4 12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 mgh1D .系統(tǒng)生熱2mgh5.如圖5 4 13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、乙兩車與彈簧組成的系統(tǒng)假定整個(gè)過程中彈簧均在彈性限度，正確的說法是A 系統(tǒng)受到外力作用，

4、動(dòng)能不斷增大B 彈簧伸長(zhǎng)到最長(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Fi、F2的大小6. 2021海淀模擬滑板是現(xiàn)在非常流行的一種運(yùn)動(dòng)，如下列圖，一滑板運(yùn)發(fā)動(dòng)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，假設(shè)他以6 m/s的初速度仍由A點(diǎn)下滑，那么他運(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 .條件缺乏，無法計(jì)算7. 2021模擬來自省體操隊(duì)的運(yùn)發(fā)動(dòng)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5- 4 - 14所示

5、為運(yùn)發(fā)動(dòng)在蹦床運(yùn)動(dòng)中完成某個(gè)動(dòng)作的示意圖，圖中虛線 PQ是彈性蹦床的原始位置， A為運(yùn)發(fā)動(dòng)抵達(dá)的最高點(diǎn)， B為運(yùn)發(fā)動(dòng)剛抵達(dá)蹦床時(shí)的位置，C為運(yùn)發(fā)動(dòng)抵達(dá)的最低點(diǎn).不考慮空氣阻力和運(yùn)發(fā)動(dòng)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)發(fā)動(dòng)的速度分別是va、vb、vc，機(jī)械能分別是Ea、Eb、Ec，那么它們的大小關(guān)系是A . VAV vb, vb > vcB . VA> vb, vb V VCC . Ea= Eb , Eb> EcD. Ea > Eb, Eb = Ec8. 2021模擬如圖5 4- 16所示，質(zhì)量m = 10 kg和M = 20 kg的兩物塊，疊放在光滑水

6、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)k = 250 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)前的過程中，以下說法中正確的選項(xiàng)是1丿m令姿E滯第站抄尹加左錚榕泳t0滑至斜面底端.在物體運(yùn)動(dòng)過程A . M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)間中物體所受的摩擦力恒定.假設(shè)用F、V、x和E分別表示該物體所受的合

7、力、物體的速度、位移和機(jī)械能，那么如下列圖的圖象中可能正確的選項(xiàng)是、簡(jiǎn)答題10.2021省四校聯(lián)考如下列圖，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，兩軌道之間由一條光滑水平軌道 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b球質(zhì)量為m2，重能到達(dá)斜軌道的最高點(diǎn)B.a球質(zhì)量為mi 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；釋放小球前彈簧的彈性勢(shì)能 E p .11 如圖4 4 23所示，為一傳送裝置，

8、其中AB段粗糙，AB段長(zhǎng)為L(zhǎng) = 0.2 m,動(dòng)摩擦因數(shù) 尸0.6，BC、DEN段均可視為光滑，且BC的始、末端均水平， 具有h= 0.1 m的高度差，DEN是半徑為r= 0.4 m的半圓形軌道，其直徑DN沿豎 直方向，C位于DN豎直線上，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m= 0.2 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??；(2) 壓縮的彈簧所具有的彈性勢(shì)能.12、如下列圖，傳送帶與水平面之間的夾角為 9 =30 °,其上A、B兩點(diǎn)間的

9、距離為 1=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)，小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦 因數(shù)為卩=_2，在傳送帶將小物體從 A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的過程中，求：21傳送帶對(duì)小物體做的功.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，Wf = 0 Ek0，即克制阻力做的功等于物體的初動(dòng)能，與物體的質(zhì)量無關(guān)，E k0C不正確；物體動(dòng)能減少，機(jī)械能減少，D不正確；mg冶0 Eko, x = 口 mg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

10、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(1 sin 0), D錯(cuò)誤.答案：B3解析：物體A、B與彈簧組成的系統(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)能的增加量之和， 那么選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；單獨(dú)對(duì)物體 B,在到達(dá)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，那么選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤.答案：C14【解析】設(shè)阻力大小為Ff,由牛頓第二定律得：mgsin 30半Ff= ma,可得：Ff= 2mg,h故此過程阻力Ff做功為Ff sin 30 =

