2020高考物理一轮复习 第五章 第6课时 功能关系练习(无答案)
高考第一轮复习课件功能关系
能力提高2:如图所示,水平长传送带始终以v匀速运 动，某一时刻将一质量为m的小物体p扔到传送带上, 它与皮带接触时的初速度大小也为v， 但方向相反.
经过一段时间,小物体与传送带保持相对静止,在这 一过程中, 摩擦力对小物体做的功为多少？因摩擦 而产生的内能多少？
p
摩擦力对物体做的功为0;因摩擦而产生的内能为2mv2.
. V p
p
(1)
. . p S1
S2
p
(2)
. . S1 p
V
p
(3)
S2
小结:理解功能关系;分析运动和状态,求解相对路程 是解决摩擦内能问题的关键.
课堂总结
功能关系 ----功是能量转化的量度
1、重力所做的功等于重力势能的减少 2、弹簧的弹力所做的功等于弹性势能的减少 3、合外力所做的功等于动能的增加 4、重力和弹簧的弹力以外的力所做的功等于 机械能的增加 5、克服一对滑动摩擦力所做的功在数值上等
一、功和能有本质区别
功是反映物体间在相互作用过程中能量 变化多少的物理量，是过程量，它和一段位 移（一段时间）相对应.
能是反映物体具有做功本领的物理量， 是状态量，它和一个时刻相对应.
功和能两者的单位是相同的（都是J）， 但不能说“功就是能”，也不能说“功变成 了能”.
二、功能关系
各种形式的能发生转化是通过外力做功 来实现的. 做功的过程就是能量转化的过 程,做了多少功,就有多少能量发生了转化.
等于接触面之间产生的摩擦内能。
Wf ＝ Q ＝ Ff S相对
功能关系
电场力做功 电势能
内能 摩擦力做功 动能 重力做功 重力势能
动能定理
弹力做功 弹性势能
机械能守恒定律 功能原理
2020版高考一轮物理复习数字课件第5章专题六 功能关系 能量守恒定律
考点二 摩擦力做功与能量转化
[多维练透] 1.(多选)如图所示，质量为 M＝2 kg、长为 L＝2 m 的木板静止放置在光滑水平面上， 在其左端放置一质量为 m＝1 kg 的小木块(可视为质点)，小 木块与长木板之间的动摩擦因数 μ＝0.2，先相对静止，后用 一水平向右的力 F＝4 N 作用在小木块上，经过一段时间小 木块从木板另一端滑下，g 取 10 m/s2，则( ) A．小木块在长木板上滑行的时间 t＝2 s B．在整个运动过程中由于摩擦产生的热量为 8 J C．小木块脱离长木板的瞬间，拉力 F 的瞬时功率为 16 W D．小木块在运动过程中获得的动能为 12 J
上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中 技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一 段距离，重力对他做功 1 900 J，他克服阻力做功 100 J。韩晓鹏在此过程中( ) A．动能增加了 1 900 J B．动能增加了 2 000 J C．重力势能减小了 1 900 J D．重力势能减小了 2 000 J
由能量守恒定律可得 ΔE＝Q，
答案： (1)0.52 (2)24.46 J
考点三 能量守恒定律的理解与应用
[多维练透] 1.如图所示，劲度系数为 k 的轻弹簧一端固定在墙上，一 个小物块(可视为质点)从 A 点以初速度 v0 向左运动，接 触弹簧后运动到 C 点时速度恰好为零，弹簧始终在弹性 限度内。A、C 两点间距离为 L，物块与水平面间动摩擦 因数为 μ，重力加速度为 g，则物 块由 A 点运动到 C 点的过程中， 下列说法正确的是( ) A．弹簧和物块组成的系统机械能守恒 B．物块克服摩擦力做的功为12mv20 C．弹簧的弹性势能增加量为 μmgL D．物块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生 的热量之和
2020届高考物理一轮复习考点综合提升训练卷---功能关系(含解析)
2020年高考物理一轮复习考点综合提升训练卷---功能关系一、选择题(1～10题为单项选择题，11～14题为多项选择题)1.如图所示，运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，在这两个过程中，下列说法正确的是()A．运动员先处于超重状态后处于失重状态B．空气浮力对系统始终做负功C．加速下降时，重力做的功大于系统重力势能的减小量D．任意相等的时间内系统重力势能的减小量相等【答案】B【解析】运动员先加速向下运动，处于失重状态，后减速向下运动，处于超重状态，A错误；空气浮力与运动方向总相反，故空气浮力对系统始终做负功，B正确；加速下降时，重力做的功等于系统重力势能的减小量，C错误；因为是变速运动，所以任意相等的时间内，系统下降的高度不相等，则系统重力势能的减小量不相等，D错误。
2．如图所示，在竖直平面内有一“V”形槽，其底部BC是一段圆弧，两侧都与光滑斜槽相切，相切处B、C位于同一水平面上。
一小物体从右侧斜槽上距BC平面高度为2h的A处由静止开始下滑，经圆弧槽再滑上左侧斜槽，最高能到达距BC所在水平面高度为h的D处，接着小物体再向下滑回，若不考虑空气阻力，则()A．小物体恰好滑回到B处时速度为零B．小物体尚未滑回到B处时速度已变为零C．小物体能滑回到B处之上，但最高点要比D处低D．小物体最终一定会停止在圆弧槽的最低点【答案】 C【解析】小物体从A处运动到D处的过程中，克服摩擦力所做的功为W f1＝mgh，小物体从D处开始运动的过程，因为速度较小，小物体对圆弧槽的压力较小，所以克服摩擦力所做的功W f2＜mgh，所以小物体能滑回到B处之上，但最高点要比D处低，C正确，A、B 错误；因为小物体与圆弧槽间的动摩擦因数未知，所以小物体可能停在圆弧槽上的任何地方，D错误。
3.安徽首家滑雪场正式落户国家AAAA级旅游景区——安庆巨石山，现已正式“开滑”．如图所示，滑雪者从O点由静止沿斜面自由滑下，接着在水平面上滑至N点停下．斜面、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数都为μ＝0.1.滑雪者(包括滑雪板)的质量为m＝50 kg，g取10 m/s2，O、N两点间的水平距离为s＝100 m．在滑雪者经过ON段运动的过程中，克服摩擦力做的功为()A．1 250 J B．2 500 JC．5 000 J D．7 500 J【答案】：C【解析】：设斜面的倾角为θ，则滑雪者从O到N的运动过程中克服摩擦力做的功W f＝μmg cos θ·x OM＋μmgx MN，由题图可知，x OM cos θ＋x MN＝s，两式联立可得W f＝μmgs＝0.1×50×10×100 J＝5 000 J，故选项A、B、D错误，C正确．4.如图所示，质量为0.1 kg的小物块在粗糙水平桌面上滑行4 m后以3.0 m/s的速度飞离桌面，最终落在水平地面上，已知物块与桌面间的动摩擦因数为0.5，桌面高0.45 m，若不计空气阻力，取g＝10 m/s2，则()A ．小物块的初速度是5 m/sB ．小物块的水平射程为1.2 mC 小物块在桌面上克服摩擦力做8 J 的功D ．小物块落地时的动能为0.9 J【答案】 D【解析】 小物块在桌面上克服摩擦力做功W f ＝μmgL ＝2 J ，C 错；在水平桌面上滑行，由动能定理得－W f ＝12mv 2－12mv 20，解得v 0＝7 m/s ，A 错；小物块飞离桌面后做平抛运动，有x ＝vt 、h ＝12gt 2，解得x ＝0.9 m ，B 错；设小物块落地时动能为E k ，由动能定理得mgh ＝E k －12mv 2，解得E k ＝0.9 J ，D 正确。
(完整版)2020年高考物理专题复习-功能关系(含答案)
A ．2
B．3
C． 4
D．5
2．一物体以初速度 竖直向上抛出， 落回原地速度为 力大小保持不变，则重力与阻力大小之比为
，设物体在运动过程中所受的阻
A ．3：1
B ．4： 3
C． 5： 3
D ．7：5
3．如图所示，一足够长的粗糙斜面固定在水平地面上，一小物块从斜面底端以初速度
v 0沿斜面上滑至最高点的过程中损失的机械能为 滑，则滑至最高点的过程中损失的机械能为
当地的重力加速度） （ ）
A ．他的重力势能减少了 mgh
B ．他的动能减少了 Fh
C．他的机械能减少了（ F﹣ mg） h
D ．他的机械能减少了 Fh
10 ．如图所示，两根等长的细线拴着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动
某 一时刻
小球 1 运动到自身轨道的最低点，小球 2 恰好运动到自身轨道的最高点，这两点高度相
E。若小物块以 2v0 的初速度沿斜面上
A ．E B． E C． 2E D ． 4E 4．如图所示，足够长的水平传送带以 v＝ 2m/s 的速度匀速前进，上方漏斗以每秒 25kg 的速度把煤粉均匀、竖直抖落到传送带上，然后随传送带一起运动。己知煤粉与传送带 间的动摩擦因数为 0.2， 欲使传送带保持原来的速度匀速前进，则传送带的电动机应增 加的功率为 （ ）
13．如图所示，将一轻弹簧下端固定在倾角为 θ的粗糙斜面底端，弹簧处于自然状态时 上端位于 A 点。质量为 m 的物体从斜面上的 B 点由静止开始下滑，与弹簧发生相互作
用后，最终停在斜面上。下列说法正确的是（
）
A ．物体最终将停在 A 点 B ．整个过程中物体第一次到达
A 点时动能最大
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2020版高考物理一轮复习 第五章 教案+课时作业新人教版【共11套111页】
本套资源目录2020版高考物理一轮复习第五章实验五探究动能定理教案新人教版2020版高考物理一轮复习第五章实验六验证机械能守恒定律教案新人教版2020版高考物理一轮复习第五章核心素养提升__科学思维系列五教案新人教版2020版高考物理一轮复习第五章第1讲功和功率教案新人教版2020版高考物理一轮复习第五章第2讲动能定理及其应用教案新人教版2020版高考物理一轮复习第五章第3讲机械能守恒定律及其应用教案新人教版2020版高考物理一轮复习第五章第4讲功能关系能量守恒定律教案新人教版2020版高考物理一轮复习第五章课时作业16功和功率新人教版2020版高考物理一轮复习第五章课时作业17动能定理及其应用新人教版2020版高考物理一轮复习第五章课时作业18机械能守恒定律及其应用新人教版2020版高考物理一轮复习第五章课时作业19功能关系能量守恒定律新人教版实验五探究动能定理命题点一教材原型实验某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系．小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，打点计时器工作频率为50 Hz.(1)为了消除小车运动过程中所受摩擦力的影响，调整时应将木板________(选填“左”或“右”)端适当垫高以平衡摩擦力．(2)实验中，某同学打出的一段纸带如图乙所示，相邻两计时点距离依次为AB＝3.50 cm、BC＝3.80 cm、CD＝DE＝EF＝FG＝GH＝4.00 cm，则匀速运动的速度v＝________m/s.(3)根据多次测量的数据，画出橡皮筋对小车做功W与小车匀速运动的速度v的关系如图丙所示，根据图线形状猜想，W与v的关系可能为________．A．W∝v B．W∝v－1C．W∝v2D．W∝v3(4)改变橡皮筋的根数，若实验中的所有操作和数据处理均无错误，则绘出的图线(图中Δv2＝v2－0，将一根橡皮筋对小车做的功记为1)应为过原点的一条直线，但根据实验结果得到的图线如图丁所示，造成这一偏差的原因是________________________．【解析】(1)小车是向右边弹射，平衡摩擦力时应该将左端垫高使重力沿斜面向下的分力与沿斜面向上的摩擦力平衡．(2)由题目给的数据可知小车从C点到H点做匀速运动，则v＝CH5T＝2 m/s.(3)图丙中图线的形状与函数y＝x n(n＝2,3,4，…)的图象吻合，故选C、D.(4)从图象纵轴截距可看出合外力不做功时物体仍然会有速度，这表明平衡摩擦力过度．【答案】(1)左(2)2 (3)CD (4)平衡摩擦力过度1．“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条、4条、……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次、……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W、…，每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出．(1)实验仪器安装时，适当垫高木板一端的目的是平衡摩擦力．(2)每次实验小车必须从同一位置由静止弹出的目的是保证每次每根橡皮筋做功相同且小车的初始状态相同．解析：(1)实验仪器安装时，适当垫高木板一端是为了平衡摩擦力；(2)每次实验从同一位置由静止释放小车，是为了保证每次每根橡皮筋做功相同且小车的初始状态相同．命题点二实验拓展创新1．装置时代化2．求解智能化(1)摩擦阻力问题：靠小车重力的下滑分力平衡摩擦力→自由下落阻力减少→气垫导轨减少摩擦力．(2)速度的测量方法：匀速运动速度→测量纸带上各点速度→光电门v＝dΔt→速度传感器直接显示速度大小．某研究小组用如图所示实验器材验证动能定理．他们将两光电门固定在力学轨道上，两光电门之间的距离为l ，质量为M 的小车与质量为m 的回形针通过细线和滑轮相连接(M ≫m )，实验中用回形针拉动小车在轨道上运动．