1、【 精品教育资源文库 】 课时作业（十七）功能关系 能量守恒定律 基础小题练 1自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的势能 ( ) A变大 B变小 C.不变 D不能确定 【解析】 人缓慢推水袋，对水袋做正功，由功能关系可知，水的重力势能一定增加，A 正确 【答案】 A 2如图所示， A 物体用板托着，细绳跨过轻质光滑定滑轮与 A、 B 相连，绳处于绷直状态，已知 A、 B 的质量分别为 2m 和 m.现将板抽走，则 A 下落一段距离的过程中 ( ) A A 物体减少的机械能 大于 B 物体增加的机械能 B A 物体减少的机械能等于 B 物体增
2、加的机械能 C悬挂滑轮的绳子对天花板的拉力大于 3mg D悬挂滑轮的绳子对天花板的拉力小于 3mg 【解析】 对 A、 B 组成的系统，没有机械能与其他形式能的转化，因此系统的机械能守恒， A 物体减少的机械能等于 B 物体增加的机械能， A 错误， B 正确；对滑轮受力分析，根据平衡条件得 F 2FT，对 A、 B 整体受力分析，根据牛顿第二定律得 2mg mg 3ma，对 B物体受力分析得 FT mg ma，联立得 F 83mg， C 错误， D 正确 【答案】 BD 3小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上由图中位置无初速度释放，在小球下摆到最低点的过程中，下列说法正确的是
3、 ( ) A绳对球的拉力不做功 【 精品教育资源文库 】 B球克服绳拉力做的功等于球减少的机械能 C绳对车做的功等于球减少的重力势能 D球减少的重力势能等于球增加的动能 【解析】 小球下摆的过程中，小车的机械能增加，小球的机械能减少，球克服绳拉力做的功等于减少的机械能，选项 A 错误，选项 B 正确；绳对车做的功等于球减少的机械能，选项 C 错误；球减少的重力势能等于球增加的动能和小车增加的机械能之和，选项 D 错误 【答案】 B 4悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动，需要运动员具有非凡的胆量和过硬的技术跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设质量为 m 的运动员刚入水时的速度为 v
4、，水对他的阻力大小恒为 F，那么在他减速下降深度为 h 的过程中，下列说法正确的是 (g 为当地的重力加速度 )( ) A他的动能减少了 (F mg)h B他的重力势能减少了 mgh 12mv2 C他的机械能减少了 Fh D他的机械能减少了 mgh 【解析】 合力做的功等于动能的变化，合力做的功为 (F mg)h， A 正确 ；重力做的功等于重力势能的减少量，故重力势能减小了 mgh， B 错误；重力以外的力做的功等于机械能的变化，故机械能减少了 Fh， C 正确， D 错误 【答案】 AC 5如图所示，在光滑斜面上的 A 点先后水平抛出和静止释放两个质量相等的小球 1 和2，不计空气阻力，最
5、终两小球在斜面上的 B 点相遇，在这个过程中 ( ) A小球 1 重力做的功大于小球 2 重力做的功 B小球 1 机械能的变化大于小球 2 机械能的变化 C小球 1 到达 B 点的动能大于小球 2 的动能 D两小球到达 B 点时，在竖直方向的分速度相等 【解析】 重力做功只与初、末 位置的高度差有关，与物体经过的路径无关，所以重力对 1、 2 两小球所做的功相等， A 错误； 1、 2 两小球从 A 点运动到 B 点的过程中，只有重力对其做功，所以它们的机械能均守恒， B 错误；由动能定理可得，对小球 1 有： mgh Ek1Ek0，对小球 2 有： mgh Ek2 0，显然 Ek1 Ek2，
6、 C 正确；由上面的分析可知，两小球到达 B点时，小球 1 的速度大于小球 2 的速度，且小球 1 的速度方向与竖直方向的夹角小于小球 2【 精品教育资源文库 】 速度方向与竖直方向的夹角，因此，小球 1 在竖直方向上的速度大于小球 2 在竖直方向上的速度， D 错误 【答案】 C 6如图 所示，水平传送带 AB 长为 21 m，以 6 m/s 的速度顺时针匀速转动，台面与传送带平滑连接于 B 点，半圆形光滑轨道半径 R 1.25 m，与水平台面相切于 C 点， BC 长 x5.5 m， P 点是圆弧轨道上与圆心 O 等高的一点一质量为 m 1 kg 的物块 (可视为质点 )，从 A 点无初
7、速度释放，物块与传送带及台面间的动摩擦因数均为 0.1，则关于物块的运动情况，下列说法正确的是 ( ) A物块不能到达 P 点 B物块能越过 P 点做斜抛运动 C物块能越过 P 点做平抛运动 D物块能到达 P 点，但不会出现选项 B、 C 所描述的运动情况 【 解析】 物块从 A 点释放后在传送带上做加速运动，假设到达台面之前能够达到传送带的速度 v，则由动能定理得， mgx 1 12mv2，得 x1 18 m 21 m，假设成立物块以 6 m/s冲上台面，假设物块能到达 P 点，则到达 P 点时的动能 EkP可由动能定理求得， mgx mgR EkP 12mv2，得 EkP 0，可见，物块能
