2024届一轮复习新人教版 小专题六 功能关系 能量守恒定律 作业.docx

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1、小专题（六）功能关系能量守恒定律训练学科素养.某础题组夯基1. （2023河北秦皇岛测试）（多选）静止在斜面底端的物块,在外力的作用下沿光滑斜面向上做匀加速运动，在某位置撤去外力，经过一段时间物块返回斜面底端。下列说法正确的是（BC）A.物块沿斜面上滑的过程中,机械能一直增加B.物块下滑过程机械能一定守恒C.外力所做的功等于物块回到底端时的动能D.外力所做的功小于物块到达最高点时增加的重力势能解析:撤去外力后物块依然有沿斜面向上的速度，所以物块还会上滑一段时间,这段时间内物块机械能不变,选项A错误;下滑时只有重力做功,机械能守恒,选项B正确;合外力做功等于动能的变化量,选项C正确;物块到最高点

2、,速度为零,初、末状态动能无变化,所以外力做功等于物块到达最高点时增加的重力势能,选项D错误。2. （2023浙江杭州检测）在儿童乐园的蹦床项目中，小孩在两根弹性绳和蹦床的协助下实现上下弹跳。如图所示,某次蹦床活动中小孩静止时处于0点，当其弹跳到最高点A后下落可将蹦床压到最低点B,小孩可看成质点,不计空气阻力。下列说法正确的是（A）弹性绳BA.从A运动到。,小孩重力势能减少量大于动能增加量B.从O运动到B,小孩动能减少量等于弹性绳和蹦床弹性势能增加量C.从A运动到B,小孩机械能减少量小于蹦床弹性势能增加量D.若从B返回到A,小孩机械能增加量等于蹦床弹性势能减少量解析:从A运动到0,小孩重力势能

3、减少量等于动能增加量与弹性绳的弹性势能增加量之和,选项A正确;从。运动到B,小孩动能和重力势能的减少量之和等于弹性绳和蹦床的弹性势能的增加量,选项B错误;从A运动到B,小孩的机械能转化为弹性绳和蹦床的弹性势能,则小孩机械能减少量大于蹦床弹性势能增加量,选项C错误;若从B返回到A,小孩机械能增加量等于蹦床和弹性绳弹性势能减少量之和，选项D错误。3. （2023广东江门模拟）（多选）如图为我市平远五指石旅游区的双线客运索道,其索线由静止不动的承载索和牵引缆车运动的牵引索组成。运行过程中牵引索通过作用力F使缆车沿倾斜的承载索道斜向上加速移动,不计空气阻力,在缆车向上移动的过程中，下列说法正确的是（C

4、D）A.B. F对缆车做的功等于缆车增加的动能和克服摩擦力所做的功之和C. F对缆车做的功等于缆车克服摩擦力和克服重力所做的功之和C.缆车克服重力做的功等于缆车增加的重力势能D.F对缆车做的功等于缆车增加的动能与缆车克服重力和摩擦力做的功之和解析：因为缆车做加速运动,故它的动能增加,根据功能关系可知，力F对缆车做的功等于缆车重力势能的增加、动能的增加、缆车克服摩擦力做功之和,故D正确,A、B错误;缆车克服重力做的功等于缆车增加的重力势能,故C正确。4. （2023广东珠海模拟）某同学将一个质量为m的小球竖直向上抛此小球上升的最大高度为Ho设上升过程中空气阻力F大小恒定,则在上升过程中（B）A.

5、小球的动能减小了mgHB.小球机械能减小了FHC.小球重力势能减小了mgHD.小球克服空气阻力做功（F+mg）H解析：根据动能定理可得AEk=（F+mg）H,可知小球的动能减小了（Fmg）H,A错误；除重力外其他力做功引起小球机械能的变化，则有E机二-FH,可知小球克服空气阻力做功FH,小球机械能减小了FH,B正确,D错误;小球重力做功为Wc-mgH,可知小球重力势能增加了mgH,C错误。5. （2023广东广州模拟）（多选）转运码头上起吊机正在工作,启动电动机收紧钢索,将原来静止的重物竖直向上提升。提升的前两个阶段，重物的机械能E与上升距离h的关系如图所示。若各种摩擦均忽略不计,对于这两个阶

