专题练习17 功能关系 能量的转化和守恒定律

1、专题练习(十七)功能关系能量的转化和守恒定律1.(2012.”“)下列关于功和机械能的说法，正确的是()A.在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功B.合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C.物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关D.运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量解析：在任何情况下，物体重力势能的臧少都等于重力对物体所做的功，选由A错误卫根据动能定理，合力对物体所做的功等于物体动能的改变量，选项B正确；物体的重力势能是物体苜地球之间的相互作用能，其大小苜势能霎点的选取有关，选项C正确；当只有重力做功的情况下，运动物体动能

2、的臧少量才等于其重力势能的增加量，选项D错误.答案：BC2.如图所示，质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为力用水平的恒定拉力F作用于滑块，当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为S，滑块速度为V1，木板速度为v2,下列结论中正确的是()AM（功大小为2mv2+1mv212B.其他条件不变的情况下，M越大，s越小C.其他条件不变的情况下，F越大，滑块到达右端所用时间越长D.其他条件不变的情况下，f越大，滑块与木板间产生的热量越多解析：由功能关系可治.，上述过程中，E做功的大小等于二者增加的动能苜系统产生的热量之和，选项A借

3、；其他条件不变的情况不，M越大,木板的加速度越小，5越小，选项B对f其他条件不变的情况下，F越大，滑块的加速度越大，滑块到达右端所用时间越短，进项C错；滑块有木板间产生的热量0=、/3=*，选项口对.答案：BD3.某电视台冲关栏目，选手需要抓住固定在支架上的绳子向上攀登，才可冲上领奖台，如图所示如果某选手刚刚匀速攀爬到接近绳子顶端时，突然因抓不住绳子而加速滑下，对该过程进行分析(不考虑脚蹬墙壁的作用)，下述说法正确的是()A.上行时，人受到绳子的拉力与重力和摩擦力平衡B.上行时，绳子拉力对人做的功等于人重力势能的增加C.下滑时，人受到重力大于摩擦力，加速度小于gD.下滑时，重力势能的减小大于动

4、能的增加，机械能的减少量等于克服用解析：人匀速上行时，绳子对人的摩擦力等于人的重力，A错误；人上行过;对自身做功，绳子并不对人做功，B错误；人下滑时，由mg-Ff=ma可知C正确；人下滑时，重力势能的减少量有一部分用于克服摩擦力做功，对应人的机械能损失，故其重力势能的减小一定大于动能的增加，D正确.答案：CDB.游戏者减少的重力势能全部转化为动能4如图甲所示情境是一种游戏，叫做蹦极游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下.图乙中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c点是游戏者所到达的最低点对于游戏者离开跳台至最低点的过程，下列说法正确的是()B.游戏者减少的重力势能全

5、部转化为动能C.游戏者通过a点之后，鼻子具有弹性势能D.游戏者到c点时，他的动能为零解析：从题图中可知，人在高处具有的重力势能最大，跳下后重力势能逐渐变小，到达a点之前绳子没有发生弹性形变，因此绳子没有弹性势能，由于c点是游戏者所到达的最低点，所以c点处游戏者的动能为零；游戏者由a向c运动的过程中，绳子发生弹性形变，因此绳子有弹性势能.选项C、D正确.答案：CD5救灾人员从悬停在空中的直升机上跳伞进入灾区救灾，伞打开前可看做是自由落体运动，开伞后减速下降，最后匀速下落在整个过程中，图中的四个图象中可能符合事实的是（其中看表示下落的时间、。表示人下落的速度、F表示人受到的合外力、h表示离地面的高

6、度、E表示人的机械能）（）AE解析：救灾人员打开降落伞之前做自由落体运动，此过程中速度V=/，合外力F=mg,hdgt2,且机械能守恒，由此可判断图象C、D均错误；打开降落伞后，救灾人员开始减速，阻力减小，因此人减速的加速度减小，合外力逐渐减小，当最终匀速下落时，合外力为零，故B正确，A错误.答案：B（2013.江西重点中学联考）如图所示，在粗糙的水平面上，质量相等的两个物体A、B间用一轻质弹簧相连组成系统.且该系统在水平拉力F作用下以相同加速度保持间距不变一起做匀加速直线运动，当它们的总动能为2Ekk时撤去水平力F,最后系统停止运动.不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从撤去拉力F

7、到系统停止运动的过程中（）a如外力对物体A所做总功的绝对值等于EkB.物体A克服摩擦阻力做的功等于E”kC.系统克服摩擦阻力做的功可能等于系统的总动能2E”kD.系统克服摩擦阻力做的功一定等于系统机械能的减小量解析：当它们的总动能为2Ek时，物体A动能为Ek,撤去水平力F，最后系统停止运动，外力对物体A所做总功的绝对值等于Ek，选项A正确，B错误；由于二者之间有弹簧，弹簧具有弹性势能，根据功能关系，系统克服摩擦阻力做的功一定等于系统机械能的减小量，选项D正确，C错误.答案：AD（2013太原期末）如图甲所示，质量m=0.5kg,初速度v0=10m/s的物体，受到一个与初速方向相反的外力F的作用

