发布时间 : 星期六 文章2020-2021【名校提分专用】高考物理一轮复习课时跟踪检测十九功能关系能量守恒定律更新完毕开始阅读d40eed3bcd22bcd126fff705cc17552706225ec9
最新人教版试题 课时跟踪检测（十九） 功能关系 能量守恒定律
对点训练：功能关系的理解和应用
1．(2016·四川高考)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪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 C．重力势能减小了1 900 J
B．动能增加了2 000 J D．重力势能减小了2 000 J
解析：选C 根据动能定理得韩晓鹏动能的变化ΔE＝WG＋Wf＝1 900 J－100 J＝1 800 J＞0，故其动能增加了1 800 J，选项A、B错误；根据重力做功与重力势能变化的关系WG＝－ΔEp，所以ΔEp＝－WG＝－1 900 J＜0，故韩晓鹏的重力势能减小了1 900 J，选项C正确，选项D错误。
2.[多选](2018·南京模拟)一质量为m的物体在竖直向上的拉力F作用下沿竖直方向向上运动，运动过程中物体的动能与位移的关系如图所示，其中0～x1为一曲线，x1～x2为一与横轴平行的直线，x2～x3为一倾斜直线，不计空气阻力，关于物体在这段位移内的运动，下列说法正确的是( )
A．0～x1过程中拉力F逐渐增大
B．x1～x2过程中物体的重力势能可能不变 C．x2～x3过程中拉力F为恒力 D．0～x3过程中物体的机械能增加
解析：选CD 由动能定理Ek－Ek0＝F合x得，F合＝
Ek－Ek0
，即图像的斜率(曲线切线)表x示物体所受合力F合，在0～x1过程中曲线的斜率越来越小，F合越来越小，mg不变，则拉力
F越来越小，A错误；在x1～x2过程中物体匀速上升，其重力势能一直增加，B错误；在x2～x3过程中斜率是一定值，F合是一定值，所以拉力F是恒力，C正确；在0～x3过程中拉力F一直做正功，物体机械能一直增加，D正确。
3.[多选](2018·青岛模拟)如图所示，一根原长为L的轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球，在弹簧的正上方从距地面高度为H处由静止下落压缩弹簧。若弹簧的最大压缩量为x，小球下落过程受到的空气阻力恒为Ff，则小球从开始下落至最低点的过程( )
A．小球动能的增量为零
B．小球重力势能的增量为mg(H＋x－L) C．弹簧弹性势能的增量为(mg－Ff)(H＋x－L) D．系统机械能减小FfH
部编本试题，欢迎下载！ 最新人教版试题 解析：选AC 小球下落的整个过程中，开始时速度为零，结束时速度也为零，所以小球动能的增量为0，故A正确；小球下落的整个过程中，重力做功WG＝mgh＝mg(H＋x－L)，根据重力做功量度重力势能的变化WG＝－ΔEp得：小球重力势能的增量为－mg(H＋x－L)，故B错误；根据动能定理得：WG＋Wf＋W弹＝0－0＝0，所以W弹＝－(mg－Ff)(H＋x－L)，根据弹簧弹力做功量度弹性势能的变化W弹＝－ΔEp得：弹簧弹性势能的增量为(mg－Ff)·(H＋x－L)，故C正确；系统机械能的减少等于重力、弹力以外的力做的功，所以小球从开始下落至最低点的过程，克服阻力做的功为：Ff(H＋x－L)，所以系统机械能的减小量为：Ff(H＋x－L)，故D错误。
对点训练：摩擦力做功与能量的关系
4.(2018·南通二模)如图所示，木块A放在木板B的左端上方，用水平恒力F将A拉到B的右端，第一次将B固定在地面上，F做
功W1，生热Q1；第二次让B在光滑水平面可自由滑动，F做功W2，生热Q2，则下列关系中正确的是( )
A．W1＜W2，Q1＝Q2 C．W1＜W2，Q1＜Q2
B．W1＝W2，Q1＝Q2 D．W1＝W2，Q1＜Q2
解析：选A 木块A从木板B左端滑到右端克服摩擦力所做的功W＝Ffx，因为木板B不固定时木块A的位移要比木板B固定时长，所以W1＜W2；摩擦产生的热量Q＝Ffl都从木板B左端滑到右端，相对位移相等，所以Q1＝Q2，故选项A正确。
5.如图，位于水平面的圆盘绕过圆心O的竖直转轴做圆周运动，在圆盘上有一质量为m的小木块，距圆心的距离为r，木块与圆盘间的最大静摩擦力为压力的k倍，在圆盘转速缓慢增大的过程中，下列说法正确的是( )
A．摩擦力对小木块做正功，其机械能增加 1
B．小木块获得的最大动能为kmgr
4
C．小木块所受摩擦力提供向心力，始终指向圆心，故不对其做功 D．小木块受重力、支持力和向心力
解析：选A 木块随圆盘一起做加速转动，线速度越来越大，是摩擦力沿速度方向的分力对小木块做正功，其机械能增加，故A正确，C错误；在木块的摩擦力没有达到最大前，静摩擦力的一部分提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力沿圆心方向的分力：
2Fn＝mω2r，又Ffm＝kmg，所以mωr＜kmg，即ω＜
相对
，两次
kg112
。小球的最大动能为m(ωr)＝kmgr，r22
故B错误；小木块在运动的过程中受到重力、支持力和摩擦力的作用，向心力是效果力，不能说小球受到向心力，故D错误。
6.[多选](2018·南昌模拟)如图所示，小球从A点以初速度v0
