（江蘇專用）2020版高考物理新增分大一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 第4講 功能關(guān)系 能量守恒定律講義（含解析）.docx

第4講功能關(guān)系 能量守恒定律一、幾種常見的功能關(guān)系及其表達(dá)式力做功能的變化定量關(guān)系合力的功動(dòng)能變化WEk2Ek1Ek重力的功重力勢(shì)能變化(1)重力做正功，重力勢(shì)能減少(2)重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加(3)WGEpEp1Ep2彈簧彈力的功彈性勢(shì)能變化(1)彈力做正功，彈性勢(shì)能減少(2)彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加(3)WFEpEp1Ep2只有重力、彈簧彈力做功機(jī)械能不變化機(jī)械能守恒E0除重力和彈簧彈力之外的其他力做的功機(jī)械能變化(1)其他力做多少正功，物體的機(jī)械能就增加多少(2)其他力做多少負(fù)功，物體的機(jī)械能就減少多少(3)W其他E一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力的總功機(jī)械能減少內(nèi)能增加(1)作用于系統(tǒng)的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功，系統(tǒng)內(nèi)能增加(2)摩擦生熱QFfx相對(duì)自測(cè)1升降機(jī)底板上放一質(zhì)量為100kg的物體，物體隨升降機(jī)由靜止開始豎直向上移動(dòng)5m時(shí)速度達(dá)到4m/s，則此過程中(g取10 m/s2，不計(jì)空氣阻力)()A升降機(jī)對(duì)物體做功5800JB合外力對(duì)物體做功5800JC物體的重力勢(shì)能增加500JD物體的機(jī)械能增加800J答案A二、能量守恒定律1內(nèi)容能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變2表達(dá)式E減E增3基本思路(1)某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等；(2)某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等自測(cè)2如圖1所示，一質(zhì)量均勻的不可伸長(zhǎng)的繩索重為G，A、B兩端固定在天花板上，現(xiàn)在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力將繩索緩慢拉到D點(diǎn)，在此過程繩索AB的重心位置將()圖1A逐漸升高B逐漸降低C先降低后升高D始終不變答案A解析由題意知外力對(duì)繩索做正功，故機(jī)械能增加，重心升高，故選A.命題點(diǎn)一摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化1靜摩擦力做功(1)靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功(2)相互作用的一對(duì)靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零(3)靜摩擦力做功時(shí)，只有機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)移，不會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能2滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn)(1)滑動(dòng)摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功(2)相互間存在滑動(dòng)摩擦力的系統(tǒng)內(nèi)，一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功將產(chǎn)生兩種可能效果：機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；有一部分機(jī)械能在相互摩擦的物體間轉(zhuǎn)移，另外一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(3)摩擦生熱的計(jì)算：QFfx相對(duì)其中x相對(duì)為相互摩擦的兩個(gè)物體間的相對(duì)路程從功的角度看，一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的總功的絕對(duì)值等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量；從能量的角度看，其他形式能量的減少量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量例1(多選)如圖2所示，一水平傳送帶以