第五章 第4讲 功能关系、能量守恒定律-2021高考物理【创新教程】艺考生高考总复习课时冲关（新高考）

第4讲　功能关系、能量守恒定律 1.(功能关系的理解)质量为2 kg的物体以10 m/s的初速度，从起点A出发竖直向上抛出，在它上升到某一点的过程中，物体的动能损失了50 J，机械能损失了10 J，设物体在上升、下降过程空气阻力大小恒定，则该物体再落回到A点时的动能为(g＝10 m/s2)(　　) A．40 J　　　　　　　　 B．60 J C．80 J D．100 J 解析：B　[物体抛出时的总动能为100 J，物体的动能损失了50 J时，机械能损失了10 J，则动能损失100 J时，机械能损失了20 J，此时到达最高点，返回时，机械能还会损失20 J，故从A点抛出到落回到A点，共损失机械能40 J，所以该物体再落回到A点时的动能为60 J，A、C、D错误，B正确．] 2. (功能关系的应用)(多选)滑沙是人们喜爱的游乐活动，如图是滑沙场地的一段斜面，其倾角为30°，设参加活动的人和滑车总质量为m，人和滑车从距底端高为h处的顶端A沿滑道由静止开始匀加速下滑，加速度为0.4g，人和滑车可视为质点，则从顶端向下滑到底端B的过程中，下列说法正确的是(　　) A．人和滑车减少的重力势能全部转化为动能 B．人和滑车获得的动能为0.8mgh C．整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2mgh D．人和滑车克服摩擦力做功为0.6mgh 解析：BC　[沿斜面的方向有ma＝mgsin 30°－Ff，所以Ff＝0.1mg，人和滑车减少的重力势能转化为动能和内能，故A错误；人和滑车下滑的过程中重力和摩擦力做功，获得的动能为Ek＝(mgsin 30°－Ff)＝0.8mgh，故B正确；整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为ΔE＝mgh－Ek＝mgh－0.8mgh＝0.2mgh，故C正确；整个下滑过程中克服摩擦力做功等于人和滑车减少的机械能，所以人和滑车克服摩擦力做功为0.2mgh，故D错误．] 3. (功能关系的应用)(多选)一运动员穿着飞翔装备从飞机上跳出后的一段运动过程可近似认为是匀变速直线运动，如图所示，运动方向与水平方向成53°，运动员的加速度大小为.已知运动员(包含装备)的质量为m，则在运动员下落高度为h的过程中，下列说法正确的是(　　) A．运动员重力势能的减少量为 B．运动员动能的增加量为 C．运动员动能的增加量为mgh D．运动员的机械能减少了 解析：CD　[运动员下落的高度是h，W＝mgh，运动员重力势能的减少量为mgh，故A错误；运动员下落的高度是h，则飞行的距离L＝mgh，故D正确．]mgh，所以运动员的机械能减少了mgh，故B错误，C正确；运动员重力势能的减少量为mgh，动能的增加量为h＝mg×mg，动能的增加量等于合外力做的功，即ΔEk＝W合＝h，运动员受到的合外力F合＝ma＝＝ 4. (能量守恒定律的应用)质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，如图所示．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为(　　) A.－μmg(s＋x) mv B.－μmgxmv C．μmgs D．μmg(s＋x) 解析：A　[根据功的定义式可知物体克服摩擦力做功为Wf＝μmg(s＋x)，由能量守恒定律可得－μmg(s＋x)，故选项A正确．]mv＝W弹＋Wf，W弹＝mv 5．(传送带模型中的功能关系)(多选)如图所示为地铁站用于安全检查的装置，主要由水平传送带和x光透视系统两部分组成，传送过程传送带速度不变。假设乘客把物品轻放在传送带上之后，物品总会先、后经历两个阶段的运动，用v表示传送带速率，用μ表示物品与传送带间的动摩擦因数，则(　　) A．前阶段，物品一定向传送方向的相同方向运动 B．后阶段，物品受到摩擦力的方向跟传送方向相同 C．v相同时，μ不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同 D．μ相同时，v增大为原来的2倍，前阶段物品的位移增大为原来的2倍 解析：AC　[物品轻放在传送带上，前阶段，物品受到向前的滑动摩擦力，所以物品的运动方向一定与传送带的运动方向相同，故A正确；后阶段，物品与传送带一起做匀速运动，不受摩擦力，故B错误；设物品匀加速运动的加速度为a，由牛顿第二定律得Ff＝μmg＝ma，物品的加速度大小为a＝μg，匀加速的时间为t＝，则知μ相同时，v增大为原来的2倍，前阶段物品的位移也增大为原来的4倍，故D错误．]＝mv2，则知v相同时，μ不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同，故C正确；前阶段物品的位移为x＝，物品与传送带摩擦产生的热量为Q＝μmgΔx＝＝t，传送带匀速的位移为x′＝vt，物品相对传送带滑行的距离为Δx＝x′－x＝，位移为x＝＝ 6.(能量守恒定律的应用)(多选)如图所示，光滑