高考功能关系能量守恒强化练习含答案Word文件下载.docx
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D
2．如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C在水平线上，其距离d＝0.50m．盆边缘的高度为h＝0.30m．在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的位置到B的距离为（）
A．0.50mB．0.25m
C．0.10mD．0
由于BC面粗糙，物块在BC面上往返运动不断消耗机械能，直至停止运动．设物块在BC面上运动的总路程为s.根据动能定理：
W＝Ek2－Ek1得：
mgh－μmgs＝0，解得s＝＝m＝3m，因为＝6，可见物块最后停在B点，D正确．
3．（2013·
上海市虹口区二模）图（a）中弹丸以一定的初始速度在光滑碗内做复杂的曲线运动，图（b）中的运动员在蹦床上越跳越高．下列说法中正确的是（）
A．图（a）弹丸在上升的过程中，机械能逐渐增大
B．图（a）弹丸在上升的过程中，机械能保持不变
C．图（b）中的运动员多次跳跃后，机械能增大
D．图（b）中的运动员多次跳跃后，机械能不变
图（a）弹丸在上升的过程中，受到重力和弹力两个的作用，其中弹力方向时刻与运动方向垂直，所以弹力不做功，弹丸的机械能保持不变，选项A错误，B正确；
图（b）中的运动员在蹦床上越跳越高，其上升的最大高度代表其机械能，所以多次跳跃后，其机械能将增大，选项C正确，D错误．本题答案为BC.
BC
4．（2013·
浙江省温州市八校联考）静止在地面上的一小物体，在竖直向上的拉力作用下开始运动，在向上运动的过程中，物体的机械能与位移的关系图象如图所示，其中0～s1过程的图线是曲线，s1～s2过程的图线为平行于横轴的直线．关于物体上升过程（不计空气阻力）的下列说法正确的是（）
A．0～s1过程中物体所受的拉力是变力，且不断减小
B．s1～s2过程中物体做匀速直线运动
C．0～s2过程中物体的动能先增大后减小
D．0～s2过程中物体的加速度先减小再反向增大，最后保持不变且等于重力加速度
因为除重力外，其他外力做的功等于物体机械能的改变量，所以本题中，物体的机械能就等于竖直向上的拉力对物体做的功，即E＝W，考虑到E＝W＝Fs，可知Es图象上各点处切线的斜率就表示物体受到的竖直向上的拉力；
根据图象，0～s1过程中，图象上各点处切线的斜率随时间逐渐减小，这表示物体所受的拉力是变力，且不断减小，所以选项A正确；
s1～s2过程中，图线的斜率为零，这表示拉力为零，物体只受重力的作用，做匀变速直线运动，选项B错误；
初始时刻，竖直向上的拉力大于重力，所以物体才会从静止上升，动能增加，在0～s1过程中，竖直向上的拉力逐渐减小到零，物体的合外力（包括重力）方向先向上后向下，所以合外力对物体先做正功后做负功，根据动能定理，物体的动能先增大后减小，s1～s2过程中，拉力为零，物体做竖直上抛运动，势能逐渐增加，而动能逐渐减小，所以在0～s2过程中物体的动能先增大后减小，选项C正确；
在0～s1过程中，加速度先竖直向上逐渐减小到零然后竖直向下不断增大，s1～s2过程中，拉力为零，加速度保持不变且等于重力加速度，选项D正确．
ACD
5．滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速率为v2，且v2<
v1，若滑块向上运动的位移中点为A，取斜面底端重力势能为零，则（）
A．上升时机械能减小，下降时机械能增大
B．上升时动能减小，下降时动能也减小
C．上升过程中动能和势能相等的位置在A点上方
D．上升过程中动能和势能相等的位置在A点下方
由题意可知滑块运动中受阻力作用，始终克服阻力做功，所以上升和下降过程机械能都减少，A错误；
滑块减速上升加速下降，所以上升时动能减少，下降时动能增大，B错误；
取地面为零势能面，作出上升过程中物体的动能和重力势能随位移变化关系图象如图，可知C正确D错误．
C
6．（2013·
山东潍坊市高三联考）如图所示，在升降机内固定一光滑的斜面体，一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上，另一端与质量为m的物块A相连，弹簧与斜面平行．整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中（ ）
A．物块A的重力势能增加量一定等于mgh
B．物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和
C．物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和
D．物块A和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧拉力做功的和
本题考查做功与能量的转化关系．由于斜面光滑，物块A静止时弹簧弹力与斜面支持力的合力与重力平衡，当整个装置加速上升时，由牛顿第二定律可知物块A受到的合力应向上，故弹簧伸长量增加，物块A相对斜面下滑一段距离，下滑高度小于h，故选项A错误．根据动能定理可知，物块A动能的增加量应等于重力、支持力及弹簧弹力对其做功的代数和，故选项B错误．物块A机械能的增加量应等于除重力以外的其他力对其做功的代数和，选项C正确．物块A和弹簧组成的系统机械能增加量应等于除重力和弹簧弹力以外的其他力做功的代数和，故选项D正确．
CD
7．轻质弹簧吊着小球静止在如图所示的A位置，现用水平外力F将小球缓慢拉到B位置，此时弹簧与竖直方向的夹角为θ，在这一过程中，对于整个系统，下列说法正确的是（）
A．系统的弹性势能不变
B．系统的弹性势能增加
C．系统的机械能不变
D．系统的机械能增加
根据力的平衡条件可得F＝mgtanθ，弹簧弹力大小为F弹＝，B位置比A位置弹力大，弹簧伸长量大，所以由A位置到B位置的过程中，系统的弹性势能增加，又由于重力势能增加，动能不变，所以系统的机械能增加．
