第四章 小专题(五) 功能关系 能量守恒定律-2023高考物理一轮复习【导与练】高中总复习第1轮课时巩固word （新教材，鲁科版，福建专用）

小专题(五)　功能关系　能量守恒定律 1.(2021·河北保定测试)(多选)静止在斜面底端的物块,在外力的作用下沿光滑斜面向上做匀加速运动,在某位置撤去外力,经过一段时间物块返回斜面底端。下列说法正确的是(　BC　) A.物块沿斜面上滑的过程中,机械能一直增加 B.物块下滑过程机械能一定守恒 C.外力所做的功等于物块回到底端时的动能 D.外力所做的功小于物块到达最高处的重力势能 解析:撤去外力后物块依然有沿斜面向上的速度,所以物块还会上滑一段时间,这段时间内物块机械能不变,选项A错误;下滑时无外力,机械能守恒,选项B正确;合外力做功等于动能的变化量,选项C正确;物块到最高点,速度为零,初速度为零,末速度为零,动能无变化,所以外力做功等于物块在最高点的重力势能,选项D错误。 2.自动充电式电动车的前轮装有发电机,发电机与蓄电池连接。当在骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时,自行车就可以连通发电机向蓄电池充电,将其他形式的能转化成电能储存起来。现有某人骑车以500 J的初动能在粗糙的水平路面上滑行,第一次关闭自动充电装置,让车自由滑行,其动能随位移变化关系如图线①所示;第二次启动自动充电装置,其动能随位移变化关系如图线②所示,则第二次向蓄电池充入的电能是(　A　) A.200 J B.250 J C.300 J D.500 J 解析:第一次关闭自动充电装置,自由滑行时只有摩擦力做功,根据动能定理有-f·s1=0-Ek,第二次启动充电装置后,滑行直至停下来的过程,动能一部分克服摩擦力做功,一部分转化为电能,Ek=f·s2+W,代入数据计算可得W=200 J,选项A正确。 3.(鲁科版必修第二册第27页第5题改编)如图所示,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上,一个小物块(可视为质点)从A点以初速度v0向左运动,接触弹簧后运动到C点时速度恰好为零,弹簧始终在弹性限度内。A、C两点间距离为L,物块与水平面间动摩擦因数为μ,重力加速度为g。则物块由A点运动到C点的过程中,下列说法正确的是(　D　) A.弹簧和物块组成的系统机械能守恒 B.物块克服摩擦力做的功为m C.弹簧的弹性势能增加量为μmgL D.物块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生的热量之和 解析:物块运动过程中,克服摩擦力做功,弹簧和物块组成的系统机械能不守恒,故A项错误;从A点运动到C点,物块减少的动能为m,减少的动能一部分转化为因摩擦产生的内能,另一部分转化为弹簧的弹性势能,所以物块克服摩擦力做的功小于m,故B项错误,D项正确;物块克服摩擦力做功为μmgL,根据能量守恒可知,弹簧的弹性势能增加量为m-μmgL,故C项错误。 4.如图,一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点,M点与绳的上端P相距l。重力加速度大小为g。在此过程中,外力做的功为(　A　) A.mgl B.mgl C.mgl D.mgl 解析:QM段绳的质量为m′=m,未拉起时,QM段绳的重心在QM中点处,与M点距离为l,绳的下端Q拉到M点时,QM段绳的重心与M点距离为l,此过程重力做功WG=-m′g(l-l)=-mgl,对绳的下端Q拉到M点的过程,应用动能定理,可知外力做功W=-WG=mgl,可知A项正确,B、C、D项错误。 5.(多选)如图所示,质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上,质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上,使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为f,小物块滑到小车的最右端时,小车运动的距离为s。此过程中,以下结论正确的是(　ABC　) A.小物块到达小车最右端时具有的动能为(F-f)(L+s) B.小物块到达小车最右端时,小车具有的动能为fs C.小物块克服摩擦力所做的功为f(L+s) D.系统产生的内能为Fs 解析:由动能定理可得,小物块到达小车最右端时的动能Ek物=W合= (F-f)(L+s),A正确;小物块到达小车最右端时,小车的动能Ek车=fs,B正确;小物块克服摩擦力所做的功Wf=f(L+s),C正确;系统产生的内能为fL,D错误。 6.如图所示,水平传送带两端点A、B间的距离为l,传送带开始时处于静止状态。把一个小物体放到右端的A点,某人用恒定的水平力F使小物体以速度v1匀速滑到左端的B点,拉力F所做的功为W1,功率为P1,这一过程物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q1。随后让传送带以v2的速度逆时针匀速运动,此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物体,使它以相对传送带为v1的速度匀速从A滑行到B,这一过程中,拉力F所做的功为W2,功率为P2,物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q2。下列关系中正确的是(　B　) A.W1=W2,P1<P2,Q1=Q2 B.