课时作业19 功能关系能量守恒定律-2022高考物理【金版新学案】大一轮复习讲义·高三总复习课时作业本（新高考，广东版）

高三总复习􀅰物理 粤 ４．D　[物体A 向下运动的过程中除受到重力以外,还受到细绳向上的拉 力,物体A 下落的加速度一定小于g,故 A 错误;物体A 下落过程中, 细绳的拉力做负功,A 的机械能不守恒,故B错误;由于斜面光滑,A、B 组成的系统在整个运动过程中,只有重力做功,系统机械能守恒,但细 绳拉力对B做正功,B的机械能增加,故C错误,D正确.] ５．B　[由题意知,重力势能最小的点在最低点,结合同绳同力,在最低点 (重力势能最小)时,根据受力分析和平衡条件,可知两侧绳子与水平方 向的夹角相等,记为θ,设右边绳子长度为a,则左边绳子长度为b＝ ２０m－a,由几何关系有cosθ＝ ４５ ,asinθ－(２０m－a)sinθ＝２m,联立 解得a＝３５３ m ,所以最低点与参考平面的高度差为３５ ３ m×sinθ＝７m , 猴子的重心比最低点大约低Δh＝０．５m,所以猴子在滑行过程中重力 势能的最小值为Ep＝－mg(７m＋Δh)＝－７．５×１０２J,故B正确.] ６．C　[物体上升４m 的过程中,动能减少了６０J,重力势能增加了４０J, 所以物体在运动过程中机械能不守恒,故 A 错误;当h＝４m 时,根据 公式Ep＝mgh可得物体的质量为m＝ Ep gh＝１kg ,故B错误;根据图像 可知,物体的动能随高度变化的数学关系为Ek＝－１５h＋１００,当动能 为零时,物体上升到最高点,其上升的最大高度为hmax＝１００× １ １５ m＝ ６．６７m,故 D错误;由图可知,物体从抛出到上升至高度为h处的过程 中,Ffh＝Ek－Ep,代入数据可得Ff＝５N,故C正确.] 二、多项选择题 ７．CD　[小球从A 到C 的过程中,系统减少的弹性势能转化为重力势能, 所以弹性势能的变化量等于重力势能的变化量,但重力势能的大小与 零势能面的选取有关,故 A 错误;当小球受到的合力为零时,动能最 大,此时弹簧处于压缩状态,故B错误;从A 到B 的过程中弹簧对小球 做正功,所以小球的机械能增加,当弹簧恢复原长时小球机械能达到最 大,故C正确;根据题意,若将弹簧上端与小球焊接在一起,由对称性 可知BC中点处的弹性势能与A 处的弹性势能相等,根据能量守恒,从 A 向上运动到最高点的过程中重力势能增加,所以弹性势能必定要减 小,即小球不能到达BC的中点,故 D正确.] ８．AB　[由于物体B对地面的压力恰好为零,故弹簧的弹力等于物体B 的重力mg,弹簧的伸长量为h,由胡克定律可得弹簧的劲度系数k＝ mg h ,故 A正确;物体A 与弹簧组成的系统机械能守恒,故有mgh＝Ep ＋ １２mv ２,所以Ep＝mgh－ １ ２mv ２,故 B正确;由于弹簧的弹力等于 mg,故细绳对物体A 的拉力也等于mg,所以物体A 此时受到的合力 为零,故其加速度大小等于零,故C错误;物体A 落地后,物体B 与弹 簧组成的系统机械能守恒,设物体 B 能上升的最大高度为hB,则有 mghB＝Ep＝mgh－ １ ２mv ２,所以hB＜h,故 D错误.] ９．AC　[由图乙可知,若小球经过 N 点时的速度满足vN２＝c,有F＝０, 则小球经过M 点时对管道无压力,故 A正确;由图乙可知,若小球经过 N 点时满足vN２＝ ２c＞c,有F＞０,即小球经过 M 点时对管道壁的作 用力竖直向上,可知此时小球对外管道壁有压力,故 B错误;若小球经 过N 点时满足vN２＝c,则小球在 M 点时有mg＝m vM２ R ,从 N 到M 的 过程,由机械能守恒有 １ ２mvN ２＝mg􀅰２R＋ １２mvM ２ ,联立解得小球做 圆周运动的半径为R＝c５g ,故C正确;F＝－b表示小球经过M 点时对 管道壁的作用力方向向上,小球能经过 M 点,经过 N 点时速度不等于 ０,故 D错误.] 三、非选择题 １０．解析:　(１)根据机械能守恒定律得 Ep＝ １ ２mvD ２＋mg(h＋R)＝１．８J 对小环在最高点D 受力分析,由牛顿第二定律得 FN＋mg＝m vD２ R 解得FN＝７N 由牛顿第三定律知,小环对圆轨道的压力大小为７N,方向竖直向上. (２)小环离开轨道后做平抛运动,由平抛运动规律得 h＋R＝ １２gt ２ x＝vDt 解得x＝４ ５５ m . (３)小环刚到达D 点的临界条件为 mg(h１＋R)＝Ep 解得h１＝１．６m 改变h,小环做平抛运动,分析可得小环水平方向位移应有最大值. 根据机械能守恒定律得 Ep－mg(h２＋R)＝ １ ２mvD′ ２ 小环平抛运动时间为t′＝ ２(h２＋R) g 得x′＝vD′t′＝２ [１．８－(h２＋R)](h２＋R) 可得,当h２＋R＝０．９m时水平位移最大,最大位移x′＝１．８m,故小 环落地点范围在离E点向右０~１．８m的范围内. 答案:　(１