6、段下列判断正确的是（BD）A.全程,钢索拉重物的力一直增大B.在第一阶段，电动机的输出功率可能保持不变C.在第二阶段,重物一定做匀速运动D.在第二阶段,钢索拉重物的力可能大于重物的重力解析:根据功能关系，机械能的增量等于除重力以外的其他力所做的功,可知图像的斜率表示钢索拉重物的力F,所以全程钢索拉重物的力先减小,后保持不变,故A错误；由以上分析可知,在第一阶段,钢索的拉力逐渐减小,而重物的速度在逐渐增大,根据P=Fv可知，电动机的输出功率可能保持不变,故B正确;在第二阶段,钢索拉力不变,若钢索拉力大于重物的重力，则重物做匀加速直线运动,故C错误,D正确。6.一质量为m=2kg的物块在长1=9m

7、的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑,经过t=3s到达斜面底端，以水平地面为零势能面,其重力势能随下滑距离s的变化如图所示,斜面始终静止在水平地面上,重力加速度g取10ms2o则（D）A.物块下滑过程中机械能守恒B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.3C.物块下滑时加速度的大小为4ms2D.物块下滑过程中机械能一共损失了72J解析：由运动学公式有1带at；解得物块下滑时的加速度大小为a=2ms2,选项C错误;因物块下滑过程中的重力势能为E=mg（h-ssin）二-mgssin+mgh（式中h为斜面顶端到地面的距离，为斜面的倾角）,再结合题意可知Ep-S图像的斜率的绝对值为k=mgsin=12N,解得si

8、n=0.6,根据mgsinO-Umgcos=ma,解得=0.5,选项B错误;物块下滑过程中机械能损失了AE=Rmg1CoS6=72J,选项A错误,D正确。7.自动充电式电动车的前轮装有发电机,发电机与蓄电池连接。当骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时，自行车就可以连通发电机向蓄电池充电,将其他形式的能转化成电能储存起来。某人骑车以500J的初动能在粗糙的水平路面上滑行,第一次关闭自动充电装置,让车自由滑行,其动能随位移变化关系如图线所示;第二次启动自动充电装置,其动能随位移变化关系如图线所示,则第二次向蓄电池所充的电能是（A）A.200JB.250JC.300JD.500J解析:第一次关闭自动

9、充电装置，自由滑行时只有摩擦力做功,根据动能定理有F1x1=Ek,N=50N,第二次启动自动充电装置后,滑行直至停下来的过程,动能一部分因车克服摩擦力做功损失掉，一部分转4tf,Ek=Ffx2+W,W=Ek-Ffx2=500J-506J=200J,即充电的电能为200J,选项A正确。8. （2023河北廊坊期末）（多选）如图所示,倾角为30的斜面固定在水平地面上,轻弹簧一端固定在垂直斜面的挡板上。现将一质量为m的物块（可视为质点）从斜面上的A点由静止释放,物块下滑过程中压缩弹簧到达最低点B后,被弹簧弹回并沿斜面上滑到距A点与处速度减为零。已知AB=1,弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小为go

10、下列说法正确的是（BC）A.物块与斜面间的动摩擦因数为0.1B.物块与斜面间的动摩擦因数为卷C.物块压缩弹簧到最低点的过程中,弹簧弹力对物块做功为-誓D.物块压缩弹簧到最低点的过程中，弹簧弹力对物块做功为-等解析：在整个运动过程中，根据能量守恒定律Img1sin0=mg（21-）cos0,解得噂A错误,B正确;从A到B的过程中，根据动能定理W+mg1sin。-Umg1cos=0,代入数据整理得W=-WC正确,D错误。,创新题组提能9. （2023湖北鄂州三模）（多选）如图所示,水平桌面上的轻质弹簧左端固定,右端与静止在0点的小物块接触而不连接,此时弹簧无形变。现对物块施加大小恒为F、方向水平向

