过关17 功能关系能量守恒定律-2023新教材高考物理小题专项训练

时，a球对地面的压力才会为零，C、D 持力为：F=3mg,根据牛顿第三定律，知 错误。 在B点小球对轨道的压力大小为：F'=F 12.解析：选C.当小球从管口A的正上方h =3mg.故A错误，B正确；设小球从B运 高处自由落下，到达细管最高点B处时 1 的速度为零，则根据机械能守恒定律有 283 动到C的时间为t,则有tan0= (取管口A的位置重力势能为零)，mgh =mgR,解得h,=R;当从A管口正上方 %得1=如 一，小球落到斜面底端时的 h2高处自由落下时，根据平抛运动规律有 速度方向与水平方向的夹角正切为tana= ,根 R=0t,R=2gt,解得0g=√2 gt =2tan0,则a≠20，故C错误；斜面的高 据机械能守恒定律有mgh,=mgR十2 度为h= g mv,解得h,=5R:4,故h1:h,=4：5. 4Rtan0,故D正确」 13.解析：选BD.由题意知，系统机械能守 15.解析：选BD.A、B球组成的系统在运动 恒.设某时刻a、b的速度分别为v。、v。· 过程中机械能守恒，当A、B球高度相同 此时刚性轻杆与竖直杆的夹角为日，分 时系统重力势能最小，动能最大，A球从 别将。、分解，如图.因为刚性杆不可 C点运动至D点过程中受到的合外力先 做正功后做负功，所以只有B、D正确. 伸长，所以沿杆的分速度v与'是相等 16.解析：选BC.将物块A、B由静止释放，物 的，即v.cos0=v6sin0.当a滑至地面时 块A由P运动到C的过程中，拉力做正 0=90°，此时06=0，由系统机械能守恒得 功，物块A的机械能增大，选项A错误； mgh=2mui,解得u。=√2gh,选项B 对物块A、B组成的系统进行分析，仅有 重力做功，所以系统机械能守恒，当物块 正确.同时由于b初、末速度均为零，运动 A运动到C点时，物块A的速度最大，物 过程中其动能先增大后减小，即杆对b先 块B的速度为零，物块B下落高度为 做正功后做负功，选项A错误.杆对b的 作用先是推力后是拉力，对a则先是阻力 sin30°一h=h,所以物块B的机械能减 后是动力，即a的加速度在受到杆的向下 小mgh,设物块A在C点的速度为vA,则 的拉力作用时大于g,选项C错误.b的动 由机械能守恒定律得，mgh=2mw,解 能最大时，杆对a、b的作用力为零，此时 得vA=√2gh,选项B、C正确，D错误. a的机械能最小，b只受重力和支持力，所 17.解析：选AD.系统机械能守恒的实质可以 以b对地面的压力大小为mg,选项D正 理解为是一种机械能的转移，此题的情景 确.正确选项为B、D. 就是A球增加的机械能等于B球减少的 机械能，A对，B错；根据机械能守恒定律 1 有：2mg·2R-mg·2R=2X3m0,所 4gR 以A球的最大速度为， 3 ,C错；根据功 14.解析：选BD.设小球通过B,点时的速度大 能关系，细杆对A球做的功等于A球增加 小为，小球在光滑圆孤轨道上运动过 1 的机械能，即W=72+mg·2R= 程，由机械能守恒定律有：2mv=mgR, 得：v=√2gR,小球通过B点时，由牛顿 3mgR,故D对. 过关17功能关系能量守恒定律 第二定律有：F一mg一mR,得轨道的支 1.解析：选D.能源的使用在任何情况下都不 30 可能达到理想状态，做到没有任何损失，虽 放，通过轨道最高，点B时恰好对轨道没有 然遵从能量守恒定律，但它指的是损失部 压力，此时只有重力提供向心力，根据牛顿 分和被利用部分总和与原来的能量总量相 等，选项A错误，D正确：根据能量转化的 第二定律有mg=mR,解得=gR,小 方向性可知，能量经转化后，可利用的能只 球从P,点运动到B点，重力做的功为 可能减少，不可能增加，因此节能的意义重 mgR,设摩擦力做的功为W,根据动能定 大，同时，只有节能意识是不够的，必须利 用科技手段来提高能源的利用率，不断开 理有mgR+W=2m02=2mgR,故合外 发新能源，以满足人类社会可持续发展的 需要，选项B、C错误. 力做的功为2mgR,摩擦力做的功为W= 2.解析：选AC.根据位移相同可得两图线与 1 1 、1 mgR,由功能关系知小球的机械能减 时间轴国成的面积相等，2，X21,=2X 1 2[2t。十t'+(t。十t')],解得t'=2t。, 少2mgR.故选项D正确。 5.解析：选AD.前2s,滑块的位移x1= 则对于第①次和第②次提升过程中，矿车 1 上升所用的时间之比为24。：(2，十74，) 2gt=4m,传送带的位移x2=t=8 m,相对位移△x=x2一x1=4m,2s后滑 =4:5,A正确：加速过程中的牵引力最 块随传送带一起做匀减速运动，无相对位 大，且已知两次加速时的加速度大小相等， 移，整个过程中传送带与滑块之间因