考点15　功能关系　机械能守恒定律及其应用—2021届高考物理总复习考点检测

考点15　功能关系　机械能守恒定律及其应用

 

 

题组一　基础小题

1．下列关于功和能的说法正确的是(　　)

A．作用力做正功，反作用力一定做负功

B．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化

C．若物体除受重力外，还受到其他力作用时，物体的机械能也可能守恒

D．竖直向上运动的物体重力势能一定增加，动能一定减少

答案　C

解析　当作用力做正功时，反作用力也可能做正功，如反冲运动中的物体，故A错误；物体在合外力作用下做变速运动，动能不一定发生变化，比如匀速圆周运动，故B错误；若物体除受重力外，还受到其他力作用时，当其他的力做的功等于零时，物体的机械能也守恒，故C正确；竖直向上运动的物体重力势能一定增加，若同时物体受到的向上的拉力做正功，则物体动能不一定减少，故D错误。

2.如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最大高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为g，则运动员踢球时对足球做的功为(　　)

A.mv2  B．mgh

C．mgh＋mv2  D．mgh＋mv2

答案　C

解析　足球被踢起后在运动过程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球

的机械能守恒，足球到达最高点时，其机械能为E＝mgh＋mv2，由机械能守恒定律得，足球刚被踢起时的机械能为E＝mgh＋mv2，足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功，因此运动员对足球所做的功为W＝mgh＋mv2，故A、B、D错误，C正确。

3.如图所示，一辆小车在牵引力作用下沿弧形路面匀速率上行，小车与路面间的阻力大小恒定，则上行过程中(　　)

A．小车处于平衡状态，所受合外力为零

B．小车受到的牵引力逐渐增大

C．小车受到的牵引力对小车做的功一定大于小车重力势能的增加量

D．小车重力的功率逐渐增大

答案　C

解析　小车做匀速圆周运动，合力充当向心力，不为零，故A错误；对小车受力分析，牵引力F＝f＋mgsinθ，阻力大小恒定，θ变小，所以F变小，故B错误；由功能关系得：小车受到的牵引力对小车做的功等于小车重力势能的增加量和因摩擦生成的热量，即牵引力对小车做的功一定大于小车重力势能的增加量，故C正确；小车重力的功率P＝mgvsinθ，θ变小，P减小，故D错误。

4.把一定质量的小球放在竖立的弹簧上，并把小球往下按至A位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C(图丙)，途中经过位置B时弹簧正好恢复原长(图乙)。弹簧的质量和空气阻力均可忽略。下列说法正确的是(　　)

A．A到C的过程，小球的机械能守恒

B．A到B的过程，小球的动能一直变大

C．A到B的过程，小球动能的增加量小于弹簧弹性势能的减少量

D．A到C的过程，小球重力势能的增加量小于弹簧弹性势能的减少量

答案　C

解析　A到C的过程，除重力外，弹簧的弹力对小球做正功，小球的机械能不守恒，故A错误；小球从A释放后向上做加速运动，弹簧的弹力减小，当弹簧的弹力与重力相等时速度最大，然后弹簧的弹力小于重力，小球做减速运动，因此小球从A到B的过程，小球的动能先增大后减小，故B错误；小球与弹簧组成的系统机械能守恒，A到B的过程，弹簧的弹性势能的减少量转化为小球的机械能，即转化为小球的动能与势能之和，由于小球的重力势能增加，因此小球动能的增加量小于弹簧弹性势能的减少量，故C正确；小球与弹簧组成的系统机械能守恒，A到C的过程，弹簧的弹性势能转化为小球的机械能，到达C点，小球的动能为零，弹簧弹性势能完全转化为小球的重力势能，因此从A到C的过程中，小球重力势能的增加量等于弹簧弹性势能的减少量，故D错误。

5.人通过滑轮将质量为m的物体沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面，物体上升的高度为h，到达斜面顶端的速度为v，如图所示。则在此过程中(　　)