如图所示，记录下小车通过两光电门的时间分别为t 1和t 2，测出挡光片的宽度为d ，即可验证恒力做功的动能定理．(1)为了减小实验误差，研究小组通过选择合适质量的回形针，提高实验精度．研究小组选取122.9 g 的小车和不同质量的回形针进行实验，得到如下表所示的实验结果．从表中数据看出，回形针的质量越小，实验误差________．回形针质量与实验误差的关系(2)研究小组以小车为研究对象，在实验中不考虑摩擦影响，若能获得等量关系式________________________(用t 1、t 2、d 、M 、m 、l 表示)，即可验证恒力做功的动能定理．(3)为进一步减小实验误差，研究小组继续减少回形针质量，发现实验误差反而增大了．你认为产生此现象的原因是_______________________________________.【解析】 本题考查验证动能定理实验．(1)从表中数据可以看到，回形针的质量越小，实验误差越小．(2)小车的速度为d t ，对小车的拉力为mg ，故需要验证的关系为mgl ＝12M ⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 22－12M ⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 12.(3)回形针质量太小，小车的速度太小，轨道摩擦的影响会增大，相对误差较大． 【答案】 (1)越小 (2)mgl ＝12M ⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 22－12M ⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 12 (3)由于小车的速度太小，轨道摩擦的影响会增大(只要答到“轨道摩擦的影响会增大”即可)某同学利用如图所示的装置探究功与速度变化的关系．(ⅰ)小物块在橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为M 1；(ⅱ)在钉子上分别套上2条、3条、4条……同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤(ⅰ)，小物块落点分别记为M 2、M 3、M 4…；(ⅲ)测量相关数据，进行数据处理．(1)为求出小物块抛出时的动能，需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号)．A ．小物块的质量mB ．橡皮筋的原长xC ．橡皮筋的伸长量ΔxD ．桌面到地面的高度hE ．小物块抛出点到落地点的水平距离L(2)将几次实验中橡皮筋对小物块做的功分别记为W 1、W 2、W 3…，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L 1、L 2、L 3…，若功与速度的平方成正比，则应以W 为纵坐标、以________为横坐标作图，才能得到一条直线．(3)由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于________(填“偶然误差”或“系统误差”)．【解析】 本题考查探究功与速度的关系实验．(1)动能和质量、速度有关，需要测量出小物块的质量和速度．小物块从桌面抛出后做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，有v 0＝L t，L 表示水平方向上的位移，即小物块抛出点到落地点的水平距离，在竖直方向上做自由落体运动，有h ＝12gt 2，故需要测量小物块抛出点到落地点的水平距离与下落的高度，选项ADE 正确．(2)根据h ＝12gt 2，v 0＝L t ，可得v 20＝L 2t 2＝L 22h g＝g 2h L 2，由于功与速度的平方成正比，故功与L 2成正比，故应以W 为纵坐标、L 2为横坐标作图，才能得到一条直线．(3)由于实验装置存在一些不能克服的问题而导致的误差叫做系统误差，故小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，由此引起的误差属于系统误差．【答案】 (1)ADE (2)L 2 (3)系统误差命题点三 探究弹性势能与弹簧形变量的关系某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图(a)所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．(1)实验中涉及下列操作步骤：①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号)．(2)图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s.比较两纸带可知，________(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．[审题指导] 通过打点计时器打下的纸带可分析物体的运动过程．本题中，从前面几个数据可以看出相等时间内的位移逐渐增大，表明此阶段物块在弹簧弹力作用下加速运动，从后面两个数据可以看出相等时间内的位移几乎不变，表明此阶段物块已经脱离了弹簧，近似做匀速直线运动．【解析】(1)实验步骤中，一定要注意接通打点计时器电源之后再松手释放物块．若次序搞反，可能造成物块已离开桌面但打点计时器还没有开始工作．(2)从纸带上看，最后两个数据2.58 cm 、2.57 cm 相差不大，表示物块已经脱离弹簧，所以速度v ＝2.58＋2.572×0.02×10－2 m/s≈1.29 m/s，同理可计算出打下L 纸带时物块脱离弹簧的速度要小一些．【答案】 (1)④①③② (2)1.29 M2．小张同学为探究弹簧弹性势能与形变量的关系，设计了如图甲所示实验装置，在长木板的一端固定一个轻弹簧，弹簧另一端与滑块接触但不相连，弹簧处于原长时，将光电门恰好安装在滑块遮光片静止的位置，在长木板上固定刻度尺，其零刻度与光电门对齐，每次实验时使滑块压缩弹簧到某一位置由静止释放．(1)本实验需平衡摩擦力，操作方法和检验的标准是逐步调节木板的倾斜程度，给滑块一初速度，滑块能匀速下滑．(2)测得滑块的质量为m ，滑块上遮光片的宽度为d ，光电门测得的遮光时间为t ，则滑块刚释放时弹簧的弹性势能E p ＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 2. (3)多次实验，每次将弹簧压缩至不同长度，分别读出释放滑块位置的刻度值x 和遮光时间t ，作出的x 1t图象如图乙所示，则弹簧的弹性势能与形变量的关系为弹簧弹性势能与形变量的平方成正比．解析：(1)平衡摩擦力的操作方法和检验的标准是逐步调节木板的倾斜程度，给滑块一初速度，滑块能匀速下滑．(2)滑块释放时弹簧的弹性势能最终转化为滑块的动能，有E p ＝12mv 2＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 2.(3)由(2)分析可得，弹簧的弹性势能E p 与1t 2成正比，而由图乙可知x 与1t成正比，所以弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比．1．(2019·甘肃渭源考试)探究“做功和物体速度变化的关系”的实验装置如图甲所示，图中是小车在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形．实验中小车获得的速度为v，由打点计时器所打出的纸带测出，橡皮筋对小车做的功记为W；实验时，将木板左端调整到适当高度，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．请回答下列问题：当我们把2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验．请回答下列问题：(1)除了图甲中已给出的器材外，需要的器材还有：交流电源、毫米刻度尺．(2)如图乙所示是小车在某次运动过程中打点计时器在纸带上打出的一系列的点，打点的时间间隔为0.02 s，则小车离开橡皮筋后的速度为0.36 m/s.(保留两位有效数字)(3)将几次实验中橡皮筋对小车所做的功W和小车离开橡皮筋后的速度v，进行数据处理，以W为纵坐标，v或v2为横坐标作图，其中可能符合实际情况的是AD.解析：(1)需要的器材除了交流电源外，还有毫米刻度尺；(2)小车离开橡皮筋后的速度为v ＝7.2×10－30.02 m/s ＝0.36 m/s ；(3)因为W ＝12mv 2，则以W 为纵坐标，v 或v 2为横坐标作图，其中可能符合实际情况的是AD.2．利用气垫导轨探究动能定理，实验装置如图所示．实验步骤如下：①调整水平桌面上的气垫导轨至水平；②测量挡光条的宽度l ，两光电门间的中心间距s ，用天平称出滑块和挡光条的总质量M ，托盘和砝码的总质量m ；③将滑块移至光电门1左侧某位置，由静止释放滑块，从计时器中分别读出挡光条通过两光电门的时间Δt 1、Δt 2.用测量的物理量求解下列物理量：(1)滑块通过光电门1和2时瞬时速度分别为v 1＝l Δt 1，v 2＝lΔt 2.(2)滑块通过光电门1和2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为E k1＝12(M ＋m )⎝⎛⎭⎪⎫l Δt 12，E k2＝12(M ＋m )⎝ ⎛⎭⎪⎫l Δt 22.外力对系统做的功为W ＝mgs .(3)实验中，验证动能定理是否成立的关系式为mgs ＝12(M ＋m )⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎪⎫l Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫l Δt 12.解析：(1)由于挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度，v 1＝l Δt 1，v 2＝l Δt 2.(2)根据动能的定义式得：通过光电门1，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能为E k1＝12(M ＋m )⎝ ⎛⎭⎪⎫l Δt 12.通过光电门2，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能为E k2＝12(M ＋m )⎝ ⎛⎭⎪⎫l Δt 22.在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，外力对系统做的总功W ＝mgh ＝mgs .(3)如果W ＝ΔE k ＝E k2－E k1，则可认为验证了动能定理．3．某同学用如图所示装置做“探究动能定理”的实验．装置中装有细砂的砂桶与小车通过绕过定滑轮的细线相连，小车后端固定穿过打点计时器的纸带，打点计时器接频率为50 Hz 的电源．(1)实验时先不挂砂桶，反复调整垫木的位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是平衡小车运动过程中受到的摩擦力(2)挂上装有细砂的砂桶后，通过实验得到如图所示的纸带．纸带上O 点为小车运动起始时刻所打的点，在纸带上标出了连续的3个计数点A 、B 、C ，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到O 点之间的距离分别为s OA ＝16.3 cm ，s OB ＝25.3 cm ，s OC ＝36.3 cm.实验时小车所受细线的拉力大小为0.2 N ，小车质量为0.1 kg.则通过计算可知，从O 至B 的运动过程中，小车所受合外力做的功W ＝0.051 J ，小车动能的变化量ΔE k ＝0.050 J(结果保留至小数点后3位)．(3)在第(2)问中，若实验前已经测得未装砂时小桶的质量为5×10－3kg ，实验时该同学放入砂桶中细砂的质量为0.02 kg(g 取10 m/s 2)．解析：(1)实验时先调整垫木的位置，使小车不挂砂桶时能在倾斜的长木板上做匀速直线运动，这样做的目的是为了平衡摩擦力．(2)对O 到B 的过程，小车所受的合外力等于绳的拉力，则合外力做的功W ＝F ·s OB ≈0.051 J，打B 点时小车的瞬时速度v B ＝s AC2T＝ (36.3－16.3)×10－22×0.1 m/s ＝1 m/s ，则动能的变化量ΔE k ＝12Mv 2B －0＝0.050 J ．(3)由Δs ＝aT 2可得，a ＝Δs T2＝[(36.3－25.3)－(25.3－16.3)]×10－20.12m/s 2＝2 m/s 2，对砂和砂桶由牛顿第二定律得(m ＋m 0)g －F ＝(m ＋m 0)a ，其中砂桶质量m 0＝0.005 kg ，解得m ＝0.02 kg.4．(2019·河北石家庄模拟)如图1所示为某兴趣小组探究物体动能变化与做功关系的实验装置．一直径为d 、质量为m 的金属小球由A 处静止释放，下落过程中能通过A 处正下方，固定于B 处的光电门，测得A 、B 间的距离为h (h ≫d )，小球通过光电门的时间为t .(1)若某同学用10分度的游标卡尺测量小球的直径如图2所示，则小球的半径是0.735 cm.(2)小球经过光电门B 时的速度表达式为v ＝d t.(3)多次改变h ，求得与h 对应的小球通过光电门的时间t .计算出小球通过光电门的动能．分别作出动能与h 的关系图象、动能与1t的关系图象．如图3、图4所示．图象中的物理量单位采用国际制单位，但横轴没有标出．