11、左的推力，当物块向左运动到A点时撤去该推力,物块继续向左运动,最终物块运动到B点静止。已知物块质量为m,与桌面间的动摩擦因数为,OA=11,OB=I2,重力加速度大小为g。下列说法正确的是（BCD）aP11-4*itHBA.物块在0点刚开始运动时的加速度大小a=-mB.在推力作用的过程中,物块的速度可能一直增大C.在物块向右运动过程中，经过0点速度大小为隔砥D.在物块运动的整个过程中，弹性势能的最大值Epm=11umg12解析:物块在0点时由牛顿第二定律得F-mg=ma,可得a2吗m故A错误;在推力作用下的过程中，推力可能一直大于摩擦力m和弹力之和，即可能做加速度逐渐减小的加速运动，所以速度可

12、能一直增大,故B正确;物块从0到B的过程，由能量转化和守恒定律得1IU。2二mg12,解得VO=，2从现2,故C正确；设物块从0点向左运动X后返回，由能量守恒定律得FIfpmgx+Epm,由最左侧到B点的过程，由能量守恒定律得EPm=Umgx+mg12,解得Epm=F1+mgI2,故D正确。10.（2023四川南充二诊）小物块以一定的初速度沿斜面向上滑动，然后滑回到原处。设物块与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek、重力势能Ep、机械能E、产生的内能Q与位移X关系图线正确的是（D）解析：上滑时有一(mgsinO+UmgcosO)X二Ek-TmU(,整理得Ek二mv02-(mgsi

13、n+mgcosO)X=bkx,下滑时有(IngSin。一mgcosO)(1-x)=Ek,整理得Ek=(mgsin-mgcos)1-(mgsin-mgcos0)x=b-k,x,所以图A应该是直线,A错误;小物块上滑后又下滑，其位移先增大后减小，而图像B中位移一直增大,B错误;根据AE=W其，由于摩擦力全程做负功，则机械能全程不断减小,而图C下滑过程中机械能增加,C错误;上滑时有Q=UmgXCOS。二kx,下滑时有Q=PnIg1COS+mg(1-)cos=2mg1cos-mgxcos=bkx,由数学知识可知，D正确。11.如图甲所示,在水平面上固定倾角为=37。底端带有挡板足够长的斜面,斜面体底端

14、静止一质量为m=1kg的物块(可视为质点)，从某时刻起,物块受到一个沿斜面向上的拉力F作用，拉力F随物块从初始位置第一次沿斜面向上的位移X变化的关系如图乙所示,随后不再施加外力作用，假设物块与固定挡板碰撞前后速率不变，不计空气阻力和碰撞时间，已知物块与斜面之间的动摩擦因数口二0.5,取sin37=0.6,cos370=0.8,g取10ms20求：物块在上滑过程中达到最大动能时拉力F的大小;物块沿斜面上滑的最大位移的大小。解析：（1）上滑过程中对物块进行受力分析，当F=IngSin37o+mgcos37=10N时,物块沿斜面上滑过程中达到的动能最大。设物块沿斜面上滑的最大位移为xm,根据能量守恒

15、定律得Wf=mgxsin37o+mgx111cos37,其中WJ=等J=20J,解得物块沿斜面上滑的最大位移的大小x2mo答案：（1）10N（2）2m12.（2023广东佛山模拟）如图所示,粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接,一质量m的小滑块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放,经过B点后恰好能通过最高点C做平抛运动。已知导轨半径R=0.4m,小滑块的质量m=0.1kg,小滑块与轨道AB间的动摩擦因数=0.2,AB的长度1=20m,重力加速度g取10ms2o求小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小；求弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能；若仅改变AB的长度1,其他不变,滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道,求出1的可能值。解析：（1）小滑块恰好能通过最高点C,有mg初唱,解得vc=2ms,从B到C根据动能定理有-2mgR=1uc2-2,解得v1i=25ms,在B点，对小滑块有F-mg=m,解得F后6N,根据牛顿第三定律可得小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小为6N。设弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能为Ep,根据能量守恒定律有Ep-mg1=-mvz-O,解得E尸5Jo当小滑块恰好能通过最高点C做平抛运动时,