2020-2021學年新教材物理人教版必修第二冊課后提升訓練：第八章　習題課功能關系及其應用

1、好好學習，天天向上習題課:功能關系及其應用課后篇鞏固提升基礎鞏固1。物體在豎直方向上分別做了勻速上升、加速上升和減速上升三種運動。在這三種情況下物體機械能的變化情況是()a。勻速上升機械能不變，加速上升機械能增加,減速上升機械能減小b.勻速上升和加速上升機械能增加，減速上升機械能減小c.勻速上升和加速上升機械能增加,減速上升機械能可能增加，可能減少，也可能不變d。三種情況中，物體的機械能均增加解析無論物體向上加速運動還是向上勻速運動，除重力外,其他外力的合力一定對物體做正功，物體機械能一定增加；物體向上減速運動時，除重力外,物體受到的其他外力不確定，故無法確定其機械能的變化情況,選項c正確。答

2、案c2.(多選)節(jié)日燃放禮花彈時,要先將禮花彈放入一個豎直的炮筒中,然后點燃禮花彈的發(fā)射部分,通過火藥劇烈燃燒產(chǎn)生的高壓燃氣，將禮花彈由炮筒底部射向空中。禮花彈在炮筒中被擊發(fā)過程中,克服重力做功w1,克服炮筒阻力及空氣阻力做功w2，高壓燃氣對禮花彈做功w3,則禮花彈在炮筒內運動的過程中（設禮花彈發(fā)射過程中質量不變)（）a。禮花彈的動能變化量為w3+w2+w1b.禮花彈的動能變化量為w3-w2-w1c。禮花彈的機械能變化量為w3-w1d。禮花彈的機械能變化量為w3-w2解析由動能定理可知,所有力對物體做的總功等于物體動能的變化,故b正確；由機械能守恒定律知,系統(tǒng)機械能的改變只有靠重力和系統(tǒng)內的彈

3、力以外的其他力做功才能實現(xiàn),本題中是靠燃氣推力、炮筒阻力及空氣阻力做功使禮花彈的機械能發(fā)生改變的,所以d項正確.答案bd3。如圖所示,木塊a放在木塊b的左端上方,用水平恒力f將a拉到b的右端，第一次將b固定在地面上，f做功w1,生熱q1；第二次讓b在光滑水平面上可自由滑動，f做功w2，生熱q2。則下列關系中正確的是()a.w1w2，q1=q2b。w1=w2,q1=q2c.w1w2，q1q2d.w1=w2，q1q2解析在兩次過程中,第一次和第二次a相對于b的位移是相等的,而熱量等于滑動摩擦力乘以相對位移，因此q1=q2，第一次a的對地位移要小于第二次a的對地位移,而功等于力乘以對地位移，因此w1

4、w2，所以選項a正確。答案a4.(多選)某人將原來放在地面上質量為1 kg的物體勻加速向上提升1 m，這時物體獲得2 m/s的速度，在這個過程中（g取10 m/s2),以下說法正確的是()a。手對物體做功為10 jb。合外力對物體做功為12 jc.合外力對物體做功為2 jd。物體重力勢能增加了10 j解析重力做功wg=mgh=-1101j=-10j，故重力勢能增加10j，選項d正確;設手對物體做功為w，由動能定理得w+wg=12mv2=12122j=2j,解得w=2j-wg=2j（-10j)=12j，因此，選項a、b均錯誤,c正確。答案cd5.(多選)如圖所示，輕質彈簧上端固定,下端系一物體。

5、物體在a處時，彈簧處于原長狀態(tài)?，F(xiàn)用手托住物體使它從a處緩慢下降,到達b處時,手和物體自然分開。此過程中，物體克服手的支持力所做的功為w。不考慮空氣阻力.關于此過程，下列說法正確的有()a.物體重力勢能減小量一定大于wb。彈簧彈性勢能增加量一定小于wc.物體與彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加量為wd.若將物體從a處由靜止釋放，則物體到達b處時的動能為w解析在此過程中減少的重力勢能mgh=ep+w,所以物體重力勢能減小量一定大于w，不能確定彈簧彈性勢能增加量與w的大小關系,選項a正確,b錯誤;支持力對物體做負功,所以物體與彈簧組成的系統(tǒng)機械能減少w,選項c錯誤；若將物體從a處由靜止釋放,從a到b的過程,

