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1、1功能关系能量守恒一、选择题(14 题只有一个选项符合题目要求，57 题有多个选项符合题目要求)1.自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的重力势能()A变大 B变小C不变 D不能解析：人缓慢推水袋，对水袋做正功，由功能关系可知，水的重力势能一定增加，A正确答案：A2.滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态，现用恒定的水平外力 F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中拉力 F做了 10 J的功在上述过程中()A弹簧的弹性势能增加了 10 JB滑块的动能增加了 10 JC滑块和弹簧组成的系统机械能增加了 10 JD滑块和弹簧
2、组成的系统机械能守恒解析：拉力 F做功的同时，弹簧伸长，弹性势能增大，滑块向右加速，滑块动能增加，由功能关系可知，拉力做功等于滑块的动能与弹簧弹性势能的增加量之和，C 正确，A、B、D 均错误答案：C3(2017宜昌模拟)在离水平地面 h高处将一质量为 m的小球水平抛出，在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为 F 阻 ，落地时小球距抛出点的水平距离为 x，速率为 v，那么，在小球运动的过程中()A重力势能减少 mg h2 x2B克服空气阻力做的功为 F 阻 h2 x2C落地时，重力的瞬时功率为 mgvD机械能逐渐减少解析：重力做功为 WG mgh，由功能关系可知重力势能减少 mgh，选项 A错
3、误；空气阻力做功与经过的路程有关，而小球经过的路程大于 ，故克服空气阻力做的功大于 Fh2 x2阻 ，选项 B错误；落地时，重力的瞬时功率为重力与沿重力方向的分速度的乘积，h2 x2故落地时重力的瞬时功率小于 mgv，选项 C错误；空气阻力做负功，机械能减少，选项 D正确答案：D4.如图所示， ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底 BC的连接处都是一段与 BC相切的圆弧， B、 C在水平线上，其距离 d0.50 m，盆边缘的高度 h0.30 m，在 A处放一个质量为 m的小物块并让其从静止出发下滑已知盆内侧壁是光滑的，而盆底 BC面与小物块间2的动摩擦因数为 0.10，小物块在盆内来回滑动，
4、最后停下来，则停下的位置到 B的距离为()A0.50 m B0.25 mC0.10 m D0解析：分析小物块的运动过程，可知由于克服摩擦力做功，物块的机械能不断减小设物块在 BC上运动的总路程为 l.根据动能定理得 mgh mgl 0，解得 l h 0.300.10m3 m6 d，即小物块正好停在 B点，所以 D选项正确答案：D5(2017四川乐山一模)如图所示，质量为 M、长度为 L的小车静止在光滑的水平面上，质量为 m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端现用一水平恒力 F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动，小物块和小车之间的摩擦力为 F1，小物块滑到小车的最右端时，小车运
5、动的距离为 x.在这个过程中，以下结论正确的是()A小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为( F F1)(L x)B小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为 F1xC小物块和小车增加的机械能为 F1xD小物块克服摩擦力所做的功为 F1(L x)解析：对小车运动 x的过程运用动能定理有 F1x Mv20，物块滑到小车右端时，小12车具有的动能为 F1x，故 A错误，B 正确摩擦产生的内能等于摩擦力与相对路程的乘积，即 Q f x，根据功能关系知，拉力做的功转化为小车和物块增加的机械能和摩擦产生的内能，有 F(L x) E F1L，所以增加的机械能 E F(L x) F1L，故 C错误小物块克服
6、摩擦力所做的功等于摩擦力的大小乘小物块的位移，故 F1(x L)，D 正确答案：BD6.如图所示，楔形木块 abc固定在水平面上，粗糙斜面 ab和光滑斜面 bc与水平面的夹角相同，顶角 b处安装一定滑轮质量分别为 M、 m(Mm)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中()A两滑块组成系统的机械能守恒B重力对 M做的功等于 M动能的增加C轻绳对 m做的功等于 m机械能的增加D两滑块组成系统的机械能损失等于 M克服摩擦力做的功解析：由于系统受到摩擦力的作用，且摩擦力做功，故系统机械能不守恒，选
7、项 A错误；根据动能定理可知，合力对 M做的功等于 M动能的增加，选项 B错误；除重力以外的力对物体做的功等于机械能的增加，故选项 C正确；由能量守恒定律可知，选项 D正确答案：CD7(2017湖北八校联考)如图甲所示，质量为 1 kg的小物块以初速度 v011 m/s从 53固定斜面底端先后两次滑上斜面，第一次对小物块施加一沿斜面向上的恒力F，第二次无恒力 F.图乙中的两条线段 a、 b分别表示存在恒力 F和无恒力 F时小物块沿斜面向上运动的 v t图线不考虑空气阻力， g10 m/s 2，下列说法正确的是()3A恒力 F大小为 1 NB物块与斜面间动摩擦因数为 0.6C有恒力 F时，小物块
