高中物理-高三一轮复习功能关系教学设计学情分析教材分析课后反思

功能关系能量守恒定律测评练习1．(2020·榆林模拟)一个人站立在商店的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速，如图所示，则()A．人对踏板的压力大小等于人所受到的重力大小B．人只受重力和踏板的支持力的作用C．踏板对人的支持力做的功等于人的机械能增加量D．人所受合力做的功等于人的动能的增加量解析：选D人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向得：ax＝acosθ，方向水平向右；ay＝asinθ，方向竖直向上，水平方向受静摩擦力作用，f＝ma＝macosθ，水平向右，竖直方向受重力和支持力，FN－mg＝masinθ，所以FN>mg，故A、B错误；除重力以外的力对物体做的功，等于物体机械能的变化量，踏板对人的力除了支持力还有摩擦力，运动过程中摩擦力也做功，所以踏板对人的支持力做的功不等于人的机械能增加量，故C错误；由动能定理可知，人所受合力做的功等于人的动能的增加量，故D正确。2.[多选]如图所示，一个质量为m的物体(可看成质点)以某一初动能Ek从斜面底端冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为0.8g，若已知该物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中()A．物体机械能守恒B．物体重力势能增加了mghC．物体的初动能Ek＝1.6mghD．物体机械能损失了0.8mgh解析：选BC若斜面光滑，则上滑时的加速度为a＝gsin30°＝0.5g，因加速度为0.8g，可知物体受到向下的摩擦力，则上滑过程中机械能不守恒，选项A错误；物体重力势能增加了mgh，选项B正确；根据牛顿第二定律有mgsin30°＋f＝ma，解得f＝0.3mg，由动能定理有Ek＝mgh＋feq\f(h,sin30°)＝1.6mgh，选项C正确；物体机械能损失了ΔE＝feq\f(h,sin30°)＝0.6mgh，选项D错误。3．[多选](2019·衡水调研)一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F的作用下向上运动。不计空气阻力，物体的机械能E与上升高度h的关系如图所示，其中曲线上A点处的切线斜率最大，h2～h3的图线为平行于横轴的直线。下列说法正确的是()A．在h1处物体所受的拉力最大B．在h2处物体的动能最大C．h2～h3过程中合外力做的功为零D．0～h2过程中拉力F始终做正功解析：选AD由题图可知，h1处图像的斜率最大，则说明此时机械能变化最快，由E＝Fh可知此时所受的拉力最大，此时物体的加速度最大，故A正确；h1～h2过程中，图像的斜率越来越小，则说明拉力越来越小，h2时刻图像的斜率为零，则说明此时拉力为零，在这一过程中物体应先加速后减速，则说明最大速度一定不在h2处，最大动能也不在h2处，故B错误；h2～h3过程中机械能保持不变，故说明拉力一定为零，合外力等于重力，合外力做功不为零，故C错误；由图像可知，0～h2过程中物体的机械能增大，拉力F始终做正功，故D正确。4．滑块以某一初速度从固定的粗糙斜面底端向上运动，然后又滑回斜面底端。若滑块向上运动的位移中点为A，滑块两次经过A点的速率分别为vA1、vA2，上滑和下滑过程的重力势能的变化量的绝对值分别为ΔEp1、ΔEp2，则()A．vA1＝vA2，ΔEp1＝ΔEp2 B．vA1＝vA2，ΔEp1>ΔEp2C．vA1>vA2，ΔEp1＝ΔEp2 D．vA1>vA2，ΔEp1>ΔEp2解析：选C根据能量守恒定律可知，滑到最高点又返回A点时摩擦力做功比第一次滑到A点摩擦力做功多，故第一次动能大于第二次的动能，所以vA1>vA2，根据重力做功等于重力势能的减少量，可知重力势能变化量的绝对值相等，故ΔEp1＝ΔEp2，故C正确。5.(2020·安庆模拟)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的物体轻轻地放置在木板上的右端，已知物体和木板之间的动摩擦因数为μ，为保持木板的速度不变，从物体放到木板上到物体相对木板静止的过程中，须对木板施一水平向右的作用力F，则力F对木板所做的功为()A.eq\f(mv2,4) B.eq\f(mv2,2)C．mv2 D．2mv2解析：选C由能量转化和守恒定律可知，力F对木板所做的功W一部分转化为物体的动能，一部分转化为系统内能，故W＝eq\f(1,2)mv2＋μmgx相，x相＝vt－eq\f(v,2)t，a＝μg，v＝at，联立以上各式可得W＝mv2，故选项C正确。6.如图所示，滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态，现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中力F做了10J的功。下列说法正确的是()A．弹簧的弹性势能增加了10JB．滑块的动能增加了10JC．滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10JD．滑块和弹簧组成的系统机械能守恒解析：选C力F做功的同时，弹簧伸长，弹性势能增大，滑块向右加速，滑块动能增加，由功能关系可知，力F做的功等于滑块的动能与弹簧弹性势能的增加量之和，即滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10J，C正确，A、B、D错误。