第五章 课时作业(15) 功能关系、能量守恒定律（Word练习）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

课时作业(15)　功能关系、能量守恒定律 [基础应用] 1．如图所示是在玩“跳跳鼠”的儿童，该玩具弹簧上端连接脚踏板，下端连接跳杆，儿童在脚踏板上用力向下压缩弹簧，然后弹簧将人向上弹起，最终弹簧将跳杆带离地面，下列说法正确的是(　　) A．从人被弹簧弹起到弹簧第一次恢复原长，人一直向上加速运动 B．无论下压弹簧的压缩量多大，弹簧都能将跳杆带离地面 C．人用力向下压缩弹簧至最低点的过程中，人和“跳跳鼠”组成的系统机械能增加 D．人用力向下压缩弹簧至最低点的过程中，人和“跳跳鼠”组成的系统机械能守恒 C　解析：从人被弹簧弹起到弹簧第一次恢复原长，人先向上做加速运动，当人的重力与弹力相等时，速度最大，由于惯性人向上做减速运动，A错误；当下压弹簧的压缩量较小时，弹簧的弹力也较小，小于跳杆的重力时，跳杆不能离开地面，B错误；人用力向下压缩弹簧至最低点的过程中，人的体能转化为系统的机械能，所以人和“跳跳鼠”组成的系统机械能增加，C正确，D错误． 2．(2021·江苏南通一模)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．mv－μmg(s＋x)　 B．mv－μmgx C．μmgs D．μmg(s＋x) A　解析：由能量守恒定律可知，物体的初动能mv一部分用于克服弹簧弹力做功，另一部分用于克服摩擦力做功，故物体克服弹簧弹力所做的功为mv－μmg(s＋x)，故选项A正确． 3．如图甲所示，水平桌面上有一算盘．算珠可穿在固定的杆上滑动，算珠与杆之间的动摩擦因数为μ(未知).使用时发现某一根杆上有A、B两颗算珠未在归零位．A、B相隔s1＝3.5 cm，B与上边框相隔s2＝2 cm.现用手指将A以某一初速度拨出，在方格纸中作出A、B运动的v­t图像如图乙所示(实线代表A，虚线代表B).忽略A、B碰撞的时间，g取10 m/s2，则(　　) A．算珠A在碰撞前运动了0.2 s B．算珠与杆之间的动摩擦因数μ＝0.2 C．算珠A与算珠B在碰撞过程无机械能损失 D．算珠B碰撞后恰好能到达归零位置 D　解析：A.由匀变速直线运动规律可得s1＝t1 解得t1＝0.1 s，A错误； B．由匀变速直线运动规律可得v1＝v0－at1 由牛顿第二定律可得μmg＝ma 解得μ＝0.1，B错误； C．算珠A与算珠B的质量均为m，则碰撞过程能量关系为mv≠mv＋mv 算珠A与算珠B在碰撞过程存在机械能损失，C错误； D．算珠B碰撞后，由匀变速直线运动规律可得 x＝t2＝×0.2 m＝0.02 m＝2 cm 因此算珠B碰撞后恰好能到达归零位置，D正确． 4．(2021·浙江Z20联盟联考)某中学生体重50 kg，现进行一次弹跳训练，他从站直状态先下蹲使重心下降0.4 m，然后用力蹬地，把人蹬地的力看作恒力，大小为1 500 N，重心从静止开始匀加速升高至人站直，之后离地，若不计空气阻力，g取10 m/s2，求： (1)该同学在蹬地起跳过程中的加速度； (2)离地后该同学能上升的最大高度； (3)一次蹬地起跳过程消耗多少人体能量？ 答案：(1)20 m/s2，竖直向上　(2)0.8 m　(3)600 J 解析：(1)对该同学，由牛顿第二定律可得F－mg＝ma， 解得a＝20 m/s2， 方向竖直向上． (2)该同学蹬地起跳， 由匀变速直线运动规律可得2ax1＝v2－0， 解得v＝4 m/s， 离地减速上升，由竖直上抛运动规律可得 －2gx2＝0－v2， 解得x2＝0.8 m. (3)根据能量守恒可得E＝mgx1＋mv2， 解得E＝600 J． [素养提升] 5．(多选)(2020·山东卷)如图所示，质量为M的物块A放置在光滑水平桌面上，右侧连接一固定于墙面的水平轻绳，左侧通过一倾斜轻绳跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连．现将质量为m的钩码B挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将B由静止释放，当B下降到最低点时(未着地)，A对水平桌面的压力刚好为零．轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，物块A始终处于静止状态．以下判断正确的是(　　) A．M＜2m B．2m＜M＜3m C．在B从释放位置运动到最低点的过程中，所受合力对B先做正功后做负功 D．在B从释放位置运动到速度最大的过程中，B克服弹簧弹力做的功等于B机械能的减少量 ACD　解析：将钩码从弹簧原长的位置由静止释放，钩码在竖直方向上做简谐运动，刚释放时钩码的加速度为a＝g，由对称性可知，当钩码下降到最低点时a′＝－g，则由牛顿第二定律有mg－T＝ma′，可得此时弹簧弹力大小T＝2mg，对物块A，设绳子与桌面间夹角为θ，依题意有2mg sin