专题突破练习5 功能关系 能量守恒定律(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)通用版

专题突破练习(五) 1．如图所示，小车静止在光滑的水平轨道上，一个小球用细绳悬挂在小车上，现由图中位置无初速度释放，在小球下摆到最低点的过程中，下列说法正确的是(　　) A．细绳对小球的拉力不做功 B．小球克服细绳拉力做的功等于小球减少的机械能 C．细绳对小车做的功等于小球减少的重力势能 D．小球减少的重力势能等于小球增加的动能 B　[由于小车和小球这个系统水平方向上动量守恒，所以当小球下摆时，小车也会随之反方向移动。这时小球运动的轨迹将与绳子不垂直，夹角大于90°，做负功，故A错误；由A可知，绳子的拉力对球做负功，有功能关系可知小球克服绳拉力做的功等于小球减少的机械能，故B正确；细绳对小车做的功等于小球减少的机械能，选项C错误；小球减少的重力势能等于小球增加的动能与小车增加的机械能之和，选项D错误。] 2．(多选)(2022·东北三省四市教研联合体模拟)第22届哈尔滨冰雪大世界开门迎客了，近400 m长的极速大滑梯是大人、孩子最喜欢的王牌娱乐项目。一名游客坐在雪橇上下滑了一段路程，重力对他做功3 000 J，他克服阻力做功500 J，则在此过程中这名游客(　　) A．重力势能增加了3 000 J B．动能增加了3 000 J C．动能增加了2 500 J D．机械能减少了500 J CD　[重力做正功，所以游客的重力势能减少了3 000 J，A错误；合力做的功等于动能的增加量，所以动能增加了3 000 J－500 J＝2 500 J，B错误，C正确；重力外的其他力做的功等于机械能的变化，阻力做负功500 J，所以机械能减少了500 J，D正确。] 3．如图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v向右匀速运动，现将质量为m的物体轻轻地放置在木板上的右端，已知物体和木板之间的动摩擦因数为μ，为保持木板的速度不变，从物体放到木板上到物体相对木板静止的过程中，须对木板施一水平向右的作用力F，则力F对木板所做的功为(　　) A． B． C．mv2 D．2mv2 C　[由能量转化和守恒定律可知，力F对木板所做的功W一部分转化为物体的动能，一部分转化为系统内能，故W＝mv2＋μmgx相，x相＝vt－t，a＝μg，v＝at，联立以上各式可得W＝mv2，故C正确。] 4．(多选)(2022·山东泰安三模)如图所示，滑块以一定的初速度冲上足够长的光滑固定斜面，取斜面底面O点为运动的起点，且滑块在O点的重力势能为零，并以滑块由O点出发时为t＝0时刻。在滑块运动到最高点的过程中，下列描述滑块的动能Ek、重力势能Ep、机械能E随位移x、时间t变化的图像中，正确的是(　　) A　　　　　　　　B C　　　　　　　　D ABD　[对滑块从开始向上运动的过程，根据动能定理有Ek＝Ek0－mgxsin θ，可知Ek与位移x呈线性关系且斜率小于零，A正确；滑块的重力势能为Ep＝mgxsin θ，可知Ep与位移成正比，B正确；由A项的动能表达式可得Ek＝Ek0－mgxsin θ＝Ek0－mgsin θ，则Ek与时间t的关系是开口向上的二次函数，C错误；滑块上滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，D正确。 另解：滑块以速度v0冲上光滑斜面，做加速度大小a＝gsin θ的匀减速直线运动，其速度v＝v0－at＝v0－gsin θ·t，滑块动能与时间的关系为Ek＝mv2＝m(v0－gsin θ·t)2，C错误。] 5．(多选)如图所示为某建筑工地所用的水平放置的运输带，在电动机的带动下运输带始终以恒定的速度v0＝1 m/s顺时针传动。建筑工人将质量为m＝2 kg 的建筑材料静止地放到运输带的最左端，同时建筑工人以v0＝1 m/s的速度向右匀速运动。已知建筑材料与运输带之间的动摩擦因数为μ＝0.1，运输带的长度为L＝2 m，重力加速度大小为g＝10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A．建筑工人比建筑材料早到右端0.5 s B．建筑材料在运输带上一直做匀加速直线运动 C．因运输建筑材料电动机多消耗的能量为1 J D．运输带对建筑材料做的功为1 J AD　[建筑工人匀速运动到右端，所需时间t1＝＝2 s，假设建筑材料先加速再匀速运动，加速时的加速度大小为a＝μg＝1 m/s2，加速的时间为t2＝＝1 s，加速运动的位移为x1＝t2＝0.5 m<L，假设成立，因此建筑材料先加速运动再匀速运动，匀速运动的时间为t3＝＝1.5 s，因此建筑工人比建筑材料早到达右端的时间为Δt＝t3＋t2－t1＝0.5 s，A正确，B错误；建筑材料与运输带在加速阶段摩擦生热，该过程中运输带的位移为x2＝v0t2＝1 m，则因摩擦而生成的热量为Q＝μmg(x2－x1)＝1 J，由动能定理可知，运输带对建筑材料做的功为W＝mv＝1 J，则因运输建筑材料电动机多消耗的能量为2 J，C错误，