2017-2018学年高中物理重难点强化练(三)功能关系和能量守恒问题粤教版必修2

1、A. 0.2 kWB. 5 kW重难点强化练（三） 功能关系和能量守恒问题1 静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力。不计空解析：选 C 物体受恒力加速上升时，恒力做正功，物体的机械能增大，又因为恒力做12功为：W F-at2,与时间成二次函数关系，A B项错误；撤去恒力后，物体只受重力作用，24 1所以机械能守恒，D 项错误，C 项正确。2.（多选）如图 1 所示，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在竖直放置的半径为R的圆环顶点P,另一端系一质量为m的小球，小球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始时小球置于A点，弹簧处于自然状态，当小球运动到最低点时速率为正确的是（）图 1

2、/ xA.从A到B的过程中，小球的机械能守恒B.从A到B的过程中，小球的机械能减少v2C.小球过B点时，弹簧的弹力为mg+ mRv2D.小球过B点时，弹簧的弹力为mg+ nR/解析：选 BC 运动过程中，弹力对小球做负功，小球的机械能减少，A 错，B 对；由牛T|ljr jrjh；2 2顿第二定律得Fmg= mR，故小球过B点时，弹力F=m叶mR，C 对，D 错。3.太阳能汽车是利用太阳能电池板将太阳能转化为电能工作的一种新型汽车，已知太阳辐射的总功率约为 4X1026W，太阳到地球的距离约为1.5x1011m，假设太阳光传播到达地面的过程中约有 40%勺通量损耗，某太阳能汽车所用太阳能电池板

3、接收到的太阳能转化为2机械能的转化效率约为 15%汽车太阳能电池板的面积为8 m，如果驱动该太阳能汽车正常V,对圆环恰好没有压力。下列F沖A. 0.2 kWB. 5 kW行驶所需的机械功率20%来自于太阳能电池，则该太阳能汽车正常行驶所需的机械功率为（已知半径为r的球表面积为S= 4nr2）（）3D. 1 000 kW解析：选 B 太阳的总功率分布在半径是1.5x1011m 的球面上，则单位面积上的功率R140%）x15%R）x8,则汽车需要的功率约为：R总 丽*5 kW;故选 B。4.（多选）如图 2 所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力之沿斜面加速向上移动，在移动过程中，下列说法中正确的是解析

4、：选 AD 它们的总动能为 2 丘，则A的动能为 丘，根据动能定理知：外力对物体A所做总功的绝对值等于物体A动能的变化量，即 丘，故 A 正确，B 错误；系统克服摩擦力做 的功等于系统的动能和弹簧的弹性势能的减小量，所以系统克服摩擦阻力做的功不可能等于 系统的总动能 2Ek,故 C 错误；系统的机械能等于系统的动能加上弹簧的弹性势能，当它们 的总动能为 2Ek时撤去水平力F,最后系统停止运动，系统克服阻力做的功一定等于系统机 械能的减小量，D 正确。C. 100 kWR)4X10264X10262w/m1.42x1o3w/m；汽车吸收到的太阳功率R(1F拉位于粗糙斜面上的木箱，使A.B.C.D

5、.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木箱克服重力做功等于木箱的重力势能的增加量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所做的功之和解析：选 CD 克服重力做的功等于物体重力势能的增加量,&一 W, C 正确。由能定理得W+ W+W2mV,则W冷一WW(E+ Ep) W,A B 错误，D 正确。2 25.（多选）如图 3 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。且该系统在外力F作用下一起做匀加速直线运动，当它们的总动能为 撤去水平力F,最后系统停止运动。不计空气阻

6、力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从 撤去拉力F到系统停止运动的过程中（）2E时A.B./r/外力对物体A所做总功的绝对值等于物体A克服摩擦阻力做的功等于丘EkC.系统克服摩擦阻力做的功可能等于系统的总动能2EkD. 系统克服摩擦阻力做的功一定等于系统机械能的减小量图 246.（多选）物体由地面以 120 J 的初动能竖直向上抛出，当它上升到某一高度A点时，动能减少 40 J,机械能减少 10 J。设空气阻力大小不变，以地面为零势能面，则物体（）A. 在最高点时机械能为 105 JB. 上升到最高点后落回A点时机械能为 70 JC.空气阻力与重力大小之比为1 : 4D.上升过程与下落过程加速

7、度大小之比为 2 : 1解析：选 BD 物体以 120 J 的初动能竖直向上抛出，做竖直上抛运动，当上升到A点时，动能减少了 40 J，机械能损失了 10 J。根据功能关系可知：合力做功为 40 J，空气 阻力做功为一 10 J,合力做功是阻力做功的 4 倍，则当上升到最高点时，动能为零，动能减 小了 120 J，合力做功为120 J，则阻力做功为30 J，机械能减小 30 J，因此在最高点 时机械能为 120 J 30 J = 90 J,故 A 错误；由上分析知，从A点到最高点机械能减小 20 J, 当下落过程中，由于阻力做功不变，所以又损失了20 J，因此该物体落回A时的机械能为110 J