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，將質(zhì)量為m的小工件輕輕放到水平傳送帶上，工件在傳送帶上滑動(dòng)一段時(shí)間后與傳送帶保持相對(duì)靜止，在上述過程中()圖2A工件對(duì)傳送帶做功為mv2B傳送帶與工件間摩擦產(chǎn)生熱量為mv2C傳送帶因?yàn)閭魉凸ぜ枰嘧龅墓閙v2D傳送帶對(duì)工件做的功為mv2答案BCD解析根據(jù)牛頓第二定律知工件的加速度大小為：ag，工件的速度由零增大到v用時(shí)為：t，該時(shí)間內(nèi)傳送帶的位移為：xvt，所以工件對(duì)傳送帶做功為：WfFfxmgmv2，故A錯(cuò)誤；傳送帶與工件間相對(duì)位移大小為：xvt，摩擦產(chǎn)生熱量為：Qmgxmgmv2，故B正確；傳送帶因?yàn)閭魉凸ぜ枰嘧龅墓椋篧Qmv2mv2，故C正確；在運(yùn)動(dòng)的過程中只有摩擦力對(duì)工件做功，由動(dòng)能定理可知，摩擦力對(duì)工件做的功等于工件動(dòng)能的變化，即mv2，故D正確變式1如圖3甲所示，長(zhǎng)木板A放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m2kg的另一物體B(可看成質(zhì)點(diǎn))以水平速度v02m/s滑上原來靜止的長(zhǎng)木板A的上表面由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時(shí)間變化情況如圖乙所示，則下列說法正確的是(g取10 m/s2)()圖3A木板獲得的動(dòng)能為2JB系統(tǒng)損失的機(jī)械能為4JC木板A的最小長(zhǎng)度為2mDA、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1答案D解析由題圖乙可知，第1 s內(nèi)A、B的加速度大小都為1 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律知二者質(zhì)量相等，木板獲得的動(dòng)能為1 J，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；系統(tǒng)損失的機(jī)械能Emv2mv22 J，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由vt圖象可求出二者相對(duì)位移大小為1 m，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；分析B的受力，根據(jù)牛頓第二定律，可求出0.1，選項(xiàng)D正確命題點(diǎn)二功能關(guān)系的理解與應(yīng)用1只涉及動(dòng)能的變化用動(dòng)能定理分析2只涉及重力勢(shì)能的變化，用重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系分析3只涉及機(jī)械能的變化，用除重力和彈簧的彈力之外的力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系分析例2(2018無錫市期中)如圖4所示，楔形木塊固定在水平面上，斜面AB、BC與水平面的夾角分別為53、37.質(zhì)量分別為2m、m的兩滑塊P、Q通過不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過輕質(zhì)定滑輪連接，輕繩與斜面平行已知滑塊P與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，其他摩擦不計(jì)，在兩滑塊運(yùn)動(dòng)的過程中()圖4AQ動(dòng)能的增加量等于輕繩對(duì)Q做的功BQ機(jī)械能的增加量等于P機(jī)械能的減少量CP機(jī)械能的減少量等于系統(tǒng)摩擦產(chǎn)生的熱量DP克服繩子拉力做的功等于繩子拉力對(duì)Q做的功答案D解析在兩滑塊運(yùn)動(dòng)的過程中，Q沿斜面上升，輕繩的拉力和重力都對(duì)Q做功，由動(dòng)能定理知Q動(dòng)能的增加量等于輕繩對(duì)Q做的功與重力做功的代數(shù)和，故A錯(cuò)誤由于P下滑過程中要產(chǎn)生內(nèi)能，所以Q機(jī)械能的增加量與系統(tǒng)摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能之和等于P機(jī)械能的減少量，故B錯(cuò)誤根據(jù)能量守恒定律知，P機(jī)械能的減少量等于系統(tǒng)摩擦產(chǎn)生的熱量與Q機(jī)械能的增加量之和，故C錯(cuò)誤由題圖可知，P與Q位移的大小是相等的，繩子對(duì)P與對(duì)Q的拉力大小也相等，所以P克服繩子拉力做的功等于繩子拉力對(duì)Q做的功，故D正確變式2(多選)如圖5所示，質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一速度從A點(diǎn)沖上傾角為30的固定斜面，其減速運(yùn)動(dòng)的加速度為g，此物體在斜面上能夠上升的最大高度為h，則在這個(gè)過