可以判断图4是E k h (填“E k h ”或“E k 1t”)的图象．通过图象可以判定小球在下落过程中动能的改变量等于重力所做的功．(4)图3中O 、A 连线的斜率数值为k ，图4中直线的斜率数值为k ，则当地的重力加速度g 为k m，小球在图3中A 点所对应的瞬时速度为2kmd(用题中所给字母表示)．解析：(1)根据题图2可知此时游标卡尺测得的小球直径是14 mm ＋7×0.1 mm＝14.7 mm ，所以小球的半径r ＝7.35 mm ＝0.735 cm ；(2)小球经过光电门B 时的瞬时速度表达式为v ＝dt；(3)根据E k ＝mgh 可知动能与下降的高度成线性关系，所以题图4是E k h 图线，根据E k ＝12md 2×1t 2，显然题图3是E k 1t 图线；(4)根据题图4的斜率k ＝mg 可知当地重力加速度为k m ，依据E k ＝12mdv ×1t ，则斜率为k ＝12mdv ，解得v ＝2k md.5．(2019·湖北联考)学习了“机械能守恒定律”之后，某研究性学习小组自行设计了“探究弹簧的弹性势能与形变量的关系”实验．他们的方法如下：(1)如图甲所示，将轻弹簧上端连在固定于铁架台的力传感器上，当用手向下拉伸弹簧时，弹簧的弹力可从传感器读出．用刻度尺测量弹簧的原长和伸长后的长度，从而确定伸长量．测量数据如表格所示.图线求得该弹簧的劲度系数k ＝80 N/m(80～85 均算正确)(保留两位有效数字)．答案：见解析图(3)取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图丙所示．调整导轨至水平，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的时间近似相等．(4)用天平称得滑块的质量m ＝300 g.(5)用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x ；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v ，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能全部转化为滑块的动能．(6)多次重复(5)中的操作，在弹簧弹性限度内得到v 与x 的数据整理如下表所示：(7)结合上面测出的劲度系数k 和滑块质量m ，可得到表达式：kx 2＝mv 2或者12kx 2＝12mv 2.(8)由上述实验可得的结论：在实验误差允许的范围内，弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比．解析：(2)根据数据画出的F x 图象如图；根据图象可得k ＝ΔFΔx≈80 N/m.(5)释放滑块过程中，弹簧的弹性势能全部转化为滑块的动能． (7)根据测出的数据，归纳可得12kx 2＝12mv 2.(8)由上述实验可得的结论：在实验误差允许的范围内，弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比．实验六验证机械能守恒定律命题点一教材原型实验某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz.打出纸带的一部分如图(b)所示．该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他题给条件进行推算．(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度大小为________．(2)已测得s1＝8.89 cm，s2＝9.50 cm，s3＝10.10 cm；当地重力加速度大小为9.80 m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出f为________Hz.【解析】 (1)利用做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得打点计时器打出B 点时重物下落的速度v B ＝s 1＋s 22T ＝(s 1＋s 2)f2；打出C 点时重物下落的速度v C ＝s 2＋s 32T ＝(s 2＋s 3)f2.根据加速度的定义，重物下落的加速度大小为a ＝v C －v B T ＝(v C －v B )f ＝(s 3－s 1)f22.(2)根据题述，重物下落受到的阻力为0.01mg ，由牛顿第二定律得，mg －0.01mg ＝ma ，解得a ＝0.99g .由(s 3－s 1)f 22＝0.99g ，解得f ＝40 Hz.【答案】 (1)(s 1＋s 2)f 2 (s 2＋s 3)f 2 (s 3－s 1)f22(2)401．如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律．(1)已准备的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是D.A ．直流电源、天平及砝码B ．直流电源、刻度尺C ．交流电源、天平及砝码D ．交流电源、刻度尺(2)安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示．图中O 点为打点起始点，且速度为零．选取纸带上打出的连续点A 、B 、C 、…作为计时点，测出其中E 、F 、G 点距起始点O 的距离分别为h 1、h 2、h 3.已知重物质量为m ，当地重力加速度为g ，计时器打点周期为T .为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从O 点到F 点的过程中，重物重力势能的减少量ΔE p ＝mgh 2，动能的增加量ΔE k ＝m (h 3－h 1)28T(用题中所给字母表示)．(3)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是BD.A ．该误差属于偶然误差B ．该误差属于系统误差C ．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差D ．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差(4)某同学在实验中发现重物增加的动能略小于重物减少的重力势能，于是深入研究阻力f 对本实验的影响．他测出各计时点到起始点的距离h ，并计算出打下各计数点时的速度v ，用实验测得的数据绘制出v 2h 图线，如图3所示．图象是一条直线，此直线斜率k ＝2(mg －f )m(可能用到的物理量有m 、g 、f )解析：(1)打点计时器的工作电源是交流电源，在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知重物下落的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度，纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表，重物的质量可以不必测量，因此还需要的器材有D ；(2)从打下O 点到打下F 点的过程中，重物重力势能的减少量ΔE p ＝mgh 2，F 点的瞬时速度：v F ＝h 3－h 12T ，则动能的增加量为ΔE k ＝12mv 2F ＝m (h 3－h 1)28T2；(3)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差是系统误差，无法避免，可以通过减少空气阻力和摩擦阻力的影响来减小误差，BD 正确；(4)根据能量关系可知：mgh ＝12mv 2＋fh ，解得v 2＝ 2(mg －f )mh ，可知图线的斜率k ＝2(mg －f )m.数据处理的方法汇总方法一：用12mv 2＝mgh 验证时，利用起始点和第n 点计算．方法二：用12mv 2B －12mv 2A ＝mg Δh 验证时，任取两点计算．方法三：图象法，从纸带上选取多个点，测量从第一个点到其余各点的下落高度h ，并计算各点速度的平方v 2，然后以12v 2为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据绘出12v 2h 图线．若在误差允许的范围内图线是一条过原点且斜率为g 的直线，则验证了机械能守恒定律．命题点二 实验拓展创新1．实验器材、装置的改进2．速度测量方法的改进由光电门计算速度――→替代测量纸带上各点速度． 3．实验方案的改进利用自由落体运动的闪光照片验证机械能守恒定律． 类型1 实验情景创新如图所示，气垫导轨上滑块的质量为M ，悬挂的钩码质量为m ，遮光条宽度为d ，气源开通后滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门的时间为Δt 1和Δt 2，当地重力加速度为g .(1)若光电计时器还记录了滑块从光电门1运动到光电门2所用的时间Δt ，用上述装置测量滑块运动的加速度，则加速度的表达式为________________________(用所给物理量表示)．(2)用上述装置探究滑块加速度a 与滑块质量M 及滑块所受拉力F 的关系时，要用钩码重力mg 代替绳子的拉力，则m 与M 之间应满足________．(3)若两光电门间的距离为l ，则可用上述装置验证系统在运动过程中的机械能守恒．滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，满足关系式________________________时(用所给物理量表示)，滑块和钩码组成的系统机械能守恒．正常情况下，在测量过程中，系统动能的增加量总是________(填“大于”“等于”或“小于”)钩码重力势能的减少量．【解析】 (1)光电门测量滑块瞬时速度的原理是遮光条通过光电门的速度可以用平均速度代替，根据运动学公式即可求出滑块运动的加速度a .(2)只有在滑块质量远大于钩码质量时，才可近似认为滑块受到的拉力等于钩码的重力．(3)实验原理：求出滑块通过光电门1时的速度v 1，通过光电门2时的速度v 2，测出两光电门间的距离l ，在这个过程中，系统减少的重力势能ΔE p ＝mgl ，增加的动能为ΔE k ＝12(M ＋m )v 22－12(M ＋m )v 21；当mgl ＝12(M ＋m )⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12时，可验证系统机械能守恒；由于阻力的存在，系统动能的增加量小于钩码重力势能的减少量．【答案】 (1)d Δt 2－d Δt 1Δt(2)m ≪M(3)mgl ＝12(M ＋m )⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12 小于2．如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d 、质量为m 的金属小球从A 处由静止释放，下落过程中能通过A 处正下方、固定于B 处的光电门，测得A 、B 间的距离为H (H ≫d )，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t ，当地的重力加速度为g .则：(1)如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d ＝7.25 mm. (2)小球经过光电门B 时的速度表达式为v ＝dt.(3)多次改变高度H ，重复上述实验，作出1t2随H 的变化图象如图丙所示，当图中已知量t 0、H 0和重力加速度g 及小球的直径d 满足表达式2gH 0t 20＝d 2时，可判断小球下落过程中机械能守恒．(4)实验中发现动能增加量ΔE k 总是稍小于重力势能减少量ΔE p ，增加下落高度后，则ΔE p －ΔE k 将增大(填“增大”“减小”或“不变”)．解析：(1)由题图乙可知，主尺读数为7 mm ，游标尺读数为5×0.05 mm＝0.25 mm，。
2020年高考物理专题复习-功能关系(含答案)
2020年高考物理专题训练资料专题：功能关系一、单选题1．如图,不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a和b.用手托住,静置于水平地面，高度为h,此时轻绳刚好拉紧。
b球质量是a球质量的K倍,现将b球释放,则b 球着地瞬间a球的速度大小为，不计阻力，则K=（）A．2 B．3 C．4 D．52．一物体以初速度竖直向上抛出，落回原地速度为，设物体在运动过程中所受的阻力大小保持不变，则重力与阻力大小之比为A．3：1 B．4：3 C．5：3 D．7：53．如图所示，一足够长的粗糙斜面固定在水平地面上，一小物块从斜面底端以初速度v0沿斜面上滑至最高点的过程中损失的机械能为E。
若小物块以2v0的初速度沿斜面上滑，则滑至最高点的过程中损失的机械能为A．E B． E C．2E D．4E4．如图所示，足够长的水平传送带以v＝2m/s的速度匀速前进，上方漏斗以每秒25kg 的速度把煤粉均匀、竖直抖落到传送带上，然后随传送带一起运动。
