周测14 功能关系、能量守恒、系统机械能守恒定律及综合应用- 【蓝海启航·启航金卷周周测】2024-2025学年高中物理必修二册（人教版2019）

6.第22稻国际足联世界杯于2022年11月20目至12月18日在卡塔尔举行，若某次点球时，运功 周测14功能关系 能量守恒系统机械能守 员禺出的足球刚好黠看情某进人球同，从运动员离列足绿到足球刚好进人球网的过程，运动员 恒定律及综合应用 对足球做的功为W,足球克量重力做的功为W:,是球克眼空气阳力能的功为W,是球进人球 可瞬同的动使和机械使分别为E,,上，以地底为重力势能的零势能面，侧有 (时间，0分钟年值，100分) A.W-W.+E 我E,-E-W 一，单选题本题其8小题，每圆5分，其计怕分) C,W=W,十W+E DE=E、一W 照L,一质量为m的足球，以速度。由境面居起，当它到达离想置高度为A的日 7,有一条均匀金属链条，一单长度在光滑的足够高斜面上，斜面顶端是一个 点处（取B点处所在水平雀为参考平童时，下列说法正裤的是（重力国违度 跟小的图汇，斜面桶角为，月一半长度经直下垂，由都止释放日过条滑 为，不计空气阻力) 动，已知重力加速度：取0m:,链条南好全都附出斜面时的速度大小 3r2 A重力路能为丽 B,动能为规g 为 m9,媒金国链条的长度为 C.机饺能为与m2-me D机旋能为m A.0.6m 我1m C.2 m 02.0m 2.如图所示，质量为m的到伞运动员，山静止开始下落，表设在打开伞之们受大 &无人航有着广泛暖用。某无人机《可浅为贩点》从水半地直由静止开始竖直鲜 为从，黑的恒堂阳力作用，在运动员下落高度为A的过程中，下列说法正确的是 上运动，其加速度年与距地面高度A之利的美系知图所示。设该无人机在该 水平地面时重力势能为零，重力相逸度为以，若该无人机质量为m,期其在雨 A.运动员韵动能或少了0.m0 泡高本：时的机械值为 我运动员的机核能减少了0,1mg表 A.ww.b B.mgb C运动员的重力势能减小了0，m山 C.四(a,tgh: Dw宁tgh .运动具克展用力所隙的功为反.w的 3.一物体沿西定鲜置从静止开命向下马动，经过时间，滑车斜直底南。已细在物体运动过程中物 二，多避题〔本题共1小题，每题6分，共针18分，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，裙透的 体所受的摩擦力恒定。若用E,,甲，辉E分料表术该物体的动能、物体的速度，位移和机碱雀， 得0分) 期下列图檬中可能正端的是 如图甲所示，长木版A收在光带的水早面上，疑量为四一？kg 的另一物体可看成质点》以本平速度可，=县m/:滑上原未 静止的长术版A的上表面。由干A,B同存在摩擦力，之后A B速度的时可变化情况如图乙所不。下列说法正确的是g取 10m/) 4.如图所示，在竖直平面内周定→个光滑的半割形键管，A,B为额管上的再点，A A本板A最路佞得的动能为2] 点与圆心等高，B点为蟹管量低点。一个小球从A点匀速率得列B点，小球障 B系统相失的机械速为2」 受到重力和组管的第力外，还受另外一个力。小球从A点潜到B点的过程中： 二，木极A的最小长度为2细 美十小球，下列搅法正晚的是 以.A,B间的动摩擦因数为B.1 A合力做功不等干0 B.系绕机碱街恒 10如图所，轨蓝NPQ固定在整直平面内，NP段水平粗量，PQ段为 二襄统机城能增 心力做功等于0 无滑羊图第.半经为R。质最为m并可很为质点的物体以柯速虔=从 丘质量为附的绳伞运动最敢低空跳你表流，他离开悬停的飞机，下落一段 N点沿术平轨通向右运动，刚好能到达最高点Q。重力加迪度为，则 时间后，打开降落伞直至落地前，其运动过程可以大致用如图所示的！到 下列选项正确的有 图檬描述，已知g取10m/,,期可以椎测出 A,特体在Q点对轨直的压力为规 A0一4内运动员的机战能先增大后减小 且物体在Q点的迪度大小为0 认5-Bs内运动员受到的空气阻力大于2m C物体在P点的速度大小为属衣 二打形降落伞后运动员的加速度小于： ).