高中物理必修2【功能关系能量守恒定律】典型题(带解析)

1、高中物理必修2【功能关系能量守恒定律】典型题i.物体在竖直方向上分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种运动.在这三种情 况下物体机械能的变化情况是（）A.匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小B.匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小C.匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能可能增加，可能减少，也可能不 变D.三种情况中，物体的机械能均增加解析：选C.无论物体向上加速运动还是向上匀速运动，除重力外，其他外力一定对物 体做正功，物体机械能都增加；物体向上减速运动时，除重力外，物体受到的其他外力不确 定，故无法确定其机械能的变化，C正确.2.如图所示，在轻弹簧

2、的下端悬挂一个质量为机的小球A,若将小球A从弹簧原长位 置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为力.若将小球A换为质量为的小球8,仍 从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降/时的速度为（重力加速度为g,不计空气阻 力）（）is:xa三mowA.历B.D.解析：选B,小球A下降力过程小球克服弹簧弹力做功为用，根据动能定理，有侬 -W1=o ；小球B下降过程，由动能定理有3mgh - Wi=X3mXv2 - 0,解得：v 故B正确.3.（多选）滑沙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人和滑车从距底端高为/处的顶端A沿滑道由静止开始匀加速下滑

3、，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8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B.人和滑车获得的动能为0.8由力C.整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.27Mg力D.人和滑车克服摩擦力做功为0.6mg4解析：选BC .沿斜面的方向有ma-“igsin30 - Ftt所以Ff = O.lmg,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。R）而舒二。即3,故B正确；整个下滑过程中人和滑车减少 的机械能为= nigh - Ek = nigh - 0.8

4、ingh = 0.2night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.幼吆心故D错误.4.（多选）如图所示，质量为的物体（可视为质点）以某一速度从A点冲上倾角为30。 的固定斜面，其减速运动的加速度为玄，此物体在斜面上能够上升的最大高度为心则在这 个过程中物体（）A.重力势能增加了加的B.机械能损失了那吆力C.动能损失了/的D.克服摩擦力做功扣43 rngsin 30 + Fri解析：选AB加速度”会二上，解得摩擦力尸产扣且；物体在斜面上能 够上升的最大高度为力,所以重力势能增加了 mgh,故A项正确；机械能的报失Rx =、g.2h 二

5、53,故B项正确：动能损失量为克服合外力做功的大小 小二F合外力“二52/ mgh,故C错误；克服摩擦力做功%吆心故D错误.以一定的初速度从地面竖直向上抛出一小球，小球上升到最高点之后，又落回到抛 出点，假设小球所受空气阻力与速度大小成正比，则小球在运动过程中的机械能E随离地高度力变化关系可能正确的是(解析：选D .根据功能关系得AE二%V,得荒二R，即E-力图象切线斜率的绝对值 等于空气阻力的大小.在上升过程中，速度减小，空气阻力减小，故图象的斜率减小; 下降过程中，速度增大，空气阻力逐渐增大，故E-h图象的斜率变大；上升过程中平坦阻 力大于下降过程中的平均阻力，故上升过程中机械能的减小量比

6、下降过程中机械能的减小量 大.故图象D正确，A、B、C错误.如图所示，一质量m=2 kg的长木板静止在水平地面上，某时刻一质量M= 1kg的 小铁块以水平向左的速度如=9 m/s从木板的右端滑上木板.已知木板与地面间的动摩擦因 数/“=0.1,铁块与木板间的动摩擦因数“2=0.4,取重力加速度g=10m/s2,木板足够长， 求：罚/(1)铁块相对木板滑动时木板的加速度的大小；(2)铁块与木板摩擦所产生的热量Q和木板在水平地面上滑行的总路程s.解析：(1)设铁块在木板上滑动时，木板的加速度为。2,由牛顿第二定律可得“zMg - /i(Af + in)g = maz,0.4X1X10 - 0.1X

7、3X10解得 02 =5 m/s2 = 0.5 ni/s2.(2)设铁块在木板上滑动时，铁块的加速度为。由牛顿第二定律得-Max,解得二g二4 m/s，设铁块与木板相对静止时的共同速度为。，所需的时间为L则有r = Vo - ait = aj解得：p = 1 m/s, t = 2s.铁块相对地面的位移Xi = 0M -夕i = 9X2 m - |x4X4 m= 10 in.木板相对地面的位移Xi二=X0.5X4m = 1 m,铁块与木板的相对位移Ax=xi -X2= 10 m - 1 m = 9 in,则此过程中铁块与木板摩擦所产生的热量Q = FrAx =射UgAx = 0.4X 1X10X

8、9 J = 36 J.设铁块与木板共速后的加速度为。3,发生的位移为小，则有:r2 - 0ay = 吆=1 n)/s2, X3 = m =0.5 in.木板在水平地面上滑行的总路程s = x2 + X3= 1 m + 0.5 m= 1.5 m.答案：(1)03 m/s2 (2)36 J L5 in7.如图所示，。加是竖直面内的光滑固定轨道，而水平，长度为2;屁是半径为K 的四分之一圆弧，与面相切于力点.一质量为小的小球，始终受到与重力大小相等的水平 外力的作用，自G点处从静止开始向右运动.重力加速度大小为g.小球从G点开始运动到 其轨迹最高点，机械能的增量为()/Fsio15,则515s内质点

9、机械能增加的多，减少的少，故质点在/二15s时的机械能大 于75s时的机械能，D正确.12.在学校组织的趣味运动会上，某科技小组为大家提供了一个游戏.如图所示，将 一质量为0.1 kg的钢球放在。点，用弹射装置将其弹出，使其沿着光滑的半圆形轨道04 和A3运动.5c段为一段长为L=2.0m的粗糙平面，DEFG为接球槽.圆弧04和A3的 半径分别为/=0.2m、K=0.4m,小球与3c段的动摩擦因数为=0.7, C点离接球槽的高 度为力= 1.25m,水平距离为x=0.5m,接球槽足够大，g取10m/s2.求：(1)要使钢球恰好不脱离圆弧形轨道，钢球在A点的速度大小；(2)钢球恰好不脱离轨道时，

10、在8位置对半圆形轨道的压力大小；(3)要使钢球最终能落入槽中，弹射速度如至少多大？解析：(1)要使钢球恰好不脱离轨道，钢球在最高点时，对钢球分析有喏二碍，解得 va = 2 ni/s.(2)钢球从A到B的过程由动能定理得mg2R = invi -在B点有Fn - nig二解得尸n = 6N,根据牛顿第三定律，钢球在B位置对半环形轨道的压力为6 N.(3)从C到。钢球做平抛运动，要使钢球恰好能落入槽中，则 x = 9, h = jgt2,解得 vc= 1 ni/s,假设钢球在A点的速度恰为内二2 m/s时，钢球可运动到C点，且速度为。/从A到C 有 mg*2R - pingL=invc2 -前域，解得%20,故当钢