BD
8．如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端．下列说法正确的是（）
A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功
B．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加
C．第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加
D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热
第一阶段为滑动摩擦力做功，第二阶段为静摩擦力做功，两个阶段摩擦力方向都跟物体运动方向相同，所以摩擦力都做正功，选项A错误；
由功能关系可知，第一阶段摩擦力对物体做的功（除重力之外的力所做的功）等于物体机械能的增加，即ΔE＝W阻＝F阻l物，摩擦生热为Q＝F阻l相对，又由于l传送带＝vt，l物＝t，所以l物＝l相对＝l传送带，即Q＝ΔE，选项C正确，B错误．第二阶段没有摩擦生热，但物体的机械能继续增加，结合选项C可以判断选项D错误．
9.如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°
，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为g.在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是（）
A．运动员减少的重力势能全部转化为动能
B．运动员获得的动能为mgh
C．运动员克服摩擦力做功为mgh
D．下滑过程中系统减少的机械能为mgh
运动员的加速度为g，沿斜面：
mg－Ff＝m·
g，Ff＝mg，Wf＝mg·
2h＝mgh，所以A、C项错误，D项正确；
Ek＝mgh－mgh＝mgh，B项错误．
10．（2013·
长春模拟）如图所示，质量为m的可看成质点的物块置于粗糙水平面上的M点，水平面的右端与固定的斜面平滑连接，物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同．物块与弹簧未连接，开始时物块挤压弹簧使弹簧处于压缩状态．现从M点由静止释放物块，物块运动到N点时恰好静止，弹簧原长小于MM′.若物块从M点运动到N点的过程中，物块与接触面之间由于摩擦力所产生的热量为Q，物块、弹簧与地球组成系统的机械能为E，物块通过的路程为s.不计转折处的能量损失，下列图象所描述的关系中可能正确的是（ ）
由Q＝Ff·
s可知，Qs图线的斜率大小表示物块与接触面间摩擦力的大小，因FfMM′>
FfM′N，故Qs图线的斜率是分段恒定的，A、B均错误；
设在M点时物块、弹簧与地面组成的系统的机械能为E0，则由能量守恒可得：
E＝E0－Q＝E0－Ffs，考虑FfMM′>
FfM′N，可知，C正确，D错误．
二、论述、计算题（本大题共3小题，共40分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）
11．如下图所示，某人乘雪橇沿雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止．人与雪橇的总质量为70kg.表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：
（g＝10m/s2）
位置
A
B
速度（m/s）
2.0
12.0
时刻（s）
4
10
（1）人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少？
（2）设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小．
（1）从A到B的过程中，人与雪橇损失的机械能为
ΔE＝mgh＋mv－mv
＝（70×
10×
20＋×
70×
2.02－×
12.02）J
＝9100J.
（2）人与雪橇在BC段做匀减速运动的加速度为
a＝＝m/s2＝－2m/s2
根据牛顿第二定律得：
F阻＝ma＝70×
（－2）N＝－140N
负号表示阻力方向与运动方向相反．
（1）9100J
（2）140N
12．（2011·
浙江高考）节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车．一质量m＝1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以v1＝90km/h匀速行驶，发动机的输出功率为P＝50kW.当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动L＝72m后，速度变为v2＝72km/h.此过程中发动机功率的用于轿车的牵引，用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能．假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变．求：
（1）轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻的大小；
（2）轿车从90km/h减速到72km/h过程中，获得的电能E电；
（3）轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持72km/h匀速运动的距离L′.
（1）汽车牵引力与输出功率关系
P＝F牵v1
将P＝50kW，v1＝90km/h＝25m/s代入得
F牵＝＝2×
103N
当轿车匀速行驶时，牵引力与阻力大小相等，有
F阻＝2×
（2）在减速过程中，注意到发动机只有P用于汽车的牵引．根据动能定理有Pt－F阻L＝mv－mv
代入
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