11、mgh，系統(tǒng)生熱mgh，機(jī)械能損失了 mgh , B正確， sin 30D錯(cuò)誤；合外力做負(fù)功 mg - i 30 = 2mgh，故動(dòng)能損失了 2mgh , C錯(cuò)誤；重力做負(fù)功 mgh , sin 30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)械能最大，B正確；彈簧到達(dá)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)

12、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)發(fā)動(dòng)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，vav vb，在最 低點(diǎn)C的速度也為零，VB > VC,故A對(duì)，B錯(cuò)；以運(yùn)發(fā)動(dòng)為研究對(duì)象，BT A機(jī)械能守恒，Ea= Eb,C彈力對(duì)運(yùn)發(fā)動(dòng)做負(fù)功，機(jī)械能減小，Eb> Ec,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：F = kx，隔離m,由平衡條件可得：Ff= kx，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)f= kxm = 100 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

13、做正功，B錯(cuò)誤；系統(tǒng)緩慢移動(dòng)， 動(dòng)能不變，且又無能產(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)發(fā)動(dòng)克制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)發(fā)動(dòng)所受的摩擦力減小，故從A到B過程中克制摩擦力做的功減少，而重力勢(shì)能變化量不變，故運(yùn)發(fā)動(dòng)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，其合力為1恒力，A正確；而物體在此合力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，v = at, x= 2at2，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

14、：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2知，上升的高度一定大于 H/3,小于3H.答案：D11解析：翻開降落傘前，運(yùn)發(fā)動(dòng)只受重力作用，做自由落體運(yùn)動(dòng)；翻開降落傘后，由于F f mg阻力隨速度的減小而減小，所以運(yùn)發(fā)動(dòng)的加速度a= 辦逐漸變?。划?dāng)Ff = mg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 Ep= Epo mgh , Ep h圖象應(yīng)是向下傾斜的直線，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D圖中在翻開降落傘前機(jī)械能守恒，即第一段E不隨h變化，D項(xiàng)錯(cuò)

15、誤.答案：B12解析：此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：子彈克制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 彈克制阻力做的功等于系統(tǒng)摩擦所產(chǎn)生的能和木塊獲得的動(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

16、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 BF kx14解析 Fi、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) F = kx時(shí)，加速度為零，速度到達(dá)最大，以后kx > F , 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)i、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)i、F2開始做負(fù)功，那么系統(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)械能減少，

17、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)1/4處，末狀態(tài)，軟繩重心在距斜面最高點(diǎn)1/2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( 1/4) mg( 1/2) = 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)能和軟繩克制摩擦力所 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

18、繩克制摩擦力所做的功，所以選項(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+fH , A項(xiàng)錯(cuò)誤；小球機(jī)械能減少量mgH , C項(xiàng)正確；小球等于阻力的功fH，B項(xiàng)正確；小球重力勢(shì)能增加等于克制重力做的功 加速度等于mg一f，D項(xiàng)正確。m答案：BCD、vA19解析：由a球恰好能到達(dá) A點(diǎn)知mig= mi"R1 212miva m1VA= m1gx 2R2 2得 Va= 5gR1(2) 對(duì)于b球由動(dòng)能定理有： 2m2vb

19、= m2g X 10R得 vb= 20gR1 2 1 2(3) 由機(jī)械能守恒定律得 Ep= 2m1va+ 2m2vb得 Ep = (5m1+ 10m2)gR.20解析(1)滑塊從A端下滑到B端，由動(dòng)能定理得mgR= mvo2在B點(diǎn)由牛頓第二定律得vomg = m'解得軌道對(duì)滑塊的支持力N = 3 mg= 30 N(2)滑塊滑上小車后，由牛頓第二定律對(duì)滑塊：卩 m= ma1，得 a1= 3 m/s2對(duì)小車：m= Ma2，得 a2= 1 m/s2設(shè)經(jīng)時(shí)間t后兩者到達(dá)共同速度，那么有vo+ a1t= a2t解得t = 1 s由于 t = 1 s<1.5 s,故1 s后小車和滑塊一起勻速運(yùn)動(dòng)，速度v= 1 m/s因此，1.5 s時(shí)小車右端距軌道 B端的距離為s= *a2t2 + v(1.5 1)= 1 mvo+ v v滑塊相對(duì)小車滑動(dòng)的距離為A