8、到达 P 点，速度恰为零，之后从 P 点沿圆弧轨道滑回，不会出现选项 B、 C 所描述的运动情况， D 正确 【答案】 D 创新导向练 7生活娱乐 蹦床娱乐中的能 量转化问题 在儿童乐园的蹦床项目中，小孩在两根弹性绳和蹦床的协助下实现上下弹跳如图所示，某次蹦床活动中小孩静止时处于 O 点，当其弹跳到最高点 A 后下落可将蹦床压到最低点 B，小孩可看成质点，不计空气阻力下列说法正确的是 ( ) A从 A 运动到 O，小孩重力势能减少量大于动能增加量 【 精品教育资源文库 】 B从 O 运动到 B，小孩动能减少量等于蹦床弹性势能增加量 C从 A 运动到 B，小孩机械能减少量小于蹦床弹性势能增加量
9、 D若从 B 返回到 A，小孩机械能增加量等于蹦床弹性势能减少量 【解析】 从 A 运动到 O 点，小孩重力势能减少量等于动能增 加量与弹性绳的弹性势能的增加量之和，选项 A 正确；从 O 运动到 B，小孩动能和重力势能的减少量等于弹性绳和蹦床的弹性势能的增加量，选项 B 错误；从 A 运动到 B，小孩机械能减少量大于蹦床弹性势能增加量，选项 C 错误；若从 B 返回到 A，小孩机械能增加量等于蹦床和弹性绳弹性势能减少量之和，选项 D 错误 【答案】 A 8物理与生物 以 “ 跳蚤 ” 弹跳为背景考查能量问题 在日常生活中，人们习惯于用几何相似性放大 (或缩小 )的倍数去得出推论，例如一个人身
10、体高了 50%，做衣服用的布料也要多 50%，但实际上这种计算方法是错误的若物体的几何线度为 L，当 L 改变时，其他因素按怎样的规律变化？这类规律可称之为标度律，它们是由量纲关系决定的在上例中，物体的表面积 S kL2，所以身高变为 1.5 倍，所用的布料变为 1.52 2.25 倍以跳蚤为例：如果一只跳蚤的身长为 2 mm，质量为 0.2 g，往上跳的高度可达 0.3 m可假设其体内能用来跳高的能量 E L3(L 为几何线度 )，在其平均密度不变的情况下，身长变为 2 m，则这只跳蚤往上跳的最大高度最接近 ( ) A 0.3 m B 3 m C 30 m D 300 m 【解析】 根据能量
11、关系可知 E mgh，由题意可知 E kL3，则 mgh kL3；因跳蚤的平均密度不变，则 m L 3，则 gh k，因 、 g、 k 均为定值，故 h 不变，则这只跳蚤往上跳的最大高度最接近 0.3 m，故选 A. 【答案】 A 9就地取材 利用 “ 弹弓 ” 考查功能关系问题 弹弓是 80 后童年生活最喜爱的打击类玩具之一，其工作原理如图所示，橡皮筋两端点A、 B 固定在把手上，橡皮筋 ABC 恰好处于原长状态，在 C 处 (AB 连线的中垂线上 )放一固体弹丸，一手执把，另一手将弹丸拉至 D 点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下迅速发射出去，打击目标，现将弹丸竖直向上 发射，已知 E 是 C
12、D 的中点，则 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A从 D 到 C，弹丸的动能一直在增大 B从 D 到 C 的过程中，弹丸在 E 点的动能一定最大 C从 D 到 C，弹丸的机械能先增大后减少 D从 D 到 E 弹丸增加的机械能大于从 E 到 C 弹丸增加的机械能 【解析】 在 CD 连线中的某一处，弹丸受力平衡，但是此点不一定是 E 点，所以从 D到 C，弹丸的速度先增大后减小，弹丸的动能先增大后减小，故 A、 B 错误；从 D 到 C，橡皮筋对弹丸做正功，弹丸机械能一直在增加，故 C 错误；从 D 到 E 橡皮筋作用在弹丸上的合力大于从 E 到 C 橡皮筋作用在弹丸上的合力，两段长度相 等
13、，所以 DE 段橡皮筋对弹丸做功较多，即机械能增加的较多，故 D 正确，故选 D. 【答案】 D 10综合应用 能量转化与守恒定律的实际应用 如图所示，倾角 37 的光滑斜面上粘贴有一厚度不计、宽度为 d 0.2 m 的橡胶带，橡胶带的上表面与斜面位于同一平面内，其上、下边缘与斜面的上、下边缘平行，橡胶带的上边缘到斜面的顶端距离为 L 0.4 m，现将质量为 m 1 kg、宽度为 d 的薄矩形板上边缘与斜面顶端平齐且从斜面顶端静止释放已知矩形板与橡胶带之间的动摩擦因数为 0.5，重力加速度大小为 g 10 m/s2，不 计空气阻力，矩形板由斜面顶端静止释放到完全离开橡胶带的过程中 (此过程矩形
14、板始终在斜面上 )， sin 37 0.6， cos 37 0.8，下列说法正确的是( ) A矩形板受到的摩擦力大小为 4 N B矩形板的重力做功为 3.6 J C产生的热量为 0.8 J D矩形板的上边缘穿过橡胶带下边缘时其速度大小为 2 355 m/s 【解析】 当矩形板全部在橡胶带上时摩擦力为 Ff mg cos 37 4 N，此时摩擦力最大，其他情形摩擦力均小于 4 N，故 A 错误；重力对矩形板做功 WG mgh mg(L d)sin 37 3.6 J， B 正确；从滑上橡胶带到完全离开橡胶带，因矩形板受到的摩擦力与位移的变化为线性关系，则产生的热量 Q 0 mg cos 372 2 d 0.8 J， C 正确；从释放到完全离开【 精品教育资源文库 】 橡胶带，对矩形板由动能定理有 mg(L d)sin 37 0 mg cos 372 2 d 12mv2，代入可得 v 2 355 m/s， D 正确 【答案】 BCD 综合提升练 11如图所示， A、 B 间是一个风 洞，水平地板 AB 延伸至 C 点，通过
