第八章 习题课2 功能关系与应用（备作业）-2021-2022学年高一物理同步备课系列（人教版2019 必修第二册）.zip

第1 页,共 4 页第八章第八章 习题课习题课 2 2 功能关系与应用功能关系与应用一、选择题1.一质量为 1 kg 的物体被人用手由静止开始向上提升 1 m，这时物体的速度是 2 m/s，重力加速度 g10 m/s2，则在该过程中()A物体克服重力做功 10 J B手对物体做功 10 JC合外力对物体做功 2 J D物体的机械能增加 2 J2.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 m，人和滑车从距底端高为 h 处的顶端 A 沿滑道由静止开始匀加速下滑，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 B 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 0.8mghC整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为 0.2mghD人和滑车克服摩擦力做功为 0.6mgh3. 半球形的碗倒扣在地面上，里面有只蚂蚁从边缘沿着竖直圆面匀速率爬到顶点，此过程对于蚂蚁（）A. 所受合力始终为零B. 所受摩擦力大小始终不变C. 合外力做功始终不变D. 机械能始终不变4. 如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，一质量为 m 的带正电小球在外力 F 的作用下静止与图示位置，小球与弹簧不连接，弹簧处于压缩状态，现撤去 F，在小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力、弹簧弹力对小球做功分别为、，不计空气阻力，则上述过程中（ ）1W2W3W第2 页,共 4 页A. 小球重力势能的增量为1WB. 小球与弹簧组成的系统机械能守恒C. 小球的动能的增量为12WWD. 小球机械能的增加量为23WW5. 如图所示，质量为 m 的蹦极运动员从蹦极台上跃下设运动员由静止开始下落，且下落过程中(蹦极绳被拉直之前)所受阻力恒定，大小为 mg，在运动员下落 h 的过程中(蹦极绳25未拉直)，下列说法正确的是()A运动员的动能增加了3mgh5B运动员的重力势能减少了3mgh5C运动员的机械能减少了3mgh56.如图甲所示，质量为 1 kg 的小物块以初速度 v011 m/s 从 53固定斜面底端先后两次滑上斜面，第一次对小物块施加一沿斜面向上的恒力 F，第二次无恒力 F。图乙中的两条线段 a、b 分别表示存在恒力 F 和无恒力 F 时小物块沿斜面向上运动的 vt 图线。不考虑空气阻力，g10 m/s2，下列说法正确的是(cos 530.6，sin 530.8)()A恒力 F 大小为 1 NB物块与斜面间动摩擦因数为 0.6第3 页,共 4 页C有恒力 F 时，小物块在上升过程产生的热量较少D有恒力 F 时，小物块在上升过程机械能的减少量较小7.如图，第一次，小球从粗糙的 圆形轨道顶端 A 由静止滑下，到达底端 B 的速度为 v1，克14服摩擦力做功为 W1；第二次，同一小球从底端 B 以 v2冲上圆形轨道，恰好能到达 A 点，克服摩擦力做功为 W2，则()A.v1可能等于 v2B.W1一定小于 W2C.小球第一次运动机械能变大了D.小球第一次经过圆弧某点 C 的速率小于它第二次经过同一点 C 的速率8. 如图，abc 是竖直面内的光滑固定轨道，ab 水平，长度为 2R；bc 是半径为 R 的四分之一圆弧，与 ab 相切于 b 点一质量为 m 的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自 a 点处从静止开始向右运动重力加速度大小为 g.小球从 a 点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为()A2mgR B4mgRC5mgR D6mgR9.