2024版新教材高中物理课时分层作业二十八功能关系及能量守恒新人教版必修第二册

课时分层作业(二十八)功能关系及能量守恒A组基础巩固练1.(多选)如图所示，木块静止在光滑水平桌面上，一子弹(可视为质点)水平射入木块的深度为d时，子弹与木块相对静止．在子弹射入的过程中，木块沿桌面移动的距离为x，木块对子弹的平均阻力为Ff.那么在这一过程中，下列说法正确的是()A．木块的机械能增加量为FfxB．子弹的机械能减少量为Ff(x＋d)C．系统的机械能减少量为FfdD．系统的机械能减少量为Ff(x＋d)2．质量为2kg的物体以10m/s的初速度，从起点A竖直向上抛出，在物体上升到某一点的过程中，物体的动能损失了50J，机械能损失了10J．设物体在上升、下降过程空气阻力大小恒定，则该物体再落回到A点时的动能为(g取10m/s2)()A．40JB．60JC．80JD．100J3．[2023·广东揭阳高一检测](多选)如图所示，固定在水平面上的光滑斜面倾角为30°，质量分别为M、m的两个物体A、B通过细绳及轻弹簧连接于光滑定滑轮两侧，斜面底端有一与斜面垂直的挡板．开始时用手按住物体A，此时A与挡板的距离为s，B静止于地面上，滑轮两侧的细绳恰好伸直，且弹簧处于原长状态．已知M＝2m，空气阻力不计．松开手后，关于A、B两物体的运动(整个过程弹簧形变不超过其弹性限度)，下列说法正确的是()A．A和B组成的系统机械能守恒B．当A的速度最大时，B与地面间的作用力为零C．若A恰好能到达挡板处，则此时B的速度为零D．若A恰好能到达挡板处，则此过程中重力对A做的功等于弹簧弹性势能的增加量与物体B的机械能增加量之和B组能力提升练4.[2023·陕西西安高新一中高一期中]如图所示，一游戏装置由安装在水平面上的固定轻质弹簧、竖直圆轨道(在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连)、斜轨道AB组成，各部分平滑连接．某次游戏时，滑块从高为h＝1.0m的斜轨道AB端点B由静止释放，沿斜轨道下滑经过圆轨道后压缩弹簧，然后被弹出，再次经过圆轨道并滑上斜轨道，循环往复．已知圆轨道半径r＝0.1m，滑块质量m＝20g且可视为质点，CA长L1＝0.4m，EO长L2＝0.3m，滑块与AB、EO之间的动摩擦因数μ＝0.5，滑块与其他轨道摩擦及空气阻力忽略不计，g取10m/s2.(1)求滑块第一次通过圆轨道最高点F时，轨道对滑块的支持力大小；(2)求弹簧获得的最大弹性势能Ep.课时分层作业(二十八)功能关系及能量守恒1．解析：子弹与木块相对静止，说明两者具有共同速度．木块机械能的增加量等于子弹对木块的作用力做的功，大小为W1＝Ffx，A正确；子弹机械能的减少量等于子弹克服阻力做的功，W2＝Ff(x＋d)，B正确；设子弹的初速度是v1，子弹与木块相对静止时的速度为v2，子弹质量为m，木块质量为M，根据动能定理，对子弹有－Ff(x＋d)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))；对木块有Ffx＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))－0.两式相加得－Ffd＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))＋eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))，整理得Ffd＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))－(eq\f(1,2)Mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))＋eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))).可见，系统减少的机械能等于摩擦力与相对位移(或路程)的乘积，即ΔE＝Ffd.据能量守恒定律知，系统减少的机械能转化为内能．C正确，D错误．答案：ABC2．解析：物体抛出时的总动能为100J，知物体上升到某一点时，物体的动能损失了50J，机械能损失了10J．则动能损失100J时，机械能损失20J，此时物体速度为0，物体到达最高点．返回时，机械能还会损失20J，故物体从抛出到落回到A点，机械能共损失40J，则物体再落回到A点时的动能为60J，选项B正确．答案：B3．解析：对于A、B、弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，但对于A和B组成的系统机械能不守恒，故A错误；A的重力沿斜面向下的分力为Mgsinθ＝mg，物体A先做加速运动，当受力平衡时A的速度最大，此时B所受的拉力为T＝mg，B恰好与地面间的作用力为零，故B正确；从B开始运动直到A到达挡板处的过程中，细绳弹力的大小一直大于B的重力，故B一直做加速运动，故C错误；若A恰好能到达挡板处，由机械能守恒定律可知此过程中重力对A做的功等于弹簧弹性势能的增加量与物体B的机械能增加量之和，故D正确．答案：BD4．解析：(1)设斜轨道AB与CA间的夹角为θ，滑块从B点运动到F点，由动能定理有mg(h－2r)＋Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(F))又Wf＝－μmgcosθ·eq\f(L1,cosθ)＝－μmgL1在F点，设轨道对滑块的支持力大小为FN，对滑块有FN＋mg＝meq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(F)),r)联立以上各式，代入数据解得轨道对滑块的支持力大小为FN＝2