8、，沿粗糙的水平面滑动，经3s撤去外力，直到物体停止，整个过程物体的v-1图象如图乙所示，g取10向$2,则（）07s内物体由于摩擦产生的热量为25J07s内物体滑行的总位移为29m解析：撤去外力后加速度为L物体与地面的动摩擦因数为0一1，选里A正确m当内加速度为2m/s2,位移kl毋m,舍外力为摩擦力正=冲喏=0一5W，尸=0、N,F做的功为W=Fj（F=0.5X16m=8J,选项E正确二0-7营内物体位移为21m+Sm=2SHnJ由于摩擦产生的热量为可t=S5M293=1立51选项错谈，D正确.答案：ABD（2013南昌一模）一质量为m的带电小球，在竖直方向的匀强电场中以水平速度抛出，小2球

9、的加速度大小为3g,阻力不计，关于小球在下落h的过程中能量的变化，下列说法正确的是（）A.动能增加了1mghB.电势能增加了1mgh12C.机械能减少Y3mghD.重力势能减少了3mgh2解析：由小球的加速度大小为g可知，带电小球所受电场力向上，且电场力与重力合力方向向下，大小为3mg，电场力大小等于3mg.小球在下落h的过程中，动能增加了2mgh，电势能增加了3mgh，重力势能减少了mgh，选项A、D错误，B正确；根据小球在下落h的过程中电势能与机械能之和保持不变，机械能减少了3mgh，选项C正确.答案：BC.如图所示为运动员在蹦床运动中完成某个动作的示意图，图中虚线PQ是弹性蹦床的原始位置

10、，A为运动员抵达的最高点，B为运动员刚抵达蹦床时的位置，C为运动员抵达的最低点.不考虑空气阻力和运动员与蹦床作用时的机械能损失，在A、B、C三个位置上运动员的速度分别是肛、vB、vc，机械能分别是Ea、Eb、EC，则它们的大小关系是（）B-vAB-vAvB，vBEb，Eb=Ec解析：运动员在最高点A的速度为零，刚抵达B位置时的速度不为零，vA的速度也为零，vv，故A对，B错；以运动员为研究对象，B-A机械能守恒，E=E,BCABB一C弹力对运动员做负功，机械能减小，EbEc，故C对，D错答案：AC.如图所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端。点，质量为m的物块（可视为质点）由静止开始下滑，经圆弧最

11、低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点停止.若圆弧轨道半径为私物块与水平面间的动摩擦因数为，下列说法正确的是（）a.物块滑到b点时的速度为gRB.物块滑到b点时对b点的压力是3mgC.c点与b点的距离为RD.整个过程中物块机械能损失了mgR1CK-A-I1-v2v2vvvv2解析：物块滑到b点时，mgR=mv2-0，v二2ggR，A不正确在b点，FN-mg二mR，Fn=3mg,B正确.从。点到c点，机械能损失了mgR,D正确.mgR-mgs=0-0,s二R,C正确.答案：BCD.(2012重庆高考)如图所示为一种摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数

12、，其主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆.摆锤的质量为m,细杆可绕轴0在竖直平面内自由转动，摆锤重心到0点距离为L.测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与0等高的位置处静止释放.摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离s(sL)，之后继续摆至与竖直方向成角的最高位置.若摆锤对地面的压力可视为大小为F的恒力，重力加速度为g，求:解析：(D选从右侧谡高点到左侧最高点的过程研究.因为初、末状态动能为雾，所以全程损失的机械能等于溜少的重力势能，即动能a对全程应用动能定理：幅+叼=0JP(；=inLcos3)由、得匹=一%;=一1?的08比3)(3)由滑动摩擦力公式得尸摩擦力做的动匹=一、再一、式代入式得：(1=些等2答案：口戏失的机械能皿=嚏kos8摩擦力做功”产一那刎00日(3时摩擦因数产党”.如图所示，用轻弹簧将质量均为m=1kg的物块A和B连接起来，将它们沿竖直方向固定在空中，弹簧处于原长状态，A距地面的高度h1=0.90m.同时释放两物块，A与地面碰撞后速度立即变为零，由于B压缩弹簧后被反弹，使A刚好能离开地面（但不继续上升）.若将B物块换为质量为2m的物块。（图中未画出），仍将它与A固定在空中且弹簧处于原长，从A距地面的高度为h2处同时释放，C压缩弹簧被反弹后，A也刚好能离开地面.已知弹簧的劲度系数k=100