打开降落伞材运动员距地面的高度为5m 八在Np程物体克驱率擦力敏功为了一号州：K 司测1：功他美系能量面系使机桃能守氧定律及除合度用 11,一个爱量m-Q,有妖的物体以#，一0m的初随度从领角一30的足够长周定斜面成端沿 ()带块第一次滑至半割形轨道最低点C时对轨道的压力： 斜雀问上运动，当物体问上滑到某一位置时，其功使减少了3上，=18，机城能成少了上 (2)弹黄被解定时其右露Q到C底的距离： 3J,不计空气阻力，重力却速度g夏10m/,,下列说法正魂的是 (3)单黄被解除植定后对情块做的功。 A.物体利上途功动时加速生大小为行m/, 队物体国下运动时加德度大小为4m/ C物体逗回斜面底端时动能为」 卫，物体返问斜面度增时动能为80」 选择题答相 量号 答素 三、非选择醒（本题共3小题，共计2分） 1二，41口分》某实验小组朵用细闭甲所乐装置测量物块与水平本服利的动享擦因数，实验多骤如下： 11.(8分)如图所示，水平传送带属时针匀速传动，繁章传送管右端B的吸直平面内周定有一个 率径为装一1，石m的光洲半调轨道(D,率周轨道下端连接有率经同为R的内继光带的1/4细 图管DE,第属管的内径年小手取，一珠度系数表一0N/m的轻弹簧一端圆定在电面，白山种 长时芳一帽制好在管口E处。质量w一2k的小物块轻位在传道带的左溶A点，随后经B、 可的缝黑进人CD,并恰佬沿D做测周运功。小物烧经过D点后进人DE,随后压葡祥簧 电度最大时弹黄的弹性势能E。一17」。片取10m/。,求 (1)传送静对小物块做的动W: (1》轻质洋簧一情周定，另一精拴接个特块，)点为洋簧在原长时物块的位置，完将装置竖直 收盟.小物块平葡时，位于A点。如侧乙所示。 (2)小物块刚径过D点后进人DE时，DE轨道对小物块的弹力， 《2》再将装益水平放置，并将小物块从A点由静止释收，沿整程度相同的水平窗向右滋动：疑 3)小物块的最大速度。 运到达B点，如图甲所示，川则厦尺测刻A,B两点到0点的距离分期为1，海·且 >m·用天平称得小物块质量为w。已知重力加速度为g:划第费的为度系数 :若弹圆弹性势能表达式为：为弹簧的别度系数，江为弹簧的形变藏， 用物块与水平木板间的动摩签因教为，《以上两容均用邀中已知物理量的字拜 表承》 (》若小物块质量调量数值北直实值编小，则测裂动摩擦因数与真实植相比 选填编 大”“偏小”爱“相等”。 13.14分)如图所承，半径为R的光滑事周形轨道A西定在竖直平直内且相稻水平物道CD 相切干C点D编有一被镜定的轻质压嫩舞簧，弹簧左瑞连接在国定的挡敏上，右端记为Q 缓量为m的滑找（视为颜点）从箱道上的P点由静止滑下，运动到Q点时速事为零，并健触发 弹簧解除缅定，弹簧对带块产生弹力，使滑块被弹国，且和好能通过半圆形轨道的量高点A 已知∠(X-0,滑块与水平物道间的动摩擦因数匹一，5，重力加落度大小为g。表： 国风测有理必修第二看则 ·阴纸带判新小车是否做匀速运动,这样平衡摩擦力较好,B正 周测14 功能关系 能量守恒 确。故选B。 系统机械能 (2)弹处于原长时,小车右侧边缘为O点,弹压缩后小 守恒定律及综合应用 车右例边缘为A点,因此测量OA的长度,即为弹苦的形 变量x。 1.C 解析:取重力势能在B处为零势能参考平面,所以在B 打点周期是T-0.02s,小车获得的最大速度v- 点处重力势能为零,A错误: 取B点处所在水平面为参考平面,离地面高度为久的B点 2.44×102 -m/s-1.22m/s. 0.02 处的机械能为E--mo{}-mgh.C正确,D错误; (3)由能量关系可得E一E 题图丙A是动能E。与:形变量成二次画数关系,图像是 抛物线;题图丙B是小车的动能E。与r^*}成正比关系。因 此由能量守惬定律,即E.r” 则有弹的弹性势能与形变量的关系是E.r}。 可得在B处的动能为E-mo{-mgh,B错误。故选C。 13.