7.蹦极是一项既惊险又刺激的运动，深受年轻人的喜爱。如图所示，蹦极者从P处由静止跳下，到达A处时弹性绳刚好伸直，继续下降到最低点B处，B离水面还有数米距离。蹦极者(视为质点)在其下降的整个过程中，重力势能的减少量为ΔE1、绳的弹性势能的增加量为ΔE2、克服空气阻力做的功为W，则下列说法正确的是()A．蹦极者从P到A的运动过程中，机械能守恒B．蹦极者与绳组成的系统从A到B的过程中，机械能守恒C．ΔE1＝W＋ΔE2D．ΔE1＋ΔE2＝W解析：选C蹦极者下降过程中克服空气阻力做功，所以机械能不守恒，A、B项错误；在蹦极者下降的全过程，根据能量守恒定律，有ΔE1＝W＋ΔE2，故C项正确，D项错误。8．[多选]如图所示，三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动，两边传送带与水平方向的夹角均为37°。两个相同的物块A、B与传送带间的动摩擦因数是0.5，从传送带顶端均以1m/s的初速度沿传送带下滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，下列说法中正确的有()A．A、B所受摩擦力沿传送带向上B．滑至底端，A用时较少C．滑至底端时A所受重力的瞬时功率较大D．下滑过程A与传送带间产生的热量较少解析：选AD物块B相对传送带向下运动，则所受的摩擦力沿传送带向上，因mgsin37°>μmgcos37°，物块B加速下滑，可知物块A也相对传送带加速下滑，所受的摩擦力沿传送带向上，选项A正确；物块A、B下滑的加速度均为a＝gsin37°－μgcos37°，可知下滑到底端时的时间相同，选项B错误；根据v＝v0＋at可知，两物块下滑到底端时的速度大小相同，根据P＝mgvsin37°可知，滑至底端时物块A、B所受重力的瞬时功率相同，选项C错误；下滑过程中A相对传送带的位移较小，根据Q＝μmgxcos37°可知下滑过程A与传送带间产生的热量较少，选项D正确。9.[多选]如图所示，质量为m的滑块以一定初速度滑上倾角为θ的固定斜面，同时施加一沿斜面向上的恒力F＝mgsinθ，已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝tanθ。取出发点为参考点，选项图中能正确描述滑块运动到最高点过程中产生的热量Q、滑块动能Ek、重力势能Ep、机械能E随时间t、位移x变化的关系图像是()解析：选CD根据滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝tanθ可知，滑动摩擦力等于滑块重力沿斜面向下的分力。施加一沿斜面向上的恒力F＝mgsinθ，滑块机械能保持不变，重力势能随位移x均匀增大，选项C、D正确；产生的热量Q＝Ffx，Q随位移x均匀增大，滑块动能Ek随位移x均匀减小，又位移x＝vt－eq\f(1,2)at2，选项A、B错误。10.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解析：选C由能量守恒定律知，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Wf1＝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Wf2＜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，所以小物体最终可能停在圆弧槽上的任何地方，D错误。11．(2020·保定联考)如图所示，传送带与地面的夹角θ＝37°，A、B两端间距L＝16m。传送带以速度v＝10m/s沿顺时针方向运动，物体m＝1kg，无初速度地放置于A端，它与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5。试求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)(1)物体由A端运动到B端的时间；(2)系统因摩擦产生的热量。解析：(1)物体刚放上传送带时受到沿斜面向下的滑动摩擦力，由牛顿第二定律得mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1设物体经时间t1加速到与传送带同速，则v＝a1t1，x1＝eq\f(1,2)a1t12解得a1＝10m/s2，t1＝1s，x1＝5m设物体与传送带同速后再经过时间t2到达B端，因mgsinθ>μmgcosθ，故当物体与传送带同速后，物体将继续加速，由牛顿第二定律得mgsinθ－μmgcosθ＝ma2L－x1＝vt2＋eq\f(1,2)a2t22解得t2＝1s故物体由A端运动到B端的时间t＝t1＋t2＝2s。(2)物体与传送带间的相对位移x相＝(vt1－x1)＋(L－x1－vt2)＝6m故Q＝μmgcosθ·x相＝24J。答案：(1)2s(2)24J12．如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度s＝5m，轨道CD足够长且倾角θ＝37°，A、D两点离轨道BC的高度分别为h1＝4.30m、h2＝1.35m。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放。已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：