己知煤粉与传送带间的动摩擦因数为0.2，欲使传送带保持原来的速度匀速前进，则传送带的电动机应增加的功率为（）A．200W B．50W C．100W D．无法确定5．如图甲所示，足够长的固定光滑细杆与地面成一定夹角，在杆上套有一个光滑小环，沿杆方向给环施加一个拉力F，使环由静止开始运动，已知拉力F及小环速度v 随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2.则以下判断正确的是( )A．小环的质量是2 kgB．细杆与地面间的夹角是30°C．前3 s 内拉力F 的最大功率是2.5 WD．前3 s 内小环机械能的增加量是6.25 J6．将一物体由地面竖直向上抛出，物体距离地面的高度为h，上升阶段其机械能E随h 的变化关系如图所示，则下落阶段的E﹣h图象是（）A．B．C．D．二、多选题7．如图所示,某段直滑雪雪道倾角为30°,总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度大小为g.在运动员滑到底端的过程中,下列说法正确的是( )2020年高考物理专题训练资料A．运动员受到的摩擦力的大小为mgB．运动员获得的动能为mghC．运动员克服摩擦力做功为mghD．运动员减少的机械能为mgh8．如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C点时重力所做的功分别为W G1和W G2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则（）A．W G1＞W G2B．W G1＜W G2C．W1＞W2D．W1=W29．在高台跳水比赛中，质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度）（）A．他的重力势能减少了mghB．他的动能减少了FhC．他的机械能减少了（F﹣mg）hD．他的机械能减少了Fh10．如图所示，两根等长的细线拴着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动某一时刻小球1运动到自身轨道的最低点，小球2恰好运动到自身轨道的最高点，这两点高度相同，此时两小球速度大小相同若两小球质量均为m，忽略空气阻力的影响，则下列说法正确的是A．此刻两根线拉力大小相同B．运动过程中，两根线上拉力的差值最大为2mgC．运动过程中，两根线上拉力的差值最大为10mgD．若相对同一零势能面，小球1在最高点的机械能等于小球2在最低点的机械能11．如右图所示，光滑斜面的倾角为30°，质量均为m的甲、乙两球球被固定在斜面上的挡板挡住，系统处于静止状态。
高考物理一轮复习第五章专题力学中功能关系的理解和应用备考精炼
40 力学中功能关系的理解和应用[方法点拨] (1)做功的过程就是能量转化的过程．功是能量转化的量度．(2)功与能量的变化是“一一对应”的，如重力做功对应重力势能的变化，合外力做功对应动能的变化等．1．(多选)(2020·镇江市名校联考)如图1所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h 处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为13g ，在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是( )图1A ．运动员减少的重力势能全部转化为动能B ．运动员获得的动能为13mgh C ．下滑过程中系统减少的机械能为13mgh D ．运动员减少的重力势能转化为动能和摩擦内能2．(2020·高邮市段考)奥运比赛项目高台跳水是我国的强项．质量为m 的跳水运动员从高台上跳下，在他入水前重心下降的高度为H ，经历的时间为T.入水后他受到水的作用力而做减速运动，在水中他的重心下降的最大高度为h ，对应的时间为t.设水对运动员的作用力大小恒为F ，当地的重力加速度为g ，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )A ．运动员入水后的运动过程中动能减少量为FhB ．运动员入水后的运动过程中机械能减少量为FhC ．水对运动员作用力的冲量大小等于mgTD ．他在整个运动过程中机械能减少了mgh3．(多选)如图2所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连．弹簧处于自然长度时物块位于O 点(图中未标出)．物块的质量为m ，AB ＝a ，物块与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的力将物块从O 点拉至A 点，拉力做的功为W.撤去拉力后物块由静止向左运动，经O 点到达B 点时速度为零．重力加速度为g. 则上述过程中( )图2A ．物块在A 点时，弹簧的弹性势能等于W －12μmga B ．物块在B 点时，弹簧的弹性势能小于W －32μmgaC．经O点时，物块的动能小于W－μmgaD．物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能4.(2020·苏州市调研卷)一物体仅受重力和竖直向上的拉力作用，沿竖直方向向上做减速运动．此过程中物体速度的平方和上升高度的关系如图3所示．若取h＝0处为重力势能零势能面，则此过程中物体的机械能随高度变化的图象可能正确的是( )图35．如图4所示，A、B、C三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动．A由静止释放；B的初速度方向沿斜面向下，大小为v0；C的初速度方向沿水平方向，大小也为v0.斜面足够大，A、B、C运动过程中不会相碰．下列说法正确的是( )图4A．A和C将同时滑到斜面底端B．滑到斜面底端时，B的动能最大C．滑到斜面底端时，C的重力势能减少最多D．滑到斜面底端时，B的机械能减少最多6．如图5甲所示，以斜面底端为重力势能零势能面，一物体在平行斜面的拉力作用下，由静止开始沿光滑斜面向下运动．运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象(E－x图象)如图乙所示，其中0～x1过程的图线为曲线，x1～x2过程的图线为直线．根据该图象，下列判断正确的是( )图5A．0～x1过程中物体所受拉力可能沿斜面向下B ．0～x 2过程中物体的动能一定增大C ．x 1～x 2过程中物体可能在做匀速直线运动D ．x 1～x 2过程中物体可能在做匀减速直线运动7．(多选)如图6所示，倾角为37°的光滑斜面上粘贴有一厚度不计、宽度为d ＝0.2 m 的橡胶带，橡胶带的上表面与斜面位于同一平面内，其上、下边缘与斜面的上、下边缘平行，橡胶带的上边缘到斜面的顶端距离为L ＝0.4 m ，现将质量为m ＝1 kg 、宽度为d 的薄矩形板上边缘与斜面顶端平齐且从斜面顶端静止释放．已知矩形板与橡胶带之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计空气阻力，矩形板由斜面顶端静止释放下滑到完全离开橡胶带的过程中(此过程矩形板始终在斜面上)，下列说法正确的是( )图6A ．矩形板受到的摩擦力恒为F f ＝4 NB ．矩形板的重力做功为 W G ＝3.6 JC ．产生的热量为Q ＝0.8 JD ．矩形板的上边缘穿过橡胶带下边缘时速度大小为2355m/s 8．(多选)(2020·常熟市模拟)如图7所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P 拴接，另一端与物体A 相连，物体A 静止于光滑水平桌面上，A 右端连接一细线，细线绕过光滑的轻质定滑轮与物体B 相连．开始时用手托住B ，让细线恰好伸直，然后由静止释放B ，直至B 获得最大速度．在该过程中下列分析正确的是( )图7A ．B 物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量B ．B 物体获得最大速度时，其受到细线的拉力的大小等于B 所受重力C ．A 物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量大于细线拉力对A 做的功D ．A 物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A 做的功9．(多选)如图8甲所示，质量为1 kg 的小物块，以初速度v 0＝11 m/s 从θ＝53°的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 ，第二次不施加力，图乙中的两条线段a 、b 分别表示施加力F 和无F 时小物块沿斜面向上运动的v －t 图线，不考虑空气阻力，g ＝10 m/s 2，下列说法正确的是( )图8A ．恒力F 大小为21 NB ．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C ．有恒力F 时，小物块在整个上升过程产生的热量较少D ．有恒力F 时，小物块在整个上升过程机械能的减少量较小10．(多选)如图9所示，倾角θ＝30°的斜面固定在地面上，长为L 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳AB 置于斜面上，与斜面间动摩擦因数μ＝32，其A 端与斜面顶端平齐．用细线将质量也为m 的物块与软绳连接，给物块向下的初速度，使软绳B 端到达斜面顶端(此时物块未到达地面)，在此过程中( )图9A ．物块的速度始终减小B ．软绳上滑19L 时速度最小 C ．软绳重力势能共减少了14mgL D ．软绳减少的重力势能一定小于其增加的动能与克服摩擦力所做的功之和11．(多选)(2020·阜宁中学调研)如图10所示，固定斜面倾角为θ，在斜面底端固定一个轻质弹簧，弹簧上端连接一个可视为质点的、质量为m 的物块，O 点是弹簧处于原长状态时上端的位置，物块静止时位于A 点．斜面上另外有B 、C 、D 三点，AO ＝OB ＝BC ＝CD ＝l ，其中B 点下方斜面光滑，BD 段粗糙，物块与斜面BD 段间的动摩擦因数为μ＝tan θ，重力加速度为g.物块静止时弹簧的弹性势能为E ，用外力将物块拉到D 点由静止释放，第一次经过O 点时的速度大小为v ，已知弹簧始终在弹性限度内，则下列说法正确的是( )图10A ．物块从D 点向下运动到A 点的过程中，最大加速度大小为2gsin θB ．物块最后停在B 点C ．物块在D 点时的弹性势能为mv 22－mglsin θD ．物块运动的全过程中因摩擦产生的热量为mv 22＋mglsin θ－E 12．(多选)(2020·铜山中学模拟)如图11所示，轻质弹簧一端固定在水平面上O 点的转轴上，另一端与一质量为m 、套在粗糙固定直杆A 处的小球(可视为质点)相连，直杆的倾角为30°，OA ＝OC ，B 为AC 的中点，OB 等于弹簧原长．小球从A 处由静止开始下滑，初始加速度大小为a A ，第一次经过B 处的速度大小为v ，运动到C 处速度为0，后又以大小为a C 的初始加速度由静止开始向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.下列说法正确的是( )图11A ．小球可以返回到出发点A 处B ．撤去弹簧，小球可以在直杆上处于静止状态C ．弹簧具有的最大弹性势能为12mv 2D ．a A －a C ＝g答案精析1．CD [若运动员不受摩擦力，则加速度应为a ′＝gsin 30°＝g 2，而现在的加速度小于g 2，故运动员应受到摩擦力，故减少的重力势能有一部分转化为了内能，故A 错误；运动员下滑的距离：L ＝h sin 30°＝2h ；由运动学公式可得：v 2＝2aL ，得：v ＝2aL ；动能为：E k ＝12mv 2＝23mgh ，故B 错误；由动能定理可知mgh －W f ＝12mv 2，解得W f ＝13mgh ，故下滑过程中系统减少的机械能为13mgh ，故C 正确；根据能量守恒定律，减小的重力势能转化为动能和摩擦内能，故D 正确．]2．B [运动员入水后的运动过程中，根据动能定理，有：ΔE k ＝mgh －Fh ，即动能减少量为|Fh －mgh|，故A 错误；机械能的变化量等于除重力外其余力做的功，即运动员入水后的运动过程中机械能的减小量等于克服阻力做的功，为Fh ，故B 正确；从开始下落到入水后速度变为0的过程，对运动员由动量定理得：mg(T ＋t)－Ft ＝0，故水对运动员作用力的冲量大小为mgt ＋mgT ，故C 错误．他在整个过程中机械能的减小量等于重力势能的减小量，为mg(H ＋h)，故D 错误．]3．BC [如果没有摩擦力，则O 点应该在AB 中间，由于有摩擦力，物块从A 到B 过程中机械能损失，故无法到达没有摩擦力情况下的B 点，也即O 点靠近B 点．故OA>a 2，此过程物块克服摩擦力做功大于12μmga，所以物块在A 点时，弹簧的弹性势能小于W －12μmga，故A 错误；由A 分析得物块从开始运动到最终停在B 点，路程大于a ＋a 2＝3a 2，故整个过程物块克服阻力做功大于32μmga，故物块在B 点时，弹簧的弹性势能小于W －32μmga，故B 正确；从O 点开始到再次到达O 点，物块运动路程大于a ，故由动能定理得，物块的动能小于W －μmga，故C 正确；物块动能最大时，弹力等于摩擦力，而在B 点弹力与摩擦力的大小关系未知，故物块动能最大时弹簧伸长量与物块在B 点时弹簧形变量大小未知，故此两位置弹性势能大小关系无法判断，故D 错误．]4．D [由v 2－h 图象为倾斜直线可知，物体的动能变化量与高度变化量成正比，即合外力为恒力，而物体所受重力不变，故拉力也一定保持不变．物体机械能的变化量大小等于重力(或弹力)以外的其他力做功的大小．由功能关系可知，随高度增加，恒定拉力做正功，机械能均匀增加，故D 项正确．]5．