(1)2m/s 40s (2)2.8×10] 解析:(1)飞机从静止开始做匀加速直线运动,平均速度为 2.B 解析;根据动能定理有mgh一0.1mgh一△E. 1. 此过程中合外力做正功,运动员的动能增加,可知运动员的 #-,七-v1( 动能增加了0.mgh,故A错误;若只有重力做功则运动 21. 2×1600 机械能守恒,而该过程中除了重力做功,还有阻力做负功,则 解得飞机滑行的时间为:一 s-40s 80 : 可知,机械能的减少量等于克服阻力所做的功,即为0. lng,故B正确,D错误;重力做正功、重力势能减小,重力 飞机滑行的加速度为a-_80 180m/s-2m/s{。 做负功、重力势能增加,即有W。一一AE。 (2)飞机从水面至h一100m处,水的机械能包含水的动能 该过程中重力做正功,则可知运动员的重力势能减小 和重力势能,则机械能变化量为 了mgh,故C错误。故选B. r-。+mg--mu-2. 8x101。 3.D 解析:设针面的领角为0,根据牛领第二定律有 ngsin0-f-m 可知物体的加逸度不变,物体做匀变速直线运动,则物体的 14.(1)0.72k (2)2v2m/s (3)2.76J 0.6] 速度为一ar,故B错误; 解析:(1)先以AB组成的整体为研究对象,AB系统受到重 物体的动能为E.,---mar”,故A错误; 1 力、支持力和绳子的拉力处于平衡状态,则绳子的拉力为 T-2mgsin8=2X1X10xsin37N-12N 以C为研究对象,则C受到重力、绳子的拉力和杆的弹力处 物体的位移为,一a^{},故C错误; 于平衡状态,如图 _ 物体的机核能为E一E。-fs-E。- 选D. 4.D 解析:小球从A点滑到B点的过程中,做匀速圆周运动, 小球所受到的合外力提供向心力,由于小球的动能不变,由 动能定理可知,合力做功等于0,A错误;小球从A点滑到B 点的过程中,小球的动能不变,重力势能减小,系统机械能不 守恒,系统机械能减少,B、C错误;向心力与小球运动的方向 垂直,因此向心力做功等于0,D正确。故选D。 则T·cos53*-Mg 5.B 解析:根搭v.图像的斜率表示加速度可得打开降落伞后 代入数据得M-0.72kg 一{0 运动员的加速度大小为a一 m/s-11.25m/s>g. (2)环从位置R运动到位置Q的过程中,对于小环C、弹等 和A组成的系统机械能守性 C错误; 设5~9s内运动员受到的空气阻力大小为/,根据牛顿第二 定律可得/-mg-m =vcosa 又由ag 两式联立可得。-2v/2m/s。 可得○2g,B正确; 0~5s内运动员只受重力,机核能守恒;5~9s内运动员受 (3)由题意,开始时B恰好对挡板没有压力,所以B受到重 力、支持力和弹答的拉力,弹策处于仲长状态;B沿斜面方 到的空气阻力对运动员做负功,根据功能关系可知运动员的 向的受力F-mgsin6-6N 机械能减小,A错误: 弹赞的伸长量Ax:-mgsin)-0.05m 由(图像可知,运动员在5s时打开降落伞,在9s时达到 地面,打开降落伞时运动员距地面的高度就等于5~9;时间 当小环C通过位置S时A下降的距离为 内运动员运动的位移,根据1!图像与坐标轴围成的面积 d-d-0.1m 50+5(9-5)m-10m.D错误。故选B。 表示位移可得打开降落伞时运动员距地面的高度为么 in。 此时弹的压缩量△r。-x-△r-0.05m 2 6.A 解析:由功能关系可知,足球进入球网瞬间的重力势能 由速度分解可知此时A的速度为零,所以小环C从R运动 E.-W. 到S的过程中,初末态的弹性势能相等,对于小环C、弹和 足球进入球网瞬间的动能E.一E一W。,故B.D错误; A组成的系统机核能守恒有Mgdcota+mgx:sin8-E 对整个过程由动能定理有W.一W.一W。一E。,故C错误; 解得E.-2.761 由以上分析得W一W。+E,故A正确。故选A。 环从位置R运动到位置S的过程中,由动能定理可知W。 