如图所示，AB 为固定水平长木板，长为 L，C 为长木板的中点，AC 段光滑，CB 段粗糙，一原长为的轻弹簧一端连在长木板左端的挡板上，另一端连一物块，开始时将物块拉至4L长木板的右端 B 点，由静止释放物块，物块在弹簧弹力的作用下向左滑动，已知物块与长木板 CB 段间的动摩擦因数为 ，物块的质量为 m，弹簧的劲度系数为 k，且，4 mgkL物块第一次到达 C 点时，物块的速度大小为 v0，这时弹簧的弹性势能为 E0，不计物块的大小，则下列说法正确的是（）A. 物块可能会停在 CB 面上某处B. 物块最终会做往复运动C. 弹簧开始具有的最大弹性势能为2001+2mvED. 物块克服摩擦做的功最大为2011+22mvmgL第4 页,共 4 页10. 如图，质量为 M =3kg 的小滑块，从斜面顶点 A 静止开始沿 ABC 下滑，最后停在水平面 D 点，不计滑块从 AB 面滑上 BC 面，以及从 BC 面滑上 CD 面的机械能损失已知：AB=BC=5m，CD=9m，=53，=37，重力加速度 g=10m/s2，在运动过程中，小滑块与接触面的动摩擦因数相同则（ ）A. 小滑块与接触面的动摩擦因数 =0.5B. 小滑块在 AB 面上运动时克服摩擦力做功，等于在 BC 面上运动克服摩擦力做功C. 小滑块在 AB 面上运动时间大于小滑块在 BC 面上的运动时间D. 小滑块在 AB 面上运动的加速度 a1与小滑块在 BC 面上的运动的加速度 a2之比是 5/3二、非选择题11.如图所示，挡板 P 固定在足够高的倾角为 37的斜面上，小物块 A、B 的质量均为m，两物块由劲度系数为 k 的轻弹簧相连，两物块与斜面的动摩擦因数均为 0.5.一不可伸长的轻绳跨过滑轮，一端与物块 B 连接，另一端连接一轻质小钩初始小物块 A、B 静止，且物块 B 恰不下滑若在小钩上挂一质量为 M 的物块 C 并由静止释放，当物块 C 运动到最低点时，小物块 A 恰好离开挡板 P.重力加速度为 g，sin 370.6，cos 370.8.(1)求物块 C 下落的最大高度；(2)求物块 C 由静止开始运动到最低点的过程中，弹簧弹性势能的变化量；(3)若把物块 C 换成质量为(Mm)的物块 D，小物块 A 恰离开挡板 P 时小物块 B 的速度为多大？第1 页,共 8 页第八章第八章 习题课习题课 2 2 功能关系与应用功能关系与应用一、选择题1.一质量为 1 kg 的物体被人用手由静止开始向上提升 1 m，这时物体的速度是 2 m/s，重力加速度 g10 m/s2，则在该过程中()A物体克服重力做功 10 J B手对物体做功 10 JC合外力对物体做功 2 J D物体的机械能增加 2 J【答案】AC【解析】由功能关系可知，物体克服重力做功 WG 克mgh10 J，故 A 正确；根据动能定理知 W合W手WG mv2 122 J2 J，则手对物体做功为 W手 mv2mgh12 121212J，故 B 错误，C 正确；由功能关系知，除重力或系统内弹力，其他力对物体所做的功等于物体机械能的变化，即 EW手12 J，故 D 错误2.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 m，人和滑车从距底端高为 h 处的顶端 A 沿滑道由静止开始匀加速下滑，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 B 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 0.8mghC整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为 0.2mghD人和滑车克服摩擦力做功为 0.6mgh【答案】BC【解析】沿斜面的方向有 mamgsin 30Ff，所以 Ff0.1mg，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 30Ff)0.8mgh，故 B 正确；整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为hsin 30Emgh Ekmgh0.8mgh0.2mgh，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 0.2mgh，故 D 错误。