B [A 、C 两个滑块所受的滑动摩擦力大小相等，A 所受滑动摩擦力沿斜面向上，C 受到的沿斜面向上的力是滑动摩擦力的分力，所以C 沿斜面向下的加速度大于A 沿斜面向下的加速度，C 先到达斜面底端，A 项错误；重力做功相同，摩擦力对A 、B 做功相同，C 克服摩擦力做功最多，而B 有初速度，则滑到斜面底端时，B 滑块的动能最大，B 项正确；三个滑块下降的高度相同，重力势能减小相同，C 项错误；滑动摩擦力做功与路程有关，C 运动的路程最大，C 克服摩擦力做功最大，机械能减少最多，D 项错误．]6．B [除重力之外的其他力做的功等于物体的机械能的改变量，则F·Δx＝ΔE，即F ＝ΔE Δx，所以E －x 图象的斜率的绝对值等于物体所受拉力的大小，由题图乙可知0～x 1内图线的斜率为负，则物体所受拉力沿斜面向上，A 错误；由于物体由静止开始向下运动，且物体所受拉力先变小后不变，所以物体所受拉力一直小于物体的重力沿斜面向下的分力，物体加速运动，所以在0～x 2过程中物体的动能一定增大，B 正确，C 、D 错误．]7．BCD 8.BD9．BD [根据v －t 图象斜率等于加速度可知：a a ＝Δv t 1＝0－111.1 m/s 2＝－10 m/s 2；a b ＝0－111m/s 2＝－11 m/s 2；不受拉力时：ma b ＝－mgsin 53°－μmgcos 53°，代入数据得：μ＝0.5；受到拉力的作用时：ma a＝F －mgsin 53°－μmgcos 53°，所以F ＝1 N ，故B 正确，A 错误；根据运动学公式：x ＝0－v 022a可知，因为有恒力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较大，故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，而上升到最高点时动能的减小是相等的，所以在整个上升过程机械能的减少量较小，故D 正确．]10．BCD [物块下落过程中，刚开始由于mgsin 30°＋μmgcos 30°＝54mg>mg ，所以物块所受合力向上，物块做减速运动，下落过程中，合力越来越小，当加速度等于零时，速度最小，后合力方向向下，加速度向下，速度增大，所以物块的速度先减小后增大，故A 错误．当加速度等于零时，速度最小，设此时软绳上滑的距离为x ，则：L －x L mgsin 30°＋L －x L μmgcos 30°＝mg ＋x L mg ，代入数据解得：x ＝19L ，故B 正确；物块未释放时，软绳的重心离斜面顶端的高度为h 1＝L 2sin 30°＝L 4，软绳刚好全部离开斜面时，软绳的重心离斜面顶端的高度h 2＝L 2，则软绳重力势能共减少mg(L 2－L 4)＝L 4mg ，故C 正确．以软绳和物块组成的系统为研究对象，软绳和物块的重力势能减小，转化为物块和软绳的动能及软绳与斜面摩擦产生的内能，根据能量守恒定律，软绳重力势能的减少小于其动能的增加量与克服摩擦力所做功的和，故D 正确．]11．CD [物块在BD 段向下运动过程中，因μ＝tan θ，物块的重力沿斜面向下的分力mgsin θ与滑动摩擦力μmgcos θ大小相等，弹簧弹力提供加速度，物块在D 点处加速度最大，有k·3l＝ma ，物块静止时有kl ＝mgsin θ，得a ＝3gsin θ，物块在DA 段的最大加速度为3gsin θ，A 选项错误；物块从D 点下滑后，沿斜面向下运动，因μ＝tan θ，物块在B 点时受到弹簧拉力，不可能静止，最终在B 点下方做往复运动，到B 点处的速度为零，B 选项错误；物块从D 点第一次到O 点，由功能关系得E p ＋mgsin θ·3l＝μmgcos θ·2l＋mv 22，E p ＝mv 22－mglsin θ，C 选项正确；物块在B 点时弹簧的弹性势能与物块在A 点时弹簧的弹性势能相同，对全过程分析有(E p －E)＋mgsin θ·2l＝Q ，得Q ＝mv 22＋mglsin θ－E ，D 选项正确．]12．CD [设小球从A 运动到B 的过程克服摩擦力做功为W f ，AB 间的竖直高度为h ，弹簧具有的最大弹性势能为E p ，根据能量守恒定律：对于小球从A 到B 的过程有mgh ＋E p ＝12mv 2＋W f ，A 到C 的过程有2mgh ＋E p ＝2W f ＋E p ，解得W f ＝mgh ，E p ＝12mv 2，小球从C 点向上运动时，假设能返回到A 点，则由能量守恒定律得E p ＝2W f ＋2mgh ＋E p ，该式不成立，可知小球不能返回到出发点A 处，A 项错误，C 项正确；设从A 运动到C摩擦力的平均值为F f，AB＝s，由W f＝mgh得F f＝mgsin 30°，在B点，摩擦力F f＝μmgcos 30°，由于弹簧对小球有拉力(除B点外)，小球对杆的压力大于mgcos 30°，所以F f＞μmgcos 30°可得mgsin 30°＞μmgcos 30°，因此撤去弹簧，小球不能在直杆上处于静止状态，B项错误；根据牛顿第二定律得，在A点有Fcos 30°＋mgsi n 30°－F f＝ma A，在C点有Fcos 30°－F f－mgsin 30°＝ma C，两式相减得a A －a C＝g，D项正确．]2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．如图所示，一电子以与磁场方向垂直的速度v从P处沿PQ方向进入长为d、宽为h的匀强磁场区域，从N处离开磁场，若电子质量为m，带电荷量为e，磁感应强度为B，则（）A．电子在磁场中做类平抛运动B．电子在磁场中运动的时间t=d vC．洛伦兹力对电子做的功为BevhD．电子在N处的速度大小也是v2．如图所示为两辆汽车同时同地沿同一平直的公路同向行驶时，通过DIS系统在计算机中描绘出的速度时间图像。
【2020】高考物理专题复习-——功能关系综合运用(例题+习题+答案)试卷及参考答案
【精品】最新高考物理专题复习-——功能关系综合运用(例题+习题+答案)试卷及参考答案(附参考答案)知识点归纳：一、动能定理1．动能定理的表述合外力做的功等于物体动能的变化.。
（这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包括重力）.。
表达式为W=ΔEK动能定理也可以表述为：外力对物体做的总功等于物体动能的变化.。
实际应用时，后一种表述比较好操作.。
不必求合力，特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下，只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来，就可以得到总功2．对外力做功与动能变化关系的理解：外力对物体做正功，物体的动能增加，这一外力有助于物体的运动，是动力；外力对物体做负功，物体的动能减少，这一外力是阻碍物体的运动，是阻力，外力对物体做负功往往又称物体克服阻力做功．功是能量转化的量度，外力对物体做了多少功；就有多少动能与其它形式的能发生了转化．所以外力对物体所做的功就等于物体动能的变化量．即．3．应用动能定理解题的步骤（1）确定研究对象和研究过程.。
和动量定理不同，动能定理的研究对象只能是单个物体，如果是系统，那么系统内的物体间不能有相对运动.。
（原因是：系统内所有内力的总冲量一定是零，而系统内所有内力做的总功不一定是零）.。
（2）对研究对象进行受力分析.。
（研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，含重力）.。
（3）写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功（注意功的正负）.。
如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功.。
（4）写出物体的初、末动能.。
即WAB=mgR-μmgS=1×10×0.8-1×10×3/15=6 J【例5】:如图所示，小滑块从斜面顶点A 由静止滑至水平部分C 点而停止.。
已知斜面高为h ，滑块运动的整个水平距离为s ，设转角B 处无动能损失，斜面和水平部分与小滑块的动摩擦因数相同，求此动摩擦因数.。
2020版高考物理一轮总复习 第六章 限时规范训练新人教版【共5套35页】
本套资源目录2020版高考物理一轮总复习第六章第1课时功和功率基次时限时规范训练含解析新人教版2020版高考物理一轮总复习第六章第2课时动能定理及其应用基次时限时规范训练含解析新人教版2020版高考物理一轮总复习第六章第3课时机械能守恒定律及其应用基次时限时规范训练含解析新人教版2020版高考物理一轮总复习第六章第4课时功能关系能量守恒定律能力课时限时规范训练含解析新人教版2020版高考物理一轮总复习第六章第5课时动力学和能量观点解决力学综合问题能力课时限时规范训练含解析新人教版功和功率[基础巩固题组](20分钟，50分)1．(2018·高考全国卷Ⅰ)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动．在启动阶段，列车的动能( )A ．与它所经历的时间成正比B ．与它的位移成正比C ．与它的速度成正比D ．与它的动量成正比解析：选B.由初速度为零的匀加速直线运动的规律知， v 2＝2ax , 可知v 2与x 成正比，即动能与它的位移成正比，选项B 正确．2．如图所示，木块B 上表面是水平的，当木块A 置于B 上，并与B 保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中( )A ．A 所受的合外力对A 不做功B ．B 对A 的弹力做正功C ．B 对A 的摩擦力做正功D ．A 对B 做正功解析：选C.AB 一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，加速度为g sin θ.由于A 速度增大，由动能定理，A 所受的合外力对A 做功，B 对A 的摩擦力做正功，B 对A 的弹力做负功，选项A 、B 错误C 正确．A 对B 不做功，选项D 错误．3．质量为2 kg 的物体做直线运动，沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示，若物体的初速度为 3 m/s ，则其末速度为( )A ．5 m/s B.23 m/s C. 5 m/s D.35 m/s解析：选B.F x 图象与x 轴围成的面积表示外力所做的功，由题图可知：W ＝(2×2＋4×4－3×2)J＝14 J ，根据动能定理得：W ＝12mv 2－12mv 20，解得：v ＝23 m/s ，故B 正确．4．某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k 1和k 2倍，最大速率分别为v 1和v 2，则( )A ．v 2＝k 1v 1B ．v 2＝k 1k 2v 1 C ．v 2＝k 2k 1v 1D ．v 2＝k 2v 1解析：选B.车以最大速率行驶时，牵引力F 等于阻力F f ，即F ＝F f ＝kmg .由P ＝k 1mgv 1及P ＝k 2mgv 2，得v 2＝k 1k 2v 1，故B 正确．5．当前我国“高铁”事业发展迅猛，假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其v t 图象如图所示，已知0～t 1时间内为过原点的倾斜直线，t 1时刻达到额定功率P ，此后保持功率P 不变，在t 3时刻达到最大速度v 3，以后匀速运动．下列判断正确的是( )A ．从0至t 3时间内，列车一直做匀加速直线运动B ．t 2时刻的加速度大于t 1时刻的加速度C ．在t 3时刻以后，机车的牵引力为零D ．该列车所受的恒定阻力大小为P v 3解析：选D.0～t 1时间内，列车做匀加速运动，t 1～t 3时间内，加速度逐渐变小，故A 、B 错误；t 3以后列车做匀速运动，牵引力大小等于阻力大小，故C 错误；匀速运动时F f ＝F牵＝P v 3，故D 正确．6．在光滑的水平面上，用一水平拉力F 使物体从静止开始移动x ，平均功率为P ，如果将水平拉力增加为4F ，使同一物体从静止开始移动x ，平均功率为( )A ．2PB ．4PC ．6PD ．8P解析：选D.设第一次运动时间为t ，则其平均功率表达式为P ＝Fxt；第二次加速度为第一次的4倍，由x ＝12at 2可知时间为t 2，其平均功率为P ′＝4Fx t /2＝8Fxt＝8P ，选项D 正确．7．如图是武广铁路上某机车在性能测试过程中的v t 图象，测试时机车先以恒定的牵引力F 启动发动机使机车在水平铁轨上由静止开始运动，t 1时刻机车关闭发动机，到t 2时刻机车完全停下．图象中θ>α，设整个测试过程中牵引力F 做的功和克服摩擦力f 做的功分别为W 1、W 2,0～t 1时间内F 做功的平均功率和全过程克服摩擦力f 做功的平均功率分别为P 1、P 2，则下列判断正确的是( )A ．W 1>W 2，F ＝2fB ．W 1＝W 2，F >2fC ．P 1<P 2，F >2fD ．P 1＝P 2，F ＝2f解析：选B.机车整个运动过程中，根据动能定理有W 1－W 2＝0，所以W 1＝W 2，又P 1＝W 1t 1，P 2＝W 2t 2，因t 2>t 1，所以P 1>P 2；根据牛顿第二定律，机车的牵引力为F 时的加速度大小a 1＝F －f m，关闭发动机后机车加速度大小a 2＝fm，根据v t 图象斜率的意义可知a 1>a 2，即F －f >f ，所以有F >2f ，综上分析可知，B 正确．[能力提升题组](25分钟，50分)1．