7.C 解析:设链条的质量为2m,以开始时链条的最高点为零 +Mgdcot a-E. 势能面,链条的机械能为E一E。十E。-一 解得W-0.61. 。x2ngx ·65. 答案全解全析 ##$sin0-+×2gx+o- -ngL(1+sing) 少了20J,所以物体上升过程中克服摩擦力做功是201,全 过程摩擦力做功W一一40J,从出发到返回底端,重力不做 功,设回到出发点的动能为E',由动能定理可得We E.'一E ,得E一80J.C错误,D正确。故选ABD 12.(2)8 m-xon 2xro (③)相等 由机械能守恒可得E一E。'十E' 解析:(2)小物块平衡时,恰好位于A点,故mg-kxa 即一寸mgL.(1+sin)-u'-ngl. 解得m ro 解得L-2m。故选C。 8.D 解析:该无人机在距地高h:时,其重力势能E.三"gh。 由a-h图像知其动能E。一 。n.2. 解得_x_-r 2 。h: (3)表达式与n无关,所以测得动摩擦因数与真实值相等。 13.(1)2mg,方向竖直向下 (2)2R (3)3mgR 故其机械能EF-E.+E=n(+8)/。。故选D。 解析:(1)设滑块第一次滑至C点时的速度为v,此时圆轨 道对潜块的支持力为F,由P到C的过程,根据动能定理 9.BD 解析:由题图乙可知,0~1s内,A、B的加速度大小都 有mgR(1-cos 60”)--m 为a-1m/s* 物体B和木板A水平方向均受滑动摩擦力,根据牛顿第二 在C点根据牛颜第二定律有F。一mg一m 定律知二者质量相等,则木板最终动能为E-mo{}= 解得F-2ng 根据牛幅第三定律可知滑块第一次滑至半圈形轨道最低点 2 C时对轨道的压力为2mg,方向竖直向下。 2mv一21,故B正确;由题图乙可得二者相对位移为1m. (2)对滑块从C到Q的过程,根据动能定理有一gx 即木板A的最小长度为1m,故C错误;对B受力分析,根据 牛第二定律,可得mg-mo 解得-0.1,故D正确。故选BD 解得r-2R。 10.CD 解析:物体则好通过Q点时重力提供向心力,支持力 (3)在A点,根据牛领第二定律得mg-K 为零,则m-{R 滑块从Q经过C到A的过程,根据能量守恒有E。一 解得。-VgR 寸.+ngX2R+ongx2R 根据牛领第三定律可知物体在Q点对轨道的压力为0,故 A、B错误; 解得E.-3mgR 14.(1)16](2)80N,竖直向下 (3)10m/s 物体从P到Q根据机城能守短定律可知-mvp-2mgR 解析:(1)由于小物块恰能沿CD做圈周运动,设在C点时 +_o 的速度为. 刻有g一”R _{ 解得-5gR,故C正确: 物体在NP段运动的过程根拼动能定理可知 2__{ 解得W-16]. (2)由C点到D点,根据机械能守恒定律布 -mgR,故D正确。故选CD。 2ng-u 1 11.ABD解析:物体从开始到上升到高处某一位置时,重力和 Fo+ng=nR 摩擦力做功,根据动能定理,有-mgl.sin30一f. .--△E--181 机械能的减少量等于克服摩擦阻力做的功,故/《一△E一 解F-80N 31 方向:竖直向下。 联立解得1-5m (3)当弹弹力等于小物块重力时,小物块速度最大,设此 f-0.6N 时弹压缩量为r, 物体向上运动过程根据牛顿第二定律有 则有-mg. 6x0.6 小物块从D点到速度最大时,根据能量守恒定律有 ngsin30*+f -m/s-6m/s 2n+E. 0.6 方向与初速度方向相反,A正确; 解得。-10m/s。 物体向下运动过程根据牛领第二定律有 阶段检测四 6#x0.6 机械能守恒定律 -m/s-4m/s,B正确: ō 0.6 因为物体的初速度为v。-20m/s 2E 2.C 解析:无人机以恒定功率上升,由P一Fu 当该物体经过某一点时,动能减少了18J,机械能减少了 可知速度增大,则升力减小,由a-F-f-mg 31.所以当物体到达最高点时动能减少了1201.机械能减 周周测 物理 必修第二册RJ ·66.