6、根據(jù)動能定理有ek=mgh-ep=w,選項d正確.答案ad6。(2020云南大理質檢)如圖所示，一表面光滑的木板可繞固定的水平軸o轉動。木板從水平位置oa轉到位置ob的過程中，木板上重為5 n的物塊從靠近轉軸的位置由靜止開始滑到圖中虛線所示位置。在這一過程中，物塊的重力勢能減少了4 j。以下說法正確的是(g取10 m/s2)()a.物塊的豎直高度降低了0。8 mb。由于木板轉動，物塊下降的豎直高度必大于0.8 mc.物塊獲得的動能為4 jd。由于木板轉動，物塊的機械能必定增加解析重力勢能的表達式ep=mgh，重力勢能減少了4j,而mg=5n,故h=0.8m,選項a正確、b錯誤;木板轉動，木板的

7、支持力對物塊做負功，則物塊的機械能必定減少，物塊獲得的動能小于4j,選項c、d均錯誤。答案a7.(2020吉林長春模擬)如圖所示，水平傳送帶以v=2 m/s的速率勻速運行,上方漏斗每秒將40 kg的煤粉豎直放到傳送帶上,然后一起隨傳送帶勻速運動。如果要使傳送帶保持原來的速率勻速運行,則電動機應增加的功率為多少？解析由功能關系,電動機多做的功等于使單位時間內落在傳送帶上的煤粉獲得的動能以及煤粉相對傳送帶滑動過程中產(chǎn)生的熱量，所以pt=12mv2+q，傳送帶做勻速運動,而煤粉相對地面做勻加速運動過程中的平均速度為傳送帶速度的一半，所以煤粉相對傳送帶的位移等于相對地面的位移，故q=ffx=ffx=1

8、2mv2，解得p=160w.答案160 w能力提升1。（多選)如圖所示,在抗洪救災中,一架直升機通過繩索用恒力f豎直向上拉起一個漂在水面上的木箱,使其由水面開始加速上升到某一高度,若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力,則在此過程中,以下說法正確的有()a.拉力f所做的功減去克服阻力所做的功等于木箱重力勢能的增量b。木箱克服重力所做的功等于木箱重力勢能的增量c。拉力f、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱動能的增量d。拉力f和阻力的合力所做的功等于木箱機械能的增量解析木箱運動過程中,有拉力f、重力、阻力三個力對木箱做功,合力做功決定著物體動能的改變量，c正確;重力做功決定著重力勢能的改變量,b正確,a

9、錯誤;除重力做功以外,其他力做功的代數(shù)和等于物體機械能的改變量，d正確.答案bcd2。如圖是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結構圖。圖中和為楔塊，和為墊板,楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦.在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中()a.緩沖器的機械能守恒b。摩擦力做功消耗機械能c。墊板的動能全部轉化為內能d.彈簧的彈性勢能全部轉化為動能解析在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中，由于要克服摩擦力做功,故緩沖器機械能減少,選項a錯誤,選項b正確;彈簧壓縮過程中，墊板的動能轉化為內能和彈簧的彈性勢能，選項c、d錯誤.答案b3。如圖所示,極限跳傘是世界上流行的空中極限運動,它的獨特魅力在于跳傘者可以從正在飛行的各種飛

10、行器上跳下，也可以從固定在高處的器械、陡峭的山頂、高地甚至建筑物上縱身而下，并且通常起跳后傘并不是馬上自動打開,而是由跳傘者自己控制開傘時間.傘打開前可看成是自由落體運動，打開傘后減速下降,最后勻速下落。用h表示人下落的高度,t表示下落的時間，ep表示人的重力勢能，ek表示人的動能，e表示人的機械能，v表示人下落的速度，如果打開傘后空氣阻力與速度的二次方成正比,則下列圖像可能正確的是(）解析重力勢能與人下落的高度呈一次函數(shù)關系,選項a錯誤。人先做自由落體運動,機械能守恒,可得ek=ep=mgh，動能與下落的高度成正比；打開降落傘后人做減速運動,隨速度的減小，阻力減小，由牛頓第二定律可知,人做加