如图所示，质量为M 、长度为L 的木板放在光滑的水平地面上，在木板的右端放置质量为m 的小木块，用一根不可伸长的轻绳通过光滑的定滑轮分别与木块、木板连接，木块与木板间的动摩擦因数为μ，开始时木块和木板静止，现用水平向右的拉力F 作用在木板上，将木块拉向木板左端的过程中，拉力至少做功为( )A ．2μmgLB ．12μmgL C ．μ(M ＋m )gLD ．μmgL解析：选D.拉力做功最小时，木块应做匀速运动，对木块m 受力分析，由平衡条件可得F T ＝μmg .对木板M 受力分析，由平衡条件可得：F ＝F T ＋μmg ，又因当木块从木板右端拉向左端的过程中，木板向右移动的位移l ＝L2，故拉力F 所做的功W ＝Fl ＝μmgL ，或者根据功能关系求解，在木块运动到木板左端的过程，因摩擦产生热量为μmgL ，D 正确．2．(多选)某探究小组对一辆新能源小车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v t 图象，如图所示(除2～10 s 时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线)．已知小车运动的过程中，2～14 s 时间段内小车的功率保持不变，在第14 s 末撤去动力而让小车自由滑行，小车的质量为 1.0 kg ，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变．以下对小车的描述正确的是( )A ．小车所受到的阻力大小为3 NB ．小车匀速行驶阶段的功率为9 WC ．小车在加速运动过程中位移的大小为42 mD ．小车在前2 s 受到的合力大于阻力解析：选BC.由速度－时间图象得小车匀加速对应的加速度a ＝1.5 m/s 2，小车在2 s 时的功率等于匀速运动时的功率，因此有P ＝(ma ＋F f )v 2＝F f v 10，代入数据解得P ＝9 W ，F f ＝1.5 N ，前2 s 小车受到的合力大小恰好等于阻力大小，选项A 、D 错误，B 正确；2～10 s 时间内小车的功率恒定，则由动能定理得Pt 2－F f x 2＝12m (v 210－v 22)，解得x 2＝39 m ，匀加速阶段的位移x 1＝12v 2t 1＝3 m ，那么加速阶段的总位移为x 1＋x 2＝42 m ，选项C 正确．3．质量m ＝20 kg 的物体，在大小恒定的水平外力F 的作用下，沿水平面做直线运动.0～2 s 内F 与运动方向相反，2～4 s 内F 与运动方向相同，物体的v t 图象如图所示．g 取10 m/s 2，则( )A ．拉力F 的大小为100 NB ．物体在4 s 时拉力的瞬时功率为120 WC ．4 s 内拉力所做的功为480 JD ．4 s 内物体克服摩擦力做的功为320 J解析：选B.取物体初速度方向为正方向，由题图可知物体与水平面间存在摩擦力，由题图可知0～2 s 内，－F －f ＝ma 1且a 1＝－5 m/s 2；2～4 s 内，－F ＋f ＝ma 2且a 2＝－1 m/s 2，联立以上两式解得F ＝60 N ，f ＝40 N ，A 错误；由P ＝Fv 得4 s 时拉力的瞬时功率为120 W ，B 正确；由W ＝Fx,0～2 s 内，W 1＝－Fx 1,2～4 s 内，W 2＝Fx 2，由题图可知x 1＝10 m ，x 2＝2 m ，代入数据解得，4 s 内拉力所做的功为－480 J ，C 错误；摩擦力做功W ＝fs ，摩擦力始终与速度方向相反，故s 为路程，由题图可求得总路程为12 m,4 s 内物体克服摩擦力做的功为480 J ，D 错误．4．如图所示，质量为60 kg 的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒．已知重心在c 点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离oa 、ob 分别为0.9 m 和0.6 m ．若她在1 min 内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4 m ，则克服重力做的功和相应的功率约为(取g ＝10 m/s 2)( )A ．430 J,7 WB ．4 300 J,70 WC ．720 J,12 WD ．7 200 J,120 W解析：选 B.设重心上升的高度为h ，根据相似三角形可知，每次俯卧撑中，有h0.4＝0.90.9＋0.6，即h ＝0.24 m ．一次俯卧撑中，克服重力做功W ＝mgh ＝60×10×0.24 J＝144 J ，所以一分钟内克服重力做的总功为W 总＝NW ＝4 320 J ，功率P ＝W 总t＝72 W ，故选项B 正确．5．如图所示，传送带AB 的倾角为θ，且传送带足够长．现有质量为m 可视为质点的物体以v 0的初速度从传送带上某点开始向上运动，物体与传送带之间的动摩擦因数μ>tan θ，传送带的速度为v (v 0<v )，方向未知，重力加速度为g .物体在传送带上运动过程中，摩擦力对物体做功的最大瞬时功率是( )A ．μmg v 2＋v 20cos θ B ．μmgv 0cos θ C ．μmgv cos θD ．12μmg (v ＋v 0)cos θ 解析：选C.由物体与传送带之间的动摩擦因数μ>tan θ，则有μmg cos θ>mg sin θ，传送带的速度为v (v 0<v )，若v 0与v 同向，物体先做匀加速运动，最后物体加速到与传送带速度相同时，物体速度最大，此时摩擦力的瞬时功率最大，为μmgv cos θ.若v 0与v 反向，物体先向上做匀减速运动，后向下匀加速运动到与传送带速度相同时物体速度最大，此时摩擦力的瞬时功率最大，为μmgv cos θ，故选C.6．放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s 内其速度与时间的关系图象和拉力的功率与时间的关系图象如图所示．下列说法正确的是( )A ．物体的质量为109 kgB ．滑动摩擦力的大小为5 NC ．0～6 s 内物体的位移大小为24 mD ．0～2 s 内拉力做的功为20 J解析：选A.当P ＝30 W 时，v ＝6 m/s ，得到牵引力F ＝Pv＝5 N ；0～2 s 内物体的加速度a ＝Δv Δt ＝3 m/s 2，根据F －f ＝ma ，可得m ＝109 kg ，A 正确．在2～6 s 内，v ＝6 m/s ，P ′＝10 W ，物体做匀速直线运动，F ′＝f ，则滑动摩擦力为f ＝F ′＝P ′v ＝106 N ＝53N ，B 错误；0～6 s 内物体的位移大小等于v t 图象中图象与t 轴所包围的面积，x ＝30 m ，C 错误，在0～2 s 内物体位移为x 1＝6 m ，则拉力做的功为W 1＝Fx 1＝30 J ，D 错误．7．如图所示，一辆货车通过光滑轻质定滑轮提升一箱货物，货箱质量为M，货物质量为m，货车以速度v向左匀速运动，将货物提升高度h，则( )A．货物向上做匀速运动B．箱中的物体对箱底的压力小于mgC．图示位置时货车拉力的功率大于(M＋m)gv cos θD．此过程中货车拉力做的功为(M＋m)gh解析：选C.货物向上运动的速度和货车速度沿着绳子方向的分量相等，即v1＝v cos θ，由于θ不断减小，故v1增大，货物向上做加速运动，故A错误；货箱和货物的加速度向上，处于超重状态，故箱中的物体对箱底的压力大于mg，绳子对货箱和货物的拉力大于(M＋m)g，故拉力功率P>(M＋m)gv cos θ，B错误，C正确；由功能关系知此过程中货车拉力做的功等于货箱和货物整体动能的增加量和重力势能的增加量，大于(M＋m)gh，故D错误．动能定理及其应用[基础巩固题组](20分钟，50分)1．(2019·襄阳模拟)用竖直向上大小为30 N 的力F ，将2 kg 的物体从沙坑表面由静止提升1 m 时撤去力F ，经一段时间后，物体落入沙坑，测得落入沙坑的深度为20 cm.若忽略空气阻力，g 取10 m/s 2.则物体克服沙坑的阻力所做的功为( )A ．20 JB ．24 JC ．34 JD ．54 J解析：选C.对整个过程应用动能定理得：F ·h 1＋mgh 2－W f ＝0，解得：W f ＝34 J ，C 对． 2．(2018·高考江苏卷)从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能E k 与时间t 的关系图象是( )解析：选A.竖直上抛运动的速度v 与时间t 的关系为v ＝v 0－gt ，由于E k ＝12mv 2＝12m (v 0－gt )2，故E k －t 图象应是A.3．如图所示，已知物体与三块材料不同的地毯间的动摩擦因数分别为μ、2μ和3μ，三块材料不同的地毯长度均为l ，并排铺在水平地面上，该物体以一定的初速度v 0从a 点滑上第一块，则物体恰好滑到第三块的末尾d 点停下来，物体在运动中地毯保持静止，若让物体从d 点以相同的初速度水平向左运动，则物体运动到某一点时的速度大小与该物体向右运动到该位置的速度大小相等，则这一点是( )A ．a 点B ．b 点C ．c 点D ．d 点解析：选C.对物体从a 运动到c ，由动能定理，－μmgl －2μmgl ＝12mv 21－12mv 20，对物体从d 运动到c ，由动能定理，－3μmgl ＝12mv 22－12mv 20，解得v 2＝v 1，选项C 正确．4．在离地面高为h 处竖直上抛一质量为m 的物块，抛出时的速度为v 0，当它落到地面时的速度为v ，用g 表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于( )A ．mgh －12mv 2－12mv 2B ．－12mv 2－12mv 20－mghC ．mgh ＋12mv 20－12mv 2D ．mgh ＋12mv 2－12mv 2解析：选C.对物块从h 高处竖直上抛到落地的过程，根据动能定理可得mgh －W f ＝12mv2－12mv 20，解得W f ＝mgh ＋12mv 20－12mv 2，选项C 正确．5．如图所示，质量为m 的物块与水平转台间的动摩擦因数为μ，物块与转轴相距R ，物块随转台由静止开始转动．当转速增至某一值时，物块即将在转台上滑动，此时转台已开始匀速转动，在这一过程中，摩擦力对物块做的功是(假设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )A ．0B ．2μmgRC ．2πμmgRD ．μmgR2解析：选D.物块即将在转台上滑动但还未滑动时，转台对物块的最大静摩擦力恰好提供向心力，设此时物块做圆周运动的线速度为v ，则有μmg ＝mv 2R .在物块由静止到获得速度v 的过程中，物块受到的重力和支持力不做功，只有摩擦力对物块做功，由动能定理得W ＝12mv 2－0.联立解得W ＝12μmgR .故选项D 正确．6．(2017·高考全国卷Ⅱ)为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线相距s 0和s 1(s 1＜s 0)处分别放置一个挡板和一面小旗，如图所示．训练时，让运动员和冰球都位于起跑线上，教练员将冰球以速度v 0击出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板；冰球被击出的同时，运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗．训练要求当冰球到达挡板时，运动员至少到达小旗处．假定运动员在滑行过程中做匀加速运动，冰球到达挡板时的速度为v 1.重力加速度大小为g .求(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数；(2)满足训练要求的运动员的最小加速度．解析：(1)设冰球的质量为m ，冰球与冰面之间的动摩擦因数为μ，由动能定理得 －μmgs 0＝12mv 21－12mv 20①解得μ＝v 20－v 212gs 0②(2)冰球到达挡板时，满足训练要求的运动员中，刚好到达小旗处的运动员的加速度最小．设这种情况下，冰球和运动员的加速度大小分别为a 1和a 2，所用的时间为t .由运动学公式得v 20－v 21＝2a 1s 0③v 0－v 1＝a 1t ④ s 1＝12a 2t 2⑤联立③④⑤式得a 2＝s 1v 1＋v 022s 2⑥答案：(1)v 20－v 212gs 0 (2)s 1v 1＋v 022s 2[能力提升题组](25分钟，50分)1．如图所示，上表面水平的圆盘固定在水平地面上，一小物块从圆盘边缘上的P 点，以大小恒定的初速度v 0，在圆盘上沿与直径PQ 成不同夹角θ的方向开始滑动，小物块运动到圆盘另一边缘时的速度大小为v ，则v 2cos θ图象应为( )解析：选A.设圆盘半径为r ，小物块与圆盘间的动摩擦因数为μ，由动能定理可得，－μmg ·2r cos θ＝12mv 2－12mv 20，整理得v 2＝v 20－4μgr cos θ，可知v 2与cos θ为线性关系，斜率为负，故A 正确，B 、C 、D 错误．2．如图所示，小物块与水平轨道、倾斜轨道之间的动摩擦因数均相同，小物块从倾角为θ1的轨道上高度为h 的A 点由静止释放，运动至B 点时速度为v 1.现将倾斜轨道的倾角调至为θ2，仍将物块从轨道上高度为h 的A 点静止释放，运动至B 点时速度为v 2.已知θ2<θ1，不计物块在轨道接触处的机械能损失．则( )A ．v 1<v 2B ．v 1>v 2C ．v 1＝v 2D ．由于不知道θ1、θ2的具体数值，v 1、v 2关系无法判定解析：选C.物体运动过程中摩擦力做负功，重力做正功，由动能定理可得mgh －μmg cos θ·h sin θ－μmgx BD ＝12mv 2，即mgh －μmg ·h tan θ－μmgx BD ＝12mv 2，因为h tan θ＝x CD ，所以mgh －μmgx BC ＝12mv 2，故到达B 点的速度与倾斜轨道的倾角无关，所以v 1＝v 2，故选项C 正确．