程中物體()圖5A重力勢(shì)能增加了mghB機(jī)械能損失了mghC動(dòng)能損失了mghD克服摩擦力做功mgh答案AB命題點(diǎn)三能量守恒定律的應(yīng)用1兩點(diǎn)理解(1)某種形式的能量減少，一定有另外形式的能量增加，且減少量和增加量相等，即E減E增(2)某個(gè)物體的能量減少，一定有別的物體的能量增加，且減少量和增加量相等，即EA減EB增2解題思路(1)當(dāng)涉及滑動(dòng)摩擦力做功，機(jī)械能不守恒時(shí)，一般應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律(2)解題時(shí)，首先確定初末狀態(tài)，然后分析狀態(tài)變化過程中哪種形式的能量減少，哪種形式的能量增加，求出減少的能量總和E減和增加的能量總和E增，最后由E減E增列式求解例3(2018徐州市期中)如圖6所示，水平輕質(zhì)彈簧一端固定在墻壁上的O點(diǎn)，另一端自由伸長(zhǎng)到A點(diǎn)，OA之間的水平面光滑固定曲面在B處與水平面平滑連接AB之間的距離s1m質(zhì)量m0.2kg的小物塊開始時(shí)靜置于水平面上的B點(diǎn)，物塊與AB水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4.現(xiàn)給物塊一個(gè)水平向左v05m/s的初速度，重力加速度g取10 m/s2.圖6(1)求彈簧被壓縮到最短時(shí)所具有的彈性勢(shì)能Ep；(2)求物塊返回B點(diǎn)時(shí)的速度大?。?3)若物塊能沖上曲面的最大高度h0.2m，求物塊沿曲面上滑過程所產(chǎn)生的熱量答案(1)1.7J(2)3m/s(3)0.5J解析(1)物塊從B向左經(jīng)過A到將彈簧壓到最短的過程，根據(jù)功能關(guān)系，有：mgsEp0mv，解得：Epmvmgs0.252 J0.40.2101 J1.7 J；(2)物塊從B向左開始到向右返回B的過程，根據(jù)動(dòng)能定理，有：mg2smvmv，解得：v1 m/s3 m/s；(3)對(duì)物塊從向右經(jīng)過B到最高點(diǎn)過程，根據(jù)能量守恒定律，有：mvQmgh代入數(shù)據(jù)解得：Q0.5 J.變式3(2018揚(yáng)州市一模)如圖7所示，在某電視臺(tái)舉辦的沖關(guān)游戲中，AB是處于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道半徑R1.6m，BC是長(zhǎng)度為L(zhǎng)13m的水平傳送帶，CD是長(zhǎng)度為L(zhǎng)23.6m的水平粗糙軌道，AB、CD軌道與傳送帶平滑連接，參賽者抱緊滑板從A處由靜止下滑參賽者和滑板可視為質(zhì)點(diǎn)，參賽者質(zhì)量m60kg，滑板質(zhì)量可忽略，已知滑板與傳送帶、水平軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為10.4、20.5，g取10m/s2，求：圖7(1)參賽者運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道B處對(duì)軌道的壓力大小；(2)若參賽者恰好能運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)，求傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)速率及方向；(3)在第(2)問中，傳送帶由于傳送參賽者多消耗的電能答案(1)1200N(2)6m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(3)720J解析(1)參賽者從A到B的過程，由機(jī)械能守恒定律得：mgR(1cos60)mv，代入數(shù)據(jù)得：vB4m/s在B點(diǎn)，對(duì)參賽者，由牛頓第二定律得：FNmgm代入數(shù)據(jù)得：FN1200N由牛頓第三定律知參賽者運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道B處對(duì)軌道的壓力大小為：FNFN1200N(2)參賽者由C到D的過程，由動(dòng)能定理得：2mgL20mv，解得：vC6m/s>vB4 m/s所以傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向假設(shè)參賽者在傳送帶上一直加速，設(shè)到達(dá)C點(diǎn)的速度為v，由動(dòng)能定理得：1mgL1mv2mv解得：v2m/s>vC6 m/s，故假設(shè)不成立，參賽者在傳送帶上先勻加速到6m/s，再做勻速運(yùn)動(dòng)，所以傳送帶速率為6 m/s.