专题18 功能关系的理解和计算 2021年高考物理二轮专题解读与训练

专题18 功能关系的理解和计算 一、单选题 1．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（ ） A．绳对球的拉力不做功 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 【答案】B 【解析】AB．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，故A错误，B正确； C．对于小车和小球组成的系统机械能守恒，绳对车做的功等于车增加的机械能，也就等于球减少的机械能，故C错误； D．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，故D错误。 故选B。 2．如图所示，水平桌面上有一小车，装有砂的砂桶通过细绳给小车施加一水平拉力，小车从静止开始做直线运动．保持小车的质量M不变，第一次实验中小车在质量为m1的砂和砂桶带动下由静止前进了一段距离s；第二次实验中小车在质量为m2的砂和砂桶带动下由静止前进了相同的距离s，其中m1<m2<M．两次实验中，绳对小车的拉力分别为T1和T2，小车、砂和砂桶系统的机械能变化量分别为ΔE1和ΔE2，若空气阻力和摩擦阻力的大小保持不变，不计绳、滑轮的质量，则下列分析正确的是（ ） A．(m1g-T1)< (m2g-T2)，ΔE1=ΔE2 B．(m1g-T1)= (m2g-T2)，ΔE1=ΔE2 C．(m1g-T1)< (m2g-T2)，ΔE1<ΔE2 D．(m1g-T1)= (m2g-T2)，ΔE1<ΔE2 【答案】A 【解析】设砂和砂桶质量为，空气阻力和摩擦阻力为，小车和沙桶一起做匀速直线运动即，加速度，据此分析在砂和砂桶质量从增大到，加速度变大，即，假设两次砂和砂桶受到的阻力为，对砂和砂桶分析则有，，据此判断，，，，所以选项BD错．系统减少的机械能等于克服阻力做功即，，，对照选项A正确． 3．将质量为m的小球在距地面高度为h处抛出，抛出时的速度大小为，小球落到地面时的速度大小为若小球受到的空气阻力不能忽略，重力加速度为g，则对于小球下落的整个过程，下列说法中正确的是（ ） A．小球克服空气阻力做的功等于mgh B．重力对小球做的功等于 C．合外力对小球做的功等于 D．小球重力势能增加了mgh 【答案】C 【解析】根据动能定理得：m(2v0)2-m(v0)2=mgh-Wf， 解得：Wf=mgh-mv02，故A错误；重力做的功为WG=mgh，重力势能减小mgh，故BD错误；合外力对小球做的功W合=m(2v0)2-m(v0)2=mv02，故C正确；故选C. 4．如图所示，滑块A以一定的初速度从粗糙斜面体B的底端沿斜面向上滑，然后又返回，整个过程中斜面体B与地面之间没有相对滑动。那么滑块向上滑和向下滑的两个过程中（ ） A．滑块向上滑动的加速度等于向下滑动的加速度 B．滑块向上滑动的时间小于向下滑动的时间 C．斜面体B受地面的支持力大小始终等于A与B的重力之和 D．滑块上滑初速度等于滑块回到出发点的末速度 【答案】B 【解析】A项：物体上滑时受到的滑动摩擦力沿斜面向下，下滑时滑动摩擦力沿斜面向上，则上滑的合力大于下滑的合力，所以滑块向上滑动的加速度大于向下滑动的加速度，故A错误； B项：由A分析可知，滑块向上滑动的加速度大于向下滑动的加速度，而两个过程位移大小相等，由位移得知滑块向上滑动的时间小于向下滑动的时间，故B正确； C项：在上滑和下滑的两个过程中，物体的加速度方向都沿斜面向下，对整体研究，分析受力情况，如图， 将物体的加速度分解为水平和竖直两个方向，由牛顿第二定律得：（M+m）g-N=may，则得N＜（M+m）g，即斜面体B受地面的支持力大小始终小于A与B的重力之和，故C错误； D项：由公式可知，由于滑块向上滑动的加速度大于向下滑动的加速度，所以物体回到出发点的末速度小于滑块上滑初速度，故D错误。 5．如图甲所示，一倾角为θ＝37°的传送带以恒定速度运行。现将一质量m＝1 kg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。则下列说法中正确的是（ ） A．0~8 s内物体位移的大小为18m B．物体和传送带间的动摩擦因数为0.625 C．0~8 s内物体机械能增量为78J D．0~8 s内物体因与传送带摩擦产生的热量Q为126J 【答案】D 【解析】A．根据v-t图象与时间轴围成的“面积”大小等于物体的位移，可得0～8 s内物体的位移 故A错误。 B．物体运动的加速度 根据 解得 选项B错误； C．0～8 s内物体的机械能的增加量等于物