3.(多选)如图是某缓冲装置，劲度系数足够大的轻质弹簧与直杆相连，直杆可在固定的槽内左右移动，直杆与槽间的滑动摩擦力恒为f ，直杆质量不可忽略．一质量为m 的小车以速度v 0撞击弹簧，最终以速度v 弹回．若直杆足够长，且直杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计小车与地面间的摩擦，则( )A ．小车被弹回时的速度v 一定小于v 0B ．直杆在槽内移动的距离等于m v 20－v 22fC ．直杆在槽内向右运动时，小车与直杆始终保持相对静止D ．弹簧的弹力可能大于直杆与槽间的最大静摩擦力解析：选BD.小车在向右运动的过程中，若弹簧的形变量始终小于f k ，则直杆和槽间无相对运动，小车被弹回时的速度v 等于v 0；若弹簧的形变量大于f k，则直杆和槽将发生相对运动，克服摩擦力做功，小车的动能减小，小车被弹回时的速度v 小于v 0，A 错误，D 正确．对整个系统全过程总能量守恒，有fs ＝12mv 20－12mv 2，可得直杆在槽内移动的距离s ＝m v 20－v 22f ，B 正确．直杆在槽内由静止开始向右运动时，小车的速度大于零，小车不可能与直杆始终保持相对静止，C 错误．4．如图所示，一个可视为质点的滑块从高H ＝12 m 处的A 点由静止沿光滑的轨道AB 滑下，进入半径为r ＝4 m 的竖直圆环，圆环内轨道与滑块间的动摩擦因数处处相同，当滑块到达圆环顶点C 时，滑块对轨道的压力恰好为零，滑块继续沿CFB 滑下，进入光滑轨道BD ，且到达高度为h 的D 点时速度为零，则h 的值可能为(重力加速度大小g ＝10 m/s 2)( )A ．8 mB ．9 mC ．10 mD ．11 m解析：选B.滑块到达圆环顶点C 时对轨道压力为零，由牛顿第二定律得mg ＝m v 2C r ，得速度v C ＝gr ，设滑块在BEC 段上克服摩擦力做的功为W 1，由动能定理得mg (H －2r )－W 1＝12mv 2C ，则W 1 ＝ mg (H －2r )－12mv 2C ＝mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫H －52r ，滑块在CFB 段克服摩擦力做的功W 2满足0<W 2<W 1，从C 到D ，由动能定理得－mg (h －2r )－W 2＝－12mv 2C ，代入得8 m<h <10 m ，选项B 正确．5．如图所示，竖直平面内放一直角杆MON ，OM 水平，ON 竖直且光滑，用不可伸长的轻绳相连的两小球A 和B 分别套在OM 和ON 杆上，B 球的质量为2 kg ，在作用于A 球的水平力F 的作用下，A 、B 两球均处于静止状态，此时OA ＝0.3 m ，OB ＝0.4 m ，改变水平力F 的大小，使A 球向右加速运动，已知A 球向右运动0.1 m 时速度大小为 3 m/s ，则在此过程中绳的拉力对B 球所做的功为(取g ＝10 m/s 2)( )A ．11 JB ．16 JC ．18 JD ．9 J 解析：选C.A 球向右运动0.1 m 时，v A ＝3 m/s ，OA ′＝0.4 m ，OB ′＝0.3 m ，设此时∠B ′A ′O ＝α，则有tan α＝34.由运动的合成与分解可得v A cos α＝v B sin α，解得v B ＝4 m/s.以B 球为研究对象，此过程中B 球上升高度h ＝0.1 m ，由动能定理，W －mgh ＝12mv 2B ，解得轻绳的拉力对B 球所做的功为W ＝mgh ＋12mv 2B ＝2×10×0.1 J＋12×2×42 J ＝18 J ，选项C 正确．6．如图甲所示，一滑块从平台上A 点以初速度v 0向右滑动，从平台上滑离后落到地面上的落地点离平台的水平距离为s ，多次改变初速度的大小，重复前面的过程，根据测得的多组v 0和s ，作出s 2v 20图象如图乙所示，滑块与平台间的动摩擦因数为0.3，重力加速度g ＝10 m/s 2.(1)求平台离地的高度h 及滑块在平台上滑行的距离d ；(2)若将滑块的质量增大为原来的2倍，滑块从A 点以4 m/s 的初速度向右滑动，求滑块滑离平台后落地时的速度大小v ′及落地点离平台的水平距离s 的大小．解析：(1)设滑块滑到平台边缘时的速度为v ，根据动能定理得：－μmgd ＝12mv 2－12mv 20① 滑块离开平台后做平抛运动，则有：h ＝12gt 2②s ＝vt ③联立以上三式得：s 2＝2h gv 20－4μhd ④ 由图象得：图象的斜率等于2h g， 即：2h g ＝222－12＝0.2⑤ 解得：h ＝1 m 且当s ＝0时，v 20＝12，代入④式解得：d ＝2 m.(2)由①得：v ＝2 m/s滑块离开平台后做平抛运动，则有：h ＝12gt 2⑥ 得：t ＝ 2h g ＝ 2×110 s ＝55s ⑦ 滑块滑离平台后落地时的速度为：v ′＝v 2＋gt 2＝2 6 m/s落地点离平台的水平距离s 的大小为：s ＝vt ＝2×55 m ＝255m. 答案：(1)1 m 2 m (2)2 6 m/s255 m机械能守恒定律及其应用[基础巩固题组](20分钟，50分)1．(多选)下列说法正确的是( )A．如果物体所受到的合力为零，则其机械能一定守恒B．如果物体所受到的合力做的功为零，则其机械能一定守恒C．物体沿光滑曲面自由下滑的过程中，其机械能一定守恒D．做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒解析：选CD.物体沿光滑曲面自由下滑的过程中，只有重力做功，所以机械能守恒，选项C正确；做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒，如自由落体运动，选项D正确．2．(多选)如图所示，斜面体置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是( )A．物体的重力势能减少，动能增加B．斜面体的机械能不变C．斜面体对物体的弹力垂直于接触面，不对物体做功D．物体和斜面体组成的系统机械能守恒解析：选AD.物体下滑过程中重力势能减少，动能增加，A正确；地面光滑，斜面体会向右运动，动能增加，机械能增加，B错误；斜面体对物体的弹力垂直于接触面，与物体的位移并不垂直，弹力对物体做负功，C错误；物体与斜面体组成的系统机械能守恒，D正确．3．如图所示，质量均为m，半径均为R的两个完全相同的小球A、B，在水平轨道上以某一初速度向右冲上倾角为θ的倾斜轨道，两轨道通过一小段圆弧平滑连接．若两小球运动过程中始终接触，不计摩擦阻力及弯道处的能量损失，在倾斜轨道上运动到最高点时两球机械能的差值为( )A．0 B．mgR sin θC．2mgR sin θD．2mgR解析：选C.两球运动到最高点时速度为零，则两球机械能的差值等于重力势能的差值，为：ΔE＝mg·2R sin θ＝2mgR sin θ，故C正确．4．如图所示，不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a 和b .a 球质量为m ，静置于水平地面上；b 球质量为3m ，用手托住，高度为h ，此时轻绳刚好拉紧．现将b 球释放，则b 球着地瞬间a 球的速度大小为( ) A.gh B ．2gh C. gh2D ．2gh 解析：选A.在b 球落地前，a 、b 两球组成的系统机械能守恒，且a 、b 两球速度大小相等，设为v ，根据机械能守恒定律有：3mgh ＝mgh ＋12(3m ＋m )v 2，解得：v ＝gh ，故A 正确．5．如图所示，轻质细绳的下端系一质量为m 的小球，绳的上端固定于O 点．现将小球拉至水平位置，使绳处于水平拉直状态后松手，小球由静止开始运动．在小球摆动过程中绳突然被拉断，绳断时与竖直方向的夹角为α，已知绳能承受的最大拉力为F ，则cos α值应为( )A ．cos α＝F ＋mg 4mgB ．cos α＝F －mg 2mgC ．cos α＝2F 3mgD ．cos α＝F 3mg解析：选D.设绳长为L ，小球运动到绳与竖直方向夹角为α时，受力情况如图，建立图示坐标系，小球运动过程中机械能守恒，有mgL cos α＝12mv 2，在α角时沿y 轴方向，由牛顿第二定律得F －mg cosα＝m v 2L ，由以上两式联立可解得cos α＝F 3mg，故选项D 正确． 6．如图所示，将一质量为m ＝0.1 kg 的小球自水平平台右端O 点以初速度v 0水平抛出，小球飞离平台后由A 点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC ，并沿轨道恰好通过最高点C ，圆轨道ABC 的形状为半径R ＝2.5 m 的圆截去了左上角127°的圆弧，CB 为其竖直直径(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，重力加速度g 取10 m/s 2，空气阻力不计)，求：(1)小球经过C 点速度v C 的大小；(2)小球运动到轨道最低点B 时轨道对小球的支持力大小；(3)平台末端O 点到A 点的竖直高度H .解析：(1)小球恰好运动到C 点时，重力提供向心力，由牛顿第二定律知mg ＝m v 2C R 解得v C ＝gR ＝5 m/s.(2)从B 点到C 点，由机械能守恒定律有12mv 2C ＋mg ·2R ＝12mv 2B 在B 点对小球进行受力分析，由牛顿第二定律有F N －mg ＝m v 2B R联立解得v B ＝5 5 m/s ，F N ＝6.0 N.(3)从A 到B 由机械能守恒定律有12mv 2A ＋mgR (1－cos 53°)＝12mv 2B 所以v A ＝105 m/s在A 点对小球进行速度的分解如图所示，有v y ＝v A sin 53°所以H ＝v 2y 2g＝3.36 m. 答案：(1)5 m/s (2)6.0 N (3)3.36 m[能力提升题组](25分钟，50分)1．一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2，圆轨道1的半径为R ，圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍，小球的质量为m ，若小球恰好能通过轨道2的最高点B ，则小球在轨道1上经过A 处时对轨道的压力为( )A ．2mgB ．3mgC ．4mgD ．5mg解析：选C.小球恰好能通过轨道2的最高点B 时，有mg ＝m v 2B1.8R ，小球在轨道1上经过A 处时，有F ＋mg ＝m v 2A R ，根据机械能守恒定律，有1.6mgR ＋12mv 2B ＝12mv 2A ，解得F ＝4mg ，由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力F ′＝F ＝4mg ，选项C 正确．2．如图所示，可视为质点的小球A 和B 用一根长为0.2 m 的轻杆相连，两球质量相等，开始时两小球置于光滑的水平面上，并给两小球一个2 m/s 的初速度，经一段时间两小球滑上一个倾角为30°的光滑斜面，不计球与斜面碰撞时的机械能损失，g 取10 m/s 2，在两小球的速度减小为零的过程中，下列判断正确的是( )A ．杆对小球A 做负功B ．小球A 的机械能守恒C ．杆对小球B 做正功D ．小球B 速度为零时距水平面的高度为0.15 m解析：选D.由题意可知，A 、B 两球在上升中受重力做功而做减速运动；假设没有杆连接，则A 上升到斜面时，B 还在水平面上运动，即A 在斜面上做减速运动，B 在水平面上做匀速运动，因有杆存在，所以是B 推着A 上升，因此杆对A 做正功，故A 错误；因杆对A 球做正功，故A 球的机械能不守恒，故B 错误；由以上分析可知，杆对球B 做负功，故C 错误；设小球B 速度为零时距水平面的高度为h ，根据系统机械能守恒，可得：mgh ＋mg (h＋L sin 30°)＝12×2mv 2，解得：h ＝0.15 m ，故D 正确． 3．(多选)如图所示，质量均为m 的两个物体A 和B ，其中物体A置于光滑水平台上，物体B 穿在光滑竖直杆上，杆与平台有一定的距离，A 、B 两物体通过不可伸长的细轻绳连接跨过台面边缘的光滑小定滑轮，细线保持与台面平行．现由静止释放两物体，当物体B 下落h 时，B 物体的速度为2v ，A 物体的速度为v .关于此过程下列说法正确的是( )A ．该过程中B 物体的机械能损失了15mgh B ．该过程中绳对物体A 做功为12mv 2 C ．物体A 在水平面上滑动的距离为hD ．该过程中绳对系统做功52mv 2解析：选AB.在图中的虚线对应的位置，将物体B 的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解，如图所示：物体A 、B 沿着绳子的分速度相等，故sin θ＝v 2v ＝12，解得θ＝30°，该过程中A 、B 系统机械能守恒，则mgh ＝12m ·(2v )2＋12mv 2，物体B 的机械能减少量为ΔE B ＝mgh －12m (2v )2，解得ΔE B ＝15mgh ，故选项A 正确；根据动能定理，该过程中绳对物体A 做功为W T ＝12mv 2－0＝12mv 2，故选项B 正确；结合几何关系，物体A 滑动的距离Δx ＝。
2020届高三物理(人教版)一轮复习晚自习随堂练(含解析)：功能关系
（2）整个过程中弹簧最大的弹性势能Ep；
（3）已知轻质弹簧劲度系数为k，求物块向左运动过程中最大的速度为vm时的弹性势能Ep.