部编本试题，欢迎下载！ 最新人教版试题 沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回A点，C为AB的中点。下列说法中正确的是( )
A．小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，外力做功为零 B．小球从A到C与从C到B的过程，减少的动能相等 C．小球从A到C与从C到B的过程，速度的变化率相等 D．小球从A到C与从C到B的过程，损失的机械能相等
解析：选BCD 位移是从初位置指向末位置的有向线段，故小球从A出发到返回A，位移为0，但整个过程中摩擦力的方向与小球运动的方向始终相反，故整个过程中摩擦力对小球做负功，故A错误；设从A到C的高度和从C到B的高度为h，AC的距离为s，斜面的倾角为θ，则有ssin θ＝h，根据动能定量：－mgh－μmgscos θ＝ΔEk ，可知小球从A到
C过程中与从C到B过程合外力对小球做的功相同，故小球减少的动能相等，故B正确；由
于小球从A到C再到B整个过程做匀减速运动，即两个过程加速度相等，即速度变化率相等，故C项正确；克服除重力之外其它力做多少功，小球的机械能就减少多少，根据－μmgscos θ＝－ΔE，可得小球从A到C过程与从C到B过程，损失的机械能相等，故D正确。
对点训练：能量守恒定律的应用
7.[多选](2018·湖南师大附中月考)如图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v向右匀速运动，现将质量为m的物体
竖直向下轻轻地放置在木板上的右端，已知物体m和木板之间的动摩擦因数为μ，为保持木板的速度不变，须对木板施一水平向右的作用力F。从物体m放到木板上到它相对木板静止的过程中，下列说法正确的是( )
A．因摩擦产生的热量为mv 12
B．因摩擦产生的热量为mv
2C．力F对木板做功的数值为mv D．力F对木板做功的数值为2mv
解析：选BC 由能量转化和守恒定律可知，拉力F对木板所做的功W一部分转化为物121
体m的动能，一部分转化为系统内能，故W＝mv＋μmg·s相，s相＝vt－vt，v＝μgt，
22122
以上三式联立可得：W＝mv，因摩擦产生的热量Q＝μmg·s相＝mv，故B、C正确。
2
8.[多选]滑沙运动是人们喜爱的游乐活动，如图是滑沙场地的一段斜面，其倾角为30°，设参加活动的人和滑车总质量为m，人和滑车从距底端高为h处的顶端A沿滑道由静止开始匀加速下
滑，加速度为0.4g，人和滑车可视为质点，则从顶端向下滑到底端B的过程中，下列说法正确的是( )
A．人和滑车减少的重力势能全部转化为动能
22
2
部编本试题，欢迎下载！ 最新人教版试题 B．人和滑车获得的动能为0.8mgh
C．整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2mgh D．人和滑车克服摩擦力做功为0.6mgh
解析：选BC 加速度大小为0.4g，设受到的摩擦力是f，则沿斜面的方向根据牛顿第二定律：ma＝mgsin 30°－f，所以f＝0.1mg；则人和滑车下滑的过程中受到摩擦力的作用，人和滑车减少的重力势能转化为动能和内能，故A错误；人和滑车下滑的过程中重力和摩擦力做功，获得的动能为Ek＝(mgsin 30°－f)＝0.8mgh，故B错误；整个下滑过程
sin 30°中人和滑车减少的机械能为ΔE＝mgh－Ek＝mgh－0.8mgh＝0.2mgh，故C正确；整个下滑过程中克服摩擦力做功等于人和滑车减少的机械能，所以人和滑车克服摩擦力做功为0.2mgh，故D错误。
9．如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的圆弧轨道MNP，其形状为半径R＝1.0 m的圆环剪去了左上角120°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离是h＝2.4 m。用质量m＝0.4 kg的小物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放弹簧后物块沿粗糙水平桌面运动，从D飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆弧轨道。(不计空气阻力，g取10 m/s)求：
2
h
(1)小物块飞离D点时速度vD的大小；
(2)若圆弧轨道MNP光滑，小物块经过圆弧轨道最低点N时对圆弧轨道的压力FN； (3)若小物块m刚好能达到圆弧轨道最高点M，整个运动过程中其克服摩擦力做的功为8 J，则开始被压缩的弹簧的弹性势能Ep至少为多少焦耳？
解析：(1)物块离开桌面后做平抛运动，
竖直方向：vy＝2gh，代入数据解得：vy＝43 m/s， 设物块进入圆弧轨道时的速度方向与水平方向夹角为θ， 由几何知识可得：θ＝60°，tan θ＝，代入数据解得：
2
vyvDvD＝4 m/s。
(2)物块由P到N过程，由机械能守恒定律得： 1122
m(vD＋vy)＋mgR(1－cos 60°)＝mvN2， 22在N点，支持力与重力的合力提供同心力：
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