(3)參賽者在傳送帶上做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：ts0.5s此過程中參賽者與傳送帶間的相對(duì)位移大小為：xvCttt0.5m0.5m傳送帶由于傳送參賽者多消耗的電能為：E1mgx代入數(shù)據(jù)解得E720J.1(2018泰州中學(xué)期中)如圖8，跳傘員跳傘后最初一段時(shí)間降落傘并不張開，跳傘員在重力和空氣阻力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，下落一定高度后，降落傘張開，跳傘員做減速運(yùn)動(dòng)，速度降至一定值后便不再降低，跳傘員以這一速度勻速下降在跳傘過程中，下列說法中正確的是()圖8A降落傘張開后到落地的過程中，跳傘員始終處于超重狀態(tài)B跳傘員在整個(gè)下落過程中機(jī)械能一直減小C跳傘員在整個(gè)下落過程中機(jī)械能先增大后減小D如果在下落過程中，受到水平吹來的風(fēng)，跳傘員將做平拋運(yùn)動(dòng)答案B2(2018揚(yáng)州中學(xué)月考)如圖9所示，圖甲為水平傳送帶，圖乙為傾斜傳送帶，兩者長(zhǎng)度相同，均沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度大小相等，將兩個(gè)完全相同的物塊分別輕放在圖甲、乙傳送帶上的A端，兩物塊均由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，到B端時(shí)均恰好與傳送帶速度相同，則下列說法正確的是()圖9A圖甲中物塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于圖乙中物塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間B圖甲、乙中傳送帶和物塊間因摩擦產(chǎn)生的熱量相等C圖甲、乙中傳送帶對(duì)物塊做的功都等于物塊動(dòng)能的增加量D圖甲、乙中傳送帶對(duì)物塊做的功都等于物塊機(jī)械能的增加量答案D解析設(shè)傳送帶長(zhǎng)度為L(zhǎng)，速度為v，根據(jù)Lt，知t，L、v相等，所以時(shí)間t相等，故A錯(cuò)誤；物塊與傳送帶間的相對(duì)位移xvtLL，可知相對(duì)位移大小相等，由a，知加速度大小相等根據(jù)牛頓第二定律得：題圖甲中有Ff1ma，題圖乙中有Ff2mgsinma，可得Ff1<Ff2，摩擦生熱QFfx，所以題圖乙中傳送帶和物塊間因摩擦產(chǎn)生的熱量較大，故B錯(cuò)誤；題圖甲中只有摩擦力對(duì)物塊做功，由動(dòng)能定理知，傳送帶對(duì)物塊做的功等于物塊動(dòng)能的增加量題圖乙中傳送帶、重力都對(duì)物塊做功，且重力做負(fù)功，由動(dòng)能定理知，題圖乙中傳送帶對(duì)物塊做的功大于物塊動(dòng)能的增加量，故C錯(cuò)誤；根據(jù)功能關(guān)系可知，題圖甲、乙中傳送帶對(duì)物塊做的功都等于物塊機(jī)械能的增加量，故D正確3(2018鹽城中學(xué)4月檢測(cè))如圖10所示，水平面上質(zhì)量相等的兩木塊A、B用一豎直輕彈簧相連，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，t0時(shí)刻起用一豎直向上的拉力拉動(dòng)木塊，使A向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t1時(shí)刻彈簧恰好恢復(fù)原長(zhǎng)，t2時(shí)刻木塊B恰好要離開水平面以下說法正確的是()圖10A在0t2時(shí)間內(nèi)，拉力F與時(shí)間t成正比B在0t2時(shí)間內(nèi)，拉力F與A位移成正比C在0t2時(shí)間內(nèi)，拉力F做的功等于A的機(jī)械能增量D在0t1時(shí)間內(nèi)，拉力F做的功等于A的動(dòng)能增量答案C4.(多選)(2017如皋市調(diào)研)如圖11所示，足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平方向的夾角為，物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連，b的質(zhì)量為m.開始時(shí)，a、b及傳送帶均靜止，且a不受傳送帶摩擦力作用，現(xiàn)讓傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則在b上升h高度(未與滑輪相碰)過程中()圖11A物塊a的重力勢(shì)能減少mghB摩擦力對(duì)a做的功等于a機(jī)械能的增量C摩擦力對(duì)a做的功等于物塊a、b動(dòng)能增量之和D任意時(shí)刻，重力對(duì)a、b做功的瞬時(shí)功率大小相等答案ACD解析開始時(shí)，a、b及傳送帶均靜止且a不受傳送帶摩擦力作用，故有magsinmbg，則ma，b上升h，則a下降hsin，則a重力勢(shì)能的減小量為Epamaghsinmgh，故A正確；根據(jù)能量守恒定律得，摩擦力對(duì)a做的功等于a、b系統(tǒng)機(jī)械能的增量，因?yàn)橄到y(tǒng)重力勢(shì)能不變，所以摩擦力對(duì)a做的功等于系統(tǒng)動(dòng)能的增量，故B錯(cuò)誤，C正確；任意時(shí)刻a、b的速率相等，對(duì)b，克服重力做功的瞬時(shí)功率Pbmgv，對(duì)a有：Pamagvsinmgv，所以重力對(duì)a、b做功的瞬時(shí)功率大小相等，故D正確1.