19、如图所示，AB为固定在竖直面内、半径为R的四分之一圆弧形光滑轨道，其末端 端切线水平，且距水平地面的高度也为R； 1、2两小滑块均可视为质点用轻细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧两滑块从圆弧形轨道的最高点A由静止滑下，当两滑块滑至圆弧形轨道最低点时，拴接两滑块的细绳突然断开，弹簧迅速将两滑块弹开，滑块2恰好能沿圆弧形轨道运动到轨道的最高点 已知 ，滑块1的质量 ，滑块2的质量 ，重力加速度g取 ，空气阻力可忽不计求：
2020届高三物理（人教版）一轮复习晚自习随堂练
功能关系
1、如图所示是固定在桌面上的“C”形木块，abcd为半径为R的光滑圆轨道的一部分，a为轨道的最高点，de面水平. 将质量为m的小球在d点正上方h高处释放，小球自由下落到d处切入轨道运动，则（）
A．在h一定的条件下，释放小球后小球能否到a点，与小球质量有关
2、答案：C
河北省张家口市2018-2019学年高一下学期6月月考物理试题
【详解】
该同学对小球做的功等于小球动能的增加量，即 ，A错误；以抛出点所在的平面为零势能面，则此时小球的重力势能为零，只有动能，即小球的机械能为 ，B错误；以抛出点所在的平面为零势能面，小球落地瞬间重力势能为-mgh，C正确；小球落地时的竖直方向的速度为 ，则重力的瞬时功率为 ，D错误。
A. 斜面体受水平地面的静摩擦力为零
B. 木块沿斜面下滑的距离为 t
C. 如果给质量为m的木块一个沿斜面向上的初速度v2，它将沿斜面上升到h高处速度变为v1
D. 木块与斜面摩擦产生的热量为mgh－ mv22＋ mv12
2025年高考物理一轮复习(新人教版) 第6章 第5课时 功能关系 能量守恒定律
考点一 常见的功能关系的理解和应用
由E－s图像知，物块动能与重力势能的和减小，则物块 下滑过程中机械能不守恒，故A正确； 由E－s图像知，整个下滑过程中，物块机械能的减少量 为ΔE＝30 J－10 J＝20 J，重力势能的减少量ΔEp＝mgh ＝30 J，又ΔE＝μmgcos α·s，其中cos α＝ s2－h2＝0.8，h＝3.0 m，g＝
能量
功能关系
表达式
除重力和弹力之外的其他力做的功 机械能
等于机械能变化量
W其他＝E2－E1＝ΔE
摩擦产生 一对相互作用的滑动摩擦力做功之 的内能 和的绝对值等于产生的内能
Q＝Ff·x相对
电能 克服安培力做的功等于电能增加量 W克安＝E2－E1＝ΔE电
考点一 常见的功能关系的理解和应用
判断正误
1.一个物体的能量增加，必定有其他物体的能量减少。( √ ) 2.合力做的功等于物体机械能的改变量。( × )
第六章
机械能守恒定律
第 5
功能关系 能量守恒定律
课
时
目标 1.熟练掌握几种常见的功能关系，并会用于解决实际问题。2.掌握一对摩擦力做功与能量转化的关系。3.会应 要求 用能量守恒观点解决综合问题。
内
考点一 常见的功能关系的理解和应用
容
索
考点二 摩擦力做功与能量转化
引
考点三 能量守恒定律的理解和应用
√A.摩擦力对物块做的功为－μmg(s＋d) √B.摩擦力对木板做的功为μmgs
C.木板动能的增量为μmgd D.由于摩擦而产生的热量为μmgs
考点二 摩擦力做功与能量转化
根据功的定义W＝Flcos θ，其中l指物体的位移， 而θ指力与位移之间的夹角，可知摩擦力对物块 做的功W1＝－μmg(s＋d)，摩擦力对木板做的功 W2＝μmgs，A、B正确； 根据动能定理可知木板动能的增量ΔEk＝W2＝μmgs，C错误； 由于摩擦而产生的热量Q＝Ff·Δx＝μmgd，D错误。
2020高考物理一轮复习 第五章 第6课时 功能关系练习(无答案)
功能关系1．功能关系(1)功是转化的量度，即做了多少功就有多少发生了转化。
(2)做功的过程一定伴随着的转化，而且的转化必须通过做功来实现。
2．几种常见的功能关系知识点二、能量守恒定律1．内容：能量既不会消灭，也不会创生。
它只会从一种形式为其他形式，或者从一个物体到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持。
2．表达式：ΔE减＝。
[思考判断](1)力对物体做了多少功，物体就具有多少能。
( )(2)能量在转移或转化过程中，其总量会不断减少。
( )(3)在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的。
( )(4)滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化。
( )(5)一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。
( )(6)合外力做功等于物体动能的改变量。
( )(7)与势能有关的力(重力、弹簧弹力、电场力)做的功等于对应势能的改变量。
( )力学中几种常见的功能关系他力做正功，物体的机械作用于系统的一对滑动摩统内能增加1．[只有弹力做功时的功能关系]如图1所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F 作用下物体处于静止状态，当撤去力F 后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是( ) A ．弹簧的弹性势能逐渐减少 B ．物体的机械能不变C ．弹簧的弹性势能先增加后减少D ．弹簧的弹性势能先减少后增加2．[重力、摩擦力做功时的功能关系](多选)如图所示，一固定斜面倾角为30°，一质量为m 的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g 。
物块上升的最大高度为H ，则此过程中，物块的( ) A ．动能损失了2mgH B ．动能损失了mgH C ．机械能损失了mgH D ．机械能损失了12mgH。
全程复习构想高考物理一轮复习 第六章 碰撞与动量守恒 专题五 功能关系 能量守恒课时作业 新人教版
功能关系能量守恒自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态，作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中拉力是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC＝0.50 m，盆边缘的高度为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 面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.10，小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的位置到B 的距离为( )A ．0.50 mB ．0.25 mC ．0.10 mD ．0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 －μmgl ＝0，解得l ＝h μ＝0.300.10m ＝3 m ＝6d ，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F 1，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为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 ＋F 1)·(L ＋x )B ．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为F 1xC ．小物块和小车增加的机械能为F 1xD ．小物块克服摩擦力所做的功为F 1(L ＋x )解析：对小车运动x 的过程运用动能定理有F 1x ＝12Mv 2－0，物块滑到小车右端时，小车具有的动能为F 1x ，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 Δx ，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 )＝ΔE ＋F 1L ，所以增加的机械能ΔE ＝F (L ＋x )－F 1L ，故C 错误．小物块克服摩擦力所做的功等于摩擦力的大小乘小物块的位移，故F 1(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 (M >m )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v 0＝11 m/s 从θ＝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，g ＝10 m/s 2，下列说法正确的是( )．物块与斜面间动摩擦因数为0.6时，小物块在上升过程产生的热量较少时，小物块在上升过程机械能的减少量较小＝3 m/s的速度顺时针运动，一个质量为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10 m/s2)．，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.点时的速度为多大？点，人和吊环一起沿水平杆向前滑行的距离由能量守恒定律得mgL sin37°＋12mv 2A ＝12mv 2B ＋μmgs cos37°，代入数据解得v B ＝8 m/s.1(2)4.8 m．如图所示，在竖直方向上，A 、B 两物体通过劲度系数为两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连，，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证、B 的质量均为m ＝0.2 kg ，重力加速度取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。
2020年高考物理一轮复习讲练测 专题5.4 功能关系、能量转化和守恒定律(精练) 含解析
专题5.4 功能关系、能量转化和守恒定律1．(2019·湖南省岳阳一中期中)如图所示，劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在墙上，一个小物块(可视为质点)从A 点以初速度v 0向左运动，接触弹簧后运动到C 点时速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内．A 、C 两点间距离为L ，物块与水平面间动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，则物块由A 点运动到C 点的过程中，下列说法正确的是( )A ．弹簧和物块组成的系统机械能守恒B ．物块克服摩擦力做的功为12mv 02C ．弹簧的弹性势能增加量为μmgLD ．物块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生的热量之和 【答案】D【解析】物块与水平面间动摩擦因数为μ，由于摩擦力做功机械能减小，故A 项错误；物块由A 点运动到C 点过程动能转换为弹性势能和内能，根据能量守恒知物块克服摩擦力做的功为μmgL ＝12mv 02－E p 弹，故B 项错误，D项正确；根据B 项分析知E p 弹＝12mv 02－μmgL ，故C 项错误．2．(2019·辽宁省本溪一中期末)如图2所示，水平传送带由电动机带动，并始终保持以速度v 匀速运动，现将质量为m 的物块由静止放在传送带的左端，过一会儿物块能保持与传送带相对静止，设物块与传送带间的动摩擦因数为μ，对于这一过程，下列说法正确的是( )图2A ．摩擦力对物块做的功为0.5mv 2B ．物块对传送带做功为0.5mv 2C ．系统摩擦生热为0.5mv 2D ．电动机多做的功为mv 2 【答案】ACD【解析】对物块运用动能定理，摩擦力做的功等于物块动能的增加，即0.5mv 2，故选项A 正确；传送带的位移是物块位移的两倍，所以物块对传送带做功的绝对值是摩擦力对物块做功的两倍，即为mv 2，故选项B 错误；电动机多做的功就是传送带克服摩擦力做的功，也为mv 2，故选项D 正确；系统摩擦生热等于摩擦力与相对位移的乘积，故选项C 正确。
黑龙江省哈尔滨市第六中学2020届高三物理一轮巩固练习(无答案)：功能关系、能量守恒
功能关系、能量守恒1．一小滑块放在如图所示的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小滑块，小滑块沿斜面向下运动了一段距离．若已知在这个过程中，拉力F做的功大小为A，斜面对滑块的作用力做的功大小为B，重力做功为大小C，空气阻力做功大小为D．当用这些量表达时，小滑块的动能的改变（指末态动能减去初态动能）等于________________．滑块的重力势能的改变等于________________；滑块机械能（指动能与重力势能之和）的改变等于________________2．一个人用力把一个质量为1kg的物体，由静止向上提起1m时物体的速度是2m/s，则在此过程中下列说法正确的是：（取g=10m／s2）〔〕A．手对物体做的功为12J B．合外力对物体做的功为2JC．合外力对物体做的功为12J D．物体克服重力做的功为10J3．如图,卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱,使之沿斜面加速向上移动.在移动过程中,下列说法正确的是〔〕A.F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和B.F对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C.木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能D.F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和4．如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，右端接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连．开始时用手托住B，让细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度．下列有关该过程的分析正确的是〔〕A．B物体的机械能一直减小B．B物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和C．B物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量D．细线拉力对A物体做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量5．如图所示,在倾角为30°的斜面上,有一质量分布均匀的长为L、质量为m的铁链放在斜面的顶端,铁链的上端与斜面的顶端相平齐,用一质量不计的轻绳将一定质量的钩码与铁链相连接,假设斜面的顶端距离水平面足够高。
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功能关系
1．功能关系
(1)功是转化的量度，即做了多少功就有多少发生了转化。
(2)做功的过程一定伴随着的转化，而且的转化必须通过做功来实现。
2．几种常见的功能关系
功能量的变化
合外力做正功动能
重力做正功重力势能
弹簧弹力做正功弹性势能
电场力做正功电势能
其他力(除重力、弹力外)做正功机械能
知识点二、能量守恒定律
1．内容：能量既不会消灭，也不会创生。
它只会从一种形式为其他形式，或者从一个物体到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持。
2．表达式：ΔE减＝。
[思考判断]
(1)力对物体做了多少功，物体就具有多少能。
( )
(2)能量在转移或转化过程中，其总量会不断减少。
( )
(3)在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的。
( )
(4)滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化。
( )
(5)一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。
( )
(6)合外力做功等于物体动能的改变量。
( )
(7)与势能有关的力(重力、弹簧弹力、电场力)做的功等于对应势能的改变量。
( )
力学中几种常见的功能关系
各种力做功
对应能
的变化
定量的关系
合力做功动能变化
合力对物体做功等于物体动能的增量W合＝
____________
重力做功
重力势
能变化重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加，且W G＝－ΔE p＝______
弹簧弹 力做功 弹性势 能变化 弹力做正功，弹性势能减少，弹力做负功，弹性
势能增加，且W 弹＝－ΔE p ＝________
只有重力、弹 簧弹力做功 不引起机
械能变化 机械能守恒ΔE ＝______
非重力和 弹力做功 机械能 变化 除重力和弹力之外的其他力做正功，物体的机械能增加，做负功，机械能减少，且W 其他＝ΔE 一对相互作用的滑动摩擦力的总功
机械能减少
内能增加
(1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，
系统内能增加
(2)摩擦生热Q ＝_________
1．[只有弹力做功时的功能关系]如图1所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F 作用下物体处于静止状态，当撤去力F 后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是( ) A ．弹簧的弹性势能逐渐减少 B ．物体的机械能不变
C ．弹簧的弹性势能先增加后减少
D ．弹簧的弹性势能先减少后增加
2．[重力、摩擦力做功时的功能关系](多选)如图所示，一固定斜面倾角为30°，一质量为m 的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g 。
物块上升的最大高度为H ，则此过程中，物块的( ) A ．动能损失了2mgH B ．动能损失了mgH C ．机械能损失了mgH
D ．机械能损失了1
2
mgH。