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1、 1 课后限时集训 17 功能关系 能量守恒定律 建议用时：45 分钟 1物体在竖直方向上分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种运动。在这三种情况下物体机械能的变化情况是()A匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小 B匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小 C匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能可能增加，可能减少，也可能不变 D三种情况中，物体的机械能均增加 C 无论物体向上加速运动还是向上匀速运动，除重力外，其他外力一定对物体做正功，物体机械能都增加；物体向上减速运动时，除重力外，物体受到的其他外力不确定，故无法确定其机械能的变化，C 正确。2(201
2、9重庆一诊)如图所示，一物块在粗糙斜面上由静止释放，运动到水平面上后停止，则运动过程中，物块与地球组成系统的机械能()A不变 B减小 C增大 D无法判断 B 物块在粗糙斜面上由静止释放后，重力与摩擦力对物块做功，其中摩擦力做功是将物块机械能的一部分转化为内能，所以物块与地球组成系统的机械能减少，故 A、C、D 错误，B 正确。3.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拉力F做了 10 J 的功。在上述过程中()A弹簧的弹性势能增加了 10 J B滑块的动能增加了 10 J C滑块和弹簧组成的系统机械能增加了 1
3、0 J D滑块和弹簧组成的系统机械能守恒 C 拉力F做功的同时，弹簧伸长，弹簧的弹性势能增大，滑块向右加速运动，滑块动 2 能增加，由功能关系可知，拉力做功等于滑块的动能与弹簧弹性势能的增加量之和，C 正确，A、B、D 均错误。4(2019驻马店模拟)一物体在竖直向上的恒力作用下，由静止开始上升，到达某一高度时撤去外力。若不计空气阻力，则在整个上升过程中，物体的机械能E随时间t变化的关系图象是()A B C D A 设物体在恒力作用下的加速度为a，由功的定义式可知，机械能增量为 EFhF12at2，知Et图象是开口向上的抛物线，撤去恒力后，机械能守恒，则机械能不随时间变化，故 A 正确，B、C
4、、D 错误。5(多选)(2019全国卷)从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取 10 m/s2。由图中数据可得()A物体的质量为 2 kg Bh0 时，物体的速率为 20 m/s Ch2 m 时，物体的动能Ek40 J D从地面至h4 m，物体的动能减少 100 J AD 根据题给图象可知h4 m 时物体的重力势能mgh80 J，解得物体质量m2 kg，抛出时物体的动能为Ek100 J，由动能公式Ek12mv2，可知h0 时物体的速率为v10 m/s，选项 A 正确，B 错误
5、；由功能关系可知fh|E|20 J，解得物体上升过程中所受空气阻力f5 N，从物体开始抛出至上升到h2 m 的过程中，由动能定理有mghfhEk100 J，解得Ek50 J，选项 C 错误；由题给图象可知，物体上升到h4 m 时，机械能为 80 J，重力势能为 80 J，动能为零，即物体从地面上升到h4 m，物体动能减少 100 J，选项 D 正确。6.(多选)(2019青岛模拟)如图所示，一根原长为L的轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球，在弹簧的正上方从距地面高度为H处由静止下落压缩弹簧。若弹簧的 3 最大压缩量为x，小球下落过程受到的空气阻力恒为Ff，则小球从开始下落至最低点
6、的过程()A小球动能的增量为 0 B小球重力势能的增量为mg(HxL)C弹簧弹性势能的增量为(mgFf)(HxL)D系统机械能减少FfH AC 小球下落的整个过程中，开始时速度为零，结束时速度也为零，所以小球动能的增量为 0，选项 A 正确；小球下落的整个过程中，重力做功WGmghmg(HxL)，根据重力做功量度重力势能的变化WGEp得：小球重力势能的增量为mg(HxL)，选项 B错误；根据动能定理得WGWfW弹000，所以W弹(mgFf)(HxL)，根据弹簧弹力做功量度弹性势能的变化W弹Ep得：弹簧弹性势能的增量为(mgFf)(HxL)，选项 C 正确；系统机械能的减少量等于重力、弹力以外的
7、力做的功，小球从开始下落至最低点的过程，克服阻力做的功为Ff(HxL)，所以系统机械能减少为Ff(HxL)，选项 D错误。7.(多选)如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为Ff，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x。此过程中，下列结论正确的是()A小物块到达小车最右端时具有的动能为(FFf)(Lx)B小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为Ffx C小物块克服摩擦力所做的功为Ff(Lx)D小物块和小车增加的机械能为Fx ABC 由
8、动能定理可得小物块到达小车最右端时的动能Ek 物W合(FFf)(Lx)，A正确；小车的动能Ek 车Ffx，B 正确；小物块克服摩擦力所做的功WfFf(Lx)，C 正确；小物块和小车增加的机械能为F(Lx)FfL，D 错误。8(多选)如图所示，质量m1 kg 的物体从高为h0.2 m 的光滑轨道上P点由静止开始下滑，滑到水平传送带上的A点，物体和传送带之间的动摩擦因数为0.2，传送带AB之间的距离为L5 m，传送带一直以v4 m/s 的速度匀速运动，则(g取 10 m/s2)()4 A物体从A运动到B的时间是 1.5 s B物体从A运动到B的过程中，摩擦力对物体做功为 2 J C物体从A运动到B
9、的过程中，产生的热量为 2 J D物体从A运动到B的过程中，带动传送带转动的电动机多做的功为 10 J AC 设物体下滑到A点的速度为v0，对PA过程，由机械能守恒定律有12mv20mgh，代入数据得v0 2gh2 m/sv4 m/s，则物体滑上传送带后，在滑动摩擦力的作用下做匀加速运动，加速度大小为amgmg2 m/s2；当物体的速度与传送带的速度相等时用时t1vv0a422 s1 s，匀加速运动的位移x1v0v2t12421 m3 mvB4 m/s 所以传送带运转方向为顺时针。假设参赛者在传送带一直加速，设到达C点的速度为v，由动能定理得：1mgL112mv212mv2B 解得：v 76 m/svC8 m/s 7 所以参赛者在传送带上匀加速运动再匀速运动，所以传送带速率v传vC8 m/s，方向顺时针方向。(3)参赛者在传送带上匀加速运动的时间为：tvCvB1g840.5100.8 s 此过程中参赛者与传送带间的相对位移大小为：xv传tvBvC2t 解得 x1.6 m 传送带由于传送参赛着多消耗的电能为：EQEk1mgx12mv2C12mv2B 代入数据解得：E1 920 J。答案(1)1 080 N，方向竖直向下(2)8 m/s，方向为顺时针(3)1 920 J