(多選)游樂場(chǎng)的一種滑梯，它是由很小一段弧形軌道將傾斜直軌道和水平軌道連接組成的，如圖1所示一位小朋友從傾斜軌道頂端由靜止開始下滑，經(jīng)過很小一段弧形軌道滑到水平軌道上，繼續(xù)滑動(dòng)一段距離后停下則小朋友()圖1A沿傾斜軌道下滑過程中機(jī)械能一定增加B沿弧形軌道滑動(dòng)過程中對(duì)軌道做了負(fù)功C沿水平軌道滑動(dòng)過程中，摩擦力對(duì)他做了負(fù)功D在整個(gè)滑動(dòng)過程中，重力做的功和他克服摩擦力做的功相等答案CD解析沿傾斜軌道下滑過程中，摩擦力做負(fù)功，小朋友的機(jī)械能減小，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯(cuò)誤沿弧形軌道滑動(dòng)過程中，軌道位移為0，故小朋友對(duì)軌道做功為0，故B錯(cuò)誤沿水平軌道滑動(dòng)過程中，摩擦力方向與位移方向相反，摩擦力對(duì)小朋友做負(fù)功，故C正確整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，小朋友的動(dòng)能變化量為零，由動(dòng)能定理可知，外力對(duì)小朋友所做的總功為零，則重力做的功和他克服摩擦力做的功相等，故D正確2(2018淮安市一模)風(fēng)洞飛行體驗(yàn)是運(yùn)用先進(jìn)的科技手段實(shí)現(xiàn)高速風(fēng)力將人吹起并懸浮于空中，如圖2所示若在人處于懸浮狀態(tài)時(shí)增加風(fēng)力，則體驗(yàn)者在加速上升過程中()圖2A處于失重狀態(tài)，機(jī)械能增加B處于失重狀態(tài)，機(jī)械能減少C處于超重狀態(tài)，機(jī)械能增加D處于超重狀態(tài)，機(jī)械能減少答案C解析由題意可知，人加速向上運(yùn)動(dòng)，故人的加速度向上，處于超重狀態(tài)；由于風(fēng)力對(duì)人做正功，故人的機(jī)械能增加，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤3.圖3所示，一根輕質(zhì)彈簧的一端固定在O點(diǎn)，另一端連接一個(gè)質(zhì)量為m的小球，當(dāng)小球靜止時(shí)，球心到O點(diǎn)的距離為l，圖中的實(shí)線是以O(shè)為圓心、l為半徑的圓弧，用水平力F拉球，使球緩慢上升，則()圖3A小球可能沿弧線a向上運(yùn)動(dòng)B彈簧彈力的大小可能不變C水平拉力做的功大于小球重力勢(shì)能的增加量D水平拉力做的功等于小球重力勢(shì)能的增加量答案C解析開始時(shí)，彈簧彈力等于重力，用水平力F拉球，使球緩慢上升時(shí)，由平衡條件可知彈力大于重力，彈簧要伸長(zhǎng)，不可能沿弧線a向上運(yùn)動(dòng)，故A、B錯(cuò)誤；由功能關(guān)系知，水平拉力做的功等于小球重力勢(shì)能的增加量和彈簧彈性勢(shì)能增量之和，故C正確，D錯(cuò)誤4(多選)質(zhì)量為m的物體從靜止出發(fā)以的加速度豎直下降h，下列說法中正確的是()A物體的機(jī)械能減少mghB物體的重力勢(shì)能減少mghC物體的動(dòng)能增加mghD重力做功mgh答案ACD5(多選)如圖4所示，將一輕彈簧固定在傾角為30的固定斜面底端，現(xiàn)用一質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮鎖定在A點(diǎn)(物體不與彈簧連接)，解除鎖定后，物體將沿斜面上滑，物體在運(yùn)動(dòng)過程中所能到達(dá)的最高點(diǎn)B距A點(diǎn)的豎直高度為h，物體離開彈簧后沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小等于重力加速度g.則下列說法正確的是()圖4A彈簧的最大彈性勢(shì)能為mghB物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為mghC物體的最大動(dòng)能等于彈簧的最大彈性勢(shì)能D物體最終靜止在B點(diǎn)答案BD6.(2018揚(yáng)州市一模)如圖5所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球?qū)⑿∏蚶罙點(diǎn)處時(shí)，彈簧恰好無形變現(xiàn)將小球從A點(diǎn)處由靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方B點(diǎn)時(shí)速度大小為v.A、B兩位置間的高度差為h.不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g.則()圖5A由A到B的過程中，小球克服彈簧彈力所做的功為mghB由A到B的過程中，小球重力所做的功為mghC由A到B的過程中，彈性勢(shì)能增加量為mghmv2D小球到達(dá)B點(diǎn)處時(shí)，其加速度的方向?yàn)樨Q直向上答案B解析小球由A到B的過程中，重力做功為mgh，其重力勢(shì)能減少mgh.