3. 半球形的碗倒扣在地面上，里面有只蚂蚁从边缘沿着竖直圆面匀速率爬到顶点，此过程第2 页,共 8 页对于蚂蚁（）A. 所受合力始终为零B. 所受摩擦力大小始终不变C. 合外力做功始终不变D. 机械能始终不变【答案】C【解析】蚂蚁沿圆面做匀速圆周运动，则所受合力不为零，选项 A 错误；蚂蚁所受的摩擦力等于重力沿切线方向的分量，则蚂蚁上爬过程中所受摩擦力大小不断变化，选项 B 错误；蚂蚁沿圆面做匀速圆周运动，动能不变，则合外力做功始终为零不变，选项 C 正确；蚂蚁动能不变，重力势能增加，则机械能不断增加，选项 D 错误。故选 C。4. 如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，一质量为 m 的带正电小球在外力 F 的作用下静止与图示位置，小球与弹簧不连接，弹簧处于压缩状态，现撤去 F，在小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力、弹簧弹力对小球做功分别为、，不计空气阻力，则上述过程中（ ）1W2W3WA. 小球重力势能的增量为1WB. 小球与弹簧组成的系统机械能守恒C. 小球的动能的增量为12WWD. 小球机械能的增加量为23WW【答案】D【解析】A在向上的过程中重力做负功，故小球的重力势能的增量为p1GEWW A 错误；B在向上的过程中电场力做功，所以小球与弹簧组成的系统了机械能不守恒，B 错误；C在向上的过程中电场力，重力，弹力做功，根据动能定理可得，小球的动能的增量为12k3EWWWC 错误；第3 页,共 8 页D重力以外的力做功等于小球的机械能变化量，故小球机械能增加量等于弹力和电场力做功，所以小球的机械能增量为23EWWD 正确。故选 D。5. 如图所示，质量为 m 的蹦极运动员从蹦极台上跃下设运动员由静止开始下落，且下落过程中(蹦极绳被拉直之前)所受阻力恒定，大小为 mg，在运动员下落 h 的过程中(蹦极绳25未拉直)，下列说法正确的是()A运动员的动能增加了3mgh5B运动员的重力势能减少了3mgh5C运动员的机械能减少了3mgh5D运动员克服阻力所做的功为3mgh5答案A解析据动能定理可得，动能的增加量等于合力所做的功，即 EkW合(mg mg)25h mgh，A 正确；运动员下落 h 的过程中，重力势能的减少量等于重力所做的功，即35WGmgh，B 错误；|Ep|运动员克服阻力所做的功等于机械能的减少量，即 W克E减 mgh，C、D 错误256.如图甲所示，质量为 1 kg 的小物块以初速度 v011 m/s 从 53固定斜面底端先后两次滑上斜面，第一次对小物块施加一沿斜面向上的恒力 F，第二次无恒力 F。图乙中的两条线段 a、b 分别表示存在恒力 F 和无恒力 F 时小物块沿斜面向上运动的 vt 图线。不考虑空气阻力，g10 m/s2，下列说法正确的是(cos 530.6，sin 530.8)()第4 页,共 8 页A恒力 F 大小为 1 NB物块与斜面间动摩擦因数为 0.6C有恒力 F 时，小物块在上升过程产生的热量较少D有恒力 F 时，小物块在上升过程机械能的减少量较小【答案】AD【解析】据 vt 中斜率等于加速度的意义可知 aa m/s210 m/s2，abvt10111.1vt2 m/s211 m/s2，不受拉力时 mabmgsin 53mgcos 53，代入数据得 0.5，0111受到拉力的作用时 maaFmgsin 53mgcos 53，所以 F1 N，故 A 正确，B 错误；根据运动学公式 x，有恒力 F 时，小物块的加速度小，小物块上升的高度比较大，所以在上升过程产生的热量较大，故 C 错误；小物块在最高点的重力势能比较大，而升高的过程动能的减小是相等的，所以在上升过程机械能的减少量较小，故 D 正确。7.如图，第一次，小球从粗糙的 圆形轨道顶端 A 由静止滑下，到达底端 B 的速度为 v1，克14服摩擦力做功为 W1；第二次，同一小球从底端 B 以 v2冲上圆形轨道，恰好能到达 A 点，克服摩擦力做功为 W2，则()A.v1可能等于 v2B.W1一定小于 W2C.小球第一次运动机械能变大了D.小球第一次经过圆弧某点 C 的速率小于它第二次经过同一点 C 的速率