8、 20 J 20 J = 70 J，故 B 正确；对从抛出点到A点的过程，根据功能关系：mglfh=40 J ,fh= 10 J，则得：空气阻力与重力大小之比为f：mg=1 : 3,故 C 错误；根据牛顿第二定律得：上升过程有：mg+ f=ma；下降过程有：mg- f=ma;则得a1:a2= 2 : 1，故 D正确。7. （多选）如图 4 所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速率v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为，物体过一会儿能保持与传送带相对静止， 对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程，下列说法正确的是（）一 12A.电动机多做的功为？mv

9、12B.摩擦力对物体做的功为 qmvC.电动机增加的功率为imgv. 12D.传送带克服摩擦力做功为？mv解析：选 BC 由能量守恒知电动机多做的功为物体动能增量和摩擦生热QA 错误。根12据动能定理，对物体列方程，W=，mv, B 正确。因为电动机增加的功率P=时间t5传送带的路程是物体路程的 2 倍，所以传送带克服摩擦力做功是摩擦力对物体做功的2 倍,即mV, D 错误。& （多选）如图 5 所示，滑块a、b的质量均为m a套在固定竖直杆上，与光滑水平地 面相距h，b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g。则（）A.

10、 a落地前，轻杆对b一直做正功B.a落地时速度大小为 2ghC.a下落过程中，其加速度大小始终不大于gD.a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg解析：选 BD 由题意知，系统机械能守恒。设某时刻a、b的速度分别为va、Vb。此时刚性轻杆与竖直杆的夹角为9，分别将Va、Vb分解，如图。因为刚性杆不可伸长，所以沿杆的分速度v/与v/是相等的，即Vacos9=Vbsin9。当a滑至地面时9= 90，此时Vb= 0,由系统机械能守恒得mgh=?mV2，解得Va=2gh，选项 B 正确。同时由于b初、末 速度均为零，运动过程中其动能先增大后减小，即杆对b先做正功后做负功，选项 A 错误。

11、图 5杆对b的作用先是推力后是拉力， 对a则先是阻力后是动力， 即a的加速度在受到杆的向下 的拉力作用时大于g,选项 C 错误。b的动能最大时，杆对a、b的作用力为零，此时a的机6 Ib只受重力和支持力， 所以b对地面的压力大小为mg选项 D 正确。正确选项为9.小物块A的质量为m物块与坡道间的动摩擦因数为卩,水平面光滑；坡道顶端距水平面高度为h,倾角为9;物块从坡道进入水平滑道时，在底端O点处无机械能损失， 重力加速度为g。将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定在墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O点，如图 6 所示。物块A从坡顶由静止滑下，求：7图 6(1) 物块滑到0点时的速度大小；(2)

12、 弹簧为最大压缩量时的弹性势能；(3) 物块A被弹回到坡道上升的最大高度。一 12解析：(1)由动能定理有mgh-卩mglcot0= qmv得v=2gh 1口 cot0。水平滑道上，由能量守恒定律得E，= mV即EP=mg卩mglcot0。设物块能上升的最大高度为hi,物块被弹回过程中，由能量守恒定律得EP=mgh+mghcot010.如图 7 所示，AB为半径R= 0.8 m 的光滑圆弧轨道,小车质量 M= 3 kg ,车长L= 2.06 m 车上表面距地面的咼度的滑块，由轨道顶端无初速度释放，滑到B端后冲上小车。已知地面光滑， 滑块与小车上表面间的动摩擦因数1= 0.3，当车运动了t0=

13、1.5 s 时，车被地面装置锁定(g= 10 m/s2)。试求:(1) 滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；(2) 车被锁定时，车右端距轨道B端的距离；(3) 从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小。解析：(1)由机械能守恒定律和牛顿第二定律得212VBmgR=,NBmg= mR,则：NB= 30 N。设m滑上小车后经过时间11与小车同速，共同速度大小为v对滑块有：1mg= ma,v=VBa1t1，口h解得hi=-1cot01+1cot0答案：(1)2gh11cot0(2)mg imghcot01 1cot0k1+ icot0下端B恰与小车右端平滑对接。h= 0.

14、2 m,现有一质量 m= 1 kg8对于小车：1mg= Ma,v=a2t1。9解得：v= 1 m/s ,ti= 1 s，因tito,故滑块与小车同速后，小车继续向左匀速行驶了 0.5 s，则小车右端距B端的距离为I车=vt1+v(t011)。解得l车=1m。解得Q= 6 J。答案：(1)30 N (2)1 m (3)6 J11.如图 8 所示，传送带与水平面之间的夹角0=30,其上A、B两点间的距离x= 5 m传送带在电动机的带动下以v= 1 m/s 的速度匀速运动，现将一质量m= 10kg 的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数1=12可得g= 2.5 m/s当小物体的速度为1 m/s时，位移为X