小球在下降過程中，小球的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能，所以彈簧彈性勢(shì)能的增加量小于mgh，則小球克服彈簧彈力所做的功小于mgh，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)能量守恒定律得：mghE彈mv2，所以彈性勢(shì)能增加量E彈mghmv2，故C錯(cuò)誤；小球到達(dá)B點(diǎn)處時(shí)，彈簧的彈力大小與小球的重力大小關(guān)系無法判斷，故D錯(cuò)誤7.(多選)如圖6所示，大圓環(huán)固定不動(dòng)，套在大圓環(huán)上的小環(huán)從極為靠近大圓環(huán)最高點(diǎn)處由靜止滑下，在大圓環(huán)上來回運(yùn)動(dòng)幾次，最終靜止不動(dòng)下列說法正確的是()圖6A小環(huán)不一定停在大圓環(huán)的最低點(diǎn)B小環(huán)第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能大于以后每次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能C運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的內(nèi)能等于小環(huán)減小的機(jī)械能D第一次到達(dá)左邊最高點(diǎn)的過程中，小環(huán)的機(jī)械能先減小后增大答案BC解析由于小環(huán)能從靜止下滑，故摩擦力小于重力沿圓弧切線方向的分力，故最終靜止在大圓環(huán)的最低點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；小環(huán)在運(yùn)動(dòng)過程中，摩擦力始終做負(fù)功，故小環(huán)第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)重力做功最大，摩擦力做負(fù)功最少，故動(dòng)能最大，故B正確；由于小環(huán)最終靜止在大圓環(huán)的最低點(diǎn)，根據(jù)能量守恒可知，運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的內(nèi)能等于小環(huán)減小的機(jī)械能，故C正確；第一次到達(dá)左邊最高點(diǎn)的過程中，摩擦力始終做負(fù)功，故小環(huán)的機(jī)械能一直減小，故D錯(cuò)誤8(2018南京市三模)已知一足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面的傾角為，以一定的速度勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻在傳送帶適當(dāng)?shù)奈恢梅派暇哂幸欢ǔ跛俣鹊奈飰K(如圖7甲所示)，以此時(shí)為t0記錄了小物塊之后在傳送帶上運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化關(guān)系(如圖乙所示)，圖中取沿斜面向上的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，v1>v2，已知傳送帶的速度保持不變，則()圖7A物塊在0t1內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移比在t1t2內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移小B若物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，那么<tanC0t2內(nèi)，傳送帶對(duì)物塊做功為WmvmvD0t2內(nèi)物塊動(dòng)能變化量大小一定小于物塊與傳送帶間摩擦而產(chǎn)生的熱量答案D9(2018如皋市模擬四)以一定的初速度從地面豎直向上拋出一小球，小球上升到最高點(diǎn)之后，又落回到拋出點(diǎn)，假設(shè)小球所受空氣阻力與速度大小成正比，則小球在運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能E隨離地高度h變化關(guān)系可能正確的是()答案D解析由于Ffkv，由能量關(guān)系可知：上升過程中，速度減小，故Eh圖象的斜率隨h的增大而減?。幌陆颠^程中，速度增大，故Eh圖象的斜率隨h的減小而增大；上升過程中平均阻力大于下降過程中的平均阻力，故上升過程中機(jī)械能的減少量比下降過程中機(jī)械能的減少量大，則圖象D正確，A、B、C錯(cuò)誤10(多選)(2018江蘇百校大聯(lián)考)如圖8所示，輕質(zhì)彈簧一端固定在水平面上的轉(zhuǎn)軸O上，另一端與套在粗糙固定直桿A處質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))相連，A點(diǎn)到水平面的高度為h，直桿的傾角為30，OAOC，B為AC的中點(diǎn)，OB等于彈簧原長(zhǎng)，小球從A處由靜止開始下滑，第一次經(jīng)過B處的速度為v，運(yùn)動(dòng)到C處速度為零；然后小球獲得一初動(dòng)能Ek由C處沿直桿向上滑行，恰好能到達(dá)出發(fā)點(diǎn)A，已知重力加速度為g，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，下列說法正確的是()圖8AEk2mghB小球下滑過程中，AB段與BC段摩擦力做功相等C彈簧具有的最大彈性勢(shì)能為mv2D撤去彈簧，小球可以在直桿上處于靜止?fàn)顟B(tài)答案ABC11.