8、在上升过程产生的热量较少D有恒力 F时，小物块在上升过程机械能的减少量较小解析：根据 v t图象中斜率等于加速度可知 aa 10 m/s2， ab 11 vt1 vt2m/s2，不受拉力时， mab mgsin53 mg cos53，代入数据得 0.5.受到拉力的作用时， maa F mgsin53 mg cos53，所以 F1 N，选项 A正确，B 错误；根据运动学公式 x ，有恒力 F时，小物块的加速度小，位移大，所以在上升过程产生的热量0 v202a较多，选项 C错误；结合 C的分析可知，有恒力 F时，小物块上升的高度比较大，所以在最高点的重力势能比较大，而升高的过程动能的减小是相等的，
9、所以在上升过程机械能的减少量较小，选项 D正确答案：AD二、非选择题8.如图所示，传送带始终保持 v3 m/s的速度顺时针运动，一个质量为 m1.0 kg，初速度为零的小物体放在传送带的左端，若物体与传送带之间的动摩擦因数 0.15，传送带左右两端距离为 x4.5 m( g10 m/s 2)(1)求物体从左端到右端的时间；(2)求物体从左端到右端的过程中产生的内能；(3)设带轮由电动机带动，求为了使物体从传送带左端运动到右端而多消耗的电能解析：(1)滑动摩擦力产生的加速度为a g 0.1510 m/s 21.5 m/s 2所以速度达到 3 m/s的时间为 t1 2 sva 31.52 s内物体
10、发生的位移为 x1 at 3 m4.5 m12 21所以物体先加速后匀速到达另一端 t2 0.5 s，总时间为 t t1 t22.5 s.x x1v(2)物体与传送带之间的相对位移为 x vt1 x13 m，所以产生的热量为Q mg x0.151103 J4.5 J.(3)解法 1：物体在传送带上滑行时皮带受到向后的摩擦力和电动机的牵引力做匀速直线运动故摩擦力对传送带做功与电动机做的功(电动机多消耗的电能)大小相等故 E 电 mgx 2 mgvt 9 J，解法 2：电动机多消耗的电能等于物体的动能的增加量与产生的内能之和，故有 E 电 Q mv29 J.12答案：(1)2.5 s(2)4.5
11、J(3)9 J9如图所示为某娱乐活动小组设计的活动方案示意图，游戏者通过助跑后从 A点以某一速度沿斜面滑下，到达斜面底端 B点后滑过水平无摩擦的 BC段，顺势抓住 C点正上方 P点处的轻质吊环，人和吊环一起沿水平杆向前滑去，沿水平杆前进一定距离后松手，要求落在位于水面上的平台 M上已知斜面 AB的长度 L12 m，斜面倾角为 37，人与斜面间4和吊环与水平杆间的动摩擦因数均为 0.5， P点到平台中心 M点的水平距离 d8 m，某人在游戏活动中助跑后到达 A点的速度为 vA4 m/s，下滑后在 P点抓住吊环滑行一段距离，松手后下落的高度为 h3.2 m，不考虑人体型变化所带来的影响，人经过 B
12、点时速度大小不变， g10 m/s 2，sin370.6，cos370.8.(1)该人到达 B点时的速度为多大？(2)该人若正好落到 M点，人和吊环一起沿水平杆向前滑行的距离 x应多大？解析：(1)由能量守恒定律得 mgLsin37 mv mv mgs cos3712 2A 12 2B其中 vA4 m/s，代入数据解得 vB8 m/s.(2)设人下落的时间为 t，根据 h gt2，解得 t0.8 s12设人松手时速度为 v，人和吊环一起沿水平杆向前时由能量守恒定律得：mv mv2 mgx12 2B 12人平抛的水平距离 d x vt联立解得 x4.8 m.答案：(1)8 m/s(2)4.8 m
13、10如图所示，在竖直方向上， A、 B两物体通过劲度系数为 k16 N/m的轻质弹簧相连， A放在水平地面上， B、 C两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连， C放在倾角 30的固定光滑斜面上. 用手拿住 C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证 ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行已知 A、 B的质量均为 m0.2 kg，重力加速度取 g10 m/s2，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态释放 C后， C沿斜面下滑， A刚离开地面时， B获得最大速度，求：(1)从释放 C到物体 A刚离开地面时，物体 C沿斜面下滑的距离；(2)物体 C的质量；(3)释放 C到 A刚离开地面的过程
14、中细线的拉力对物体 C做的功解析：(1)设开始时弹簧的压缩量为 xB，则 kxB mg设物体 A刚离开地面时，弹簧的伸长量为 xA，则 kxA mg当物体 A刚离开地面时，物体 C沿斜面下滑的距离为 h xA xB由解得 h 0.25 m.2mgk(2)设物体 A刚离开地面时，物体 B获得最大速度 vm，加速度为零，设 C的质量为 M，对 B有 FT mg kxA0对 C有 Mgsin FT0由得 Mgsin 2 mg0解得 M4 m0.8 kg.(3)由于 xA xB，物体 B从开始运动到速度最大的过程中，弹簧弹力做功为零，且5B、 C两物体速度大小相等，由能量守恒定律有 Mghsin mgh (m M)v12 2m解得 vm1 m/s对 C由动能定理可得 Mghsin WT Mv12 2m解得 WT0.6 J.答案：(1)0.25 m(2)0.8 kg(3)0.6 J