11、速度減小的減速運動，最后當阻力與重力大小相等后,人做勻速直線運動，所以動能先減小得快,后減小得慢，當阻力與重力大小相等后，動能不再發(fā)生變化，而機械能繼續(xù)減小，選項b正確，c、d錯誤.答案b4.如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板b的左端，右端與小木塊a連接，且a與b及b與地面間的接觸面均光滑。開始時，a和b均靜止,現(xiàn)同時對a、b施加等大反向的水平恒力f1和f2.從兩物體開始運動之后的整個運動過程中，彈簧形變不超過其彈性限度。對于a、b和彈簧組成的系統(tǒng),下列說法正確的是(）a.由于f1、f2等大反向,故系統(tǒng)機械能守恒b。當彈簧彈力大小與f1、f2大小相等時，a、b各自的動能最大,此時系統(tǒng)機械能最大

12、c。在運動的過程中，a、b動能的變化量加上彈簧彈性勢能的變化量等于f1、f2做功的代數(shù)和d.在運動過程中a的最大速度一定大于b的最大速度解析由于f1、f2對a、b都做正功,故系統(tǒng)機械能增加,即系統(tǒng)機械能不守恒,選項a錯誤;當彈簧彈力大小與f1、f2大小相等時，a、b受力平衡，加速度減為0，此時速度達到最大值,故各自的動能最大,之后f1和f2繼續(xù)對系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)機械能繼續(xù)增大,故此時系統(tǒng)機械能不是最大,選項b錯誤；在運動的過程中，根據(jù)除重力和彈簧彈力以外的力對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)機械能的變化量可知,a、b動能的變化量加上彈簧彈性勢能的變化量等于f1、f2做功的代數(shù)和,選項c正確;由于不知道a和b

13、質量大小的關系，所以不能判斷誰的最大速度更大,選項d錯誤。答案c5。如圖,abc是豎直面內的光滑固定軌道,ab水平，長度為2r；bc是半徑為r的四分之一圓弧,與ab相切于b點。一質量為m的小球，始終受到與重力大小相等的水平外力的作用,自a點處從靜止開始向右運動。重力加速度大小為g.小球從a點開始運動到其軌跡最高點,機械能的增量為多大?解析以小球為研究對象，在小球由a到c的過程中,應用動能定理有fxab+fr-mgr=12mvc2，其中水平力大小f=mg，得vc=2gr。經(jīng)過c點以后，在豎直方向上小球做豎直上拋運動,上升的時間t升=vcg=2rg。在水平方向上小球做加速度為ax的勻加速運動,由牛

14、頓第二定律得f=max,且f=mg，故ax=g。在時間t升內,小球在水平方向上的位移x=12axt升2=2r，故力f在整個過程中對小球做的功w=fxab+fr+fx=5mgr。由功能關系得，e=w=5mgr。答案5mgr6。(2020寧夏石嘴山模擬）如圖所示，水平傳送帶長l=12 m，且以v=5 m/s的恒定速率順時針轉動，光滑軌道與傳送帶的右端b點平滑連接,有一質量m=2 kg的物塊從距傳送帶高h=5 m的a點由靜止開始滑下。已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)=0。5，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)物塊距傳送帶左端c的最小距離;(2）物塊再次經(jīng)過b點后滑上曲面的最大高度；(3）在上述

15、整個運動過程中,物塊與傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量。解析(1)物塊從a到b的過程中,由動能定理得mgh=12mvb2解得vb=10m/s,物塊在傳送帶上向左運動的過程中,由牛頓第二定律得mg=ma解得a=5m/s2由運動學公式得0-vb2=2ax1解得x1=10m，且t1=vba=2s，物塊距傳送帶左端c的最小距離dmin=lx1=2m。(2）物塊在傳送帶上向右運動的過程中，由牛頓第二定律得mg=ma解得a=5m/s2，物塊達到與傳送帶共速的時間t2=va=1sx2=12at22=2。5m10m,此后物塊隨傳送帶向右做勻速直線運動，經(jīng)過b點時的速度v=5m/s,物塊經(jīng)過b點后滑上曲面的過程中,由動能定理得-mghm=012mv2解得hm=1.25m。(3）物塊在傳送帶上向左運動的過程中,相對位移x1=x1+