(2018無錫市期中)如圖9所示，水平地面上有質(zhì)量分別為1kg和4kg的物體A和B，兩者與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，非彈性輕繩的一端固定且離B足夠遠(yuǎn)，另一端跨過光滑輕質(zhì)滑輪與A相連，滑輪與B相連，初始時(shí)，輕繩水平，若物體A在水平向右的恒力F31N作用下運(yùn)動(dòng)了4m，重力加速度g10m/s2，求：圖9(1)物體B因摩擦而產(chǎn)生的熱量；(2)物體A運(yùn)動(dòng)4m時(shí)的速度大小；(3)物體A、B間輕繩拉力的大小答案(1)40J(2)8m/s(3)18N解析(1)A運(yùn)動(dòng)位移為：xA4 m，則B的位移為：xBxA2 mB受到的摩擦力為：FfBmBg0.5410 N20 N由功能關(guān)系有：QFfBxB202 J40 J(2)A運(yùn)動(dòng)4 m時(shí)速度達(dá)到最大，設(shè)A、B的速度、加速度大小分別為vA、vB、aA、aB.則有：vA2vB、aA2aB.對(duì)整體，由動(dòng)能定理可得：FxAFfAxAFfBxBmAvmBv其中FfAmAg5 N代入數(shù)據(jù)解得A的速度為：vA8 m/s(3)設(shè)輕繩拉力為FT，由牛頓第二定律對(duì)A物體有：FFTFfAmAaA對(duì)B物體有：2FTFfBmBaB且aA2aB代入數(shù)據(jù)解得：FT18 N.12(2019運(yùn)河中學(xué)調(diào)研)如圖10甲所示，半徑R0.45m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，B為軌道的最低點(diǎn)，B點(diǎn)右側(cè)的光滑的水平面上緊挨B點(diǎn)有一靜止的小平板車，平板車質(zhì)量M1kg，長(zhǎng)度l1m，小車的上表面與B點(diǎn)等高，距地面高度h0.2m質(zhì)量m1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從圓弧最高點(diǎn)A由靜止釋放取g10m/s2.試求：圖10(1)物塊滑到軌道上的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小；(2)若鎖定平板車并在上表面鋪上一種特殊材料，其動(dòng)摩擦因數(shù)從左向右隨距離均勻變化如圖乙所示，求物塊滑離平板車時(shí)的速率；(3)若解除平板車的鎖定并撤去上表面鋪的材料后，物塊與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，物塊仍從圓弧最高點(diǎn)A由靜止釋放，求物塊落地時(shí)距平板車右端的水平距離答案(1)30N(2)1m/s(3)0.2m解析(1)物塊從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，其機(jī)械能守恒，則有：mgRmv代入數(shù)據(jù)解得：vB3 m/s.在B點(diǎn)，由牛頓第二定律得：FNmg解得：FN3mg3110 N30 N即物塊滑到軌道上B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FNFN30 N，方向豎直向下(2)物塊在小車上滑行時(shí)摩擦力做功為：Wfll代入數(shù)據(jù)解得：Wf4 J物塊從A點(diǎn)滑下到滑離平板車過程中，由動(dòng)能定理得：mgRWfmv2.代入數(shù)據(jù)解得：v1 m/s(3)當(dāng)解除平板車的鎖定并撤去上表面鋪的材料后，對(duì)物塊有：a1g2 m/s2.對(duì)平板車有：a2 m/s22 m/s2.設(shè)物塊在平板車上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則有：(vBta1t2)a2t2l代入數(shù)據(jù)解得：t11 s，t20.5 s因?yàn)関物vBa1t13 m/s21 m/s1 m/s，v車a2t12 m/s，物塊的速度不可能小于平板車的速度，所以時(shí)間取：t20.5 s物塊滑離平板車時(shí)的速度為：v物vBa1t23 m/s20.5 m/s2 m/s.此時(shí)平板車的速度為：v車a2t220.5 m/s1 m/s.物塊滑離平板車做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：t s0.2 s物塊落地時(shí)距平板車右端的水平距離為：x(v物v車)t(21)0.2 m0.2 m.