【物理】2019届二轮复习功能关系的理解与应用作业（江苏专用）

【物理】2019届二轮复习功能关系的理解与应用作业（江苏专用）

第1讲　功能关系的理解与应用 专题强化练 ‎1．(2018·如皋市调研)足球运动员在距球门正前方s处的罚球点，准确地从球门正中央横梁下边缘踢进一球，横梁下边缘离地面的高度为h，足球质量为m，不计空气阻力，运动员至少要对足球做的功为W，下面给出功W的四个表达式中哪一个是合理的(　　)‎ A．W＝mg(2h＋) B．W＝mg C．W＝mgh D．W＝mg(h2＋)‎ 答案　A 解析　要能准确地从球门正中央横梁下边缘踢进一球，则运动员对球做的功W＞mgh，W＝mg＝mgh＋＞mgh，所以此式合理，故A正确，C错误；因W＞mgh，但s取一定的值时，mg可能小于mgh，故B错误；等号右边单位为：kg·N/kg·m2＝N·m2＝J·m，不是焦耳，故D错误．‎ ‎2．(2018·江苏六校联考)据报导：我国一家厂商制作了一种特殊的手机，在电池能量耗尽时，摇晃手机，即可产生电能维持通话，摇晃手机的过程是将机械能转化为电能，如果将该手机摇晃一次，相当于将100 g的重物举高20 cm，若每秒摇两次，则摇晃手机的平均功率为(g＝10 m/s2)(　　)‎ A．0.04 W B．0.4 W C．4 W D．40 W 答案　B 解析　由题意知，摇晃手机的平均功率＝＝ W＝0.4 W，故B正确，A、C、D错误．‎ ‎3.(2018·南通等七市三模)如图1所示，不可伸长的细线一端固定，另一端系一小球，小球从与悬点等高处由静止释放后做圆周运动，不计空气阻力，则小球从释放位置运动到最低点的过程中(　　)‎ 图1‎ A．水平方向加速度不断增大 B．竖直方向加速度不断增大 C．重力做功的瞬时功率先增大后减小 D．拉力做功的瞬时功率先增大后减小 答案　C 解析　开始时小球沿水平方向的加速度为0，在最低点小球沿水平方向的加速度为0，所以小球沿水平方向的加速度不是不断增大，故A错误；小球在最低点沿竖直方向的速度为0，小球沿竖直方向向下先做加速运动，后做减速运动，所以小球沿竖直方向的加速度也不可能不断增大，故B错误；重力的瞬时功率P＝mgvcos θ，其中v是瞬时速度，θ是瞬时速度的方向与重力方向的夹角，小球在开始点和最低点重力的瞬时功率均为零，可知重力的瞬时功率先增大后减小，故C正确；拉力的方向与小球的运动方向始终垂直，则拉力始终不做功，拉力的瞬时功率始终为零，故D错误．‎ ‎4．(多选)(2017·淮阴中学模拟 )如图2所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，O是圆心，虚线OC水平，D是圆环最低点；两个质量均为m的小球A、B套在圆环上，两球之间用轻杆相连，从图示位置由静止释放，则(　　)‎ 图2‎ A．A、B系统在运动过程中机械能守恒 B．当杆水平时，A、B球速度达到最大 C．B球运动至最低点D时，A、B系统重力势能最小 D．A球从C点运动至D点过程中受到的合外力做正功 答案　AB 解析　A、B组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒．B球运动到最低点时，系统减小的重力势能为mgR，在轻杆从竖直状态到水平状态的过程中，系统重力势能下降最大，大小等于mgR，故A正确，C错误．因为轻杆水平时，系统重力势能减小量最大，根据机械能守恒，则系统动能最大，所以当轻杆水平时，A、B球的速度最大．因此A球从C点运动到D点的过程中，速度先增大后减小，则合力先做正功，后做负功，故B正确，D错误．‎ ‎5．(2018·江苏单科·4)从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是(　　)‎ 答案　A 解析　小球做竖直上抛运动时，速度v＝v0－gt，根据动能Ek＝mv2得Ek＝m(v0－gt)2‎ ‎，故图象A正确．‎ ‎6.(2018·江苏省高考压轴冲刺卷)如图3所示为机场用于检查物品的装置，主要由水平传送带和X光透视系统两部分组成．若乘客把物品轻放在传送带上之后，物品总会先、后经历两个阶段的运动，传送过程传送带速度不变．用v表示传送带速度，用μ表示物品与传送带间的动摩擦因数，则(　　)‎ 图3‎ A．前阶段，物品可能向传送方向的相反方向运动 B．后阶段，物品受到摩擦力的方向跟传送方向相同 C．v相同时，μ不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同 D．μ相同时，v增大为原来的2倍，前阶段物品的位移也增大为原来的2倍 答案　C 解析　前阶段，物品的速度小于传送带的速度，相对传送带向后运动，受到与传送方向相同的滑动摩擦力作用，在这个滑动摩擦力作用下向传送方向做初速度为零的匀加速直线运动，当物品的速度与传送带的速度相同时，两者无相对运动或者相对运动趋势，摩擦力为零，A、B错误；加速过程中物品的加速度为a＝μg，加速运动时间t＝＝，所以摩擦产生的热量为Q＝μmg＝μmgvt＝μmgv·＝mv2，故v相同时，μ不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同，C正确；物品加速位移x＝＝，当μ相同时，v增大为原来的2倍，前阶段物品的位移增大为原来的4倍，D错误．‎ ‎7．(2018·江苏省高考压轴冲刺卷) 将一质量为m的小球从足够高处水平抛出，飞行一段时间后，小球的动能为Ek，再经过相同的时间后，小球的动能为2Ek (此时小球未落地)，不计空气阻力，重力加速度为g，则小球抛出的初速度大小为(　　)‎ A. B．2 C．3 D. 答案　B 解析　由动能定理，经时间t，mg·gt2＝Ek－mv02，经过2t时间，mg·g(2t)2＝2Ek－mv02，解得v0＝2，故选B.‎ ‎8.(多选)(2018·徐州市期中) 如图4所示，大圆环固定不动，套在大圆环上的小环从某处由静止滑下，在大圆环上来回运动几次，最终静止不动．下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A．小环不一定停在大圆环的最低点 B．小环第一次运动到最低点时动能最大 C．运动过程中产生的内能等于小环减小的机械能 D．第一次到达左边最高点的过程中，小环的机械能先减小后增大 答案　BC 解析　由于小环能从静止下滑，故摩擦力小于重力沿圆弧切线方向的分力，故最终静止在大圆环的最低点，故A错误；小环在运动过程中，摩擦力始终做负功，故小环第一次运动到最低点时重力做功最大，摩擦力做负功最少，故动能最大，故B正确；由于小环最终静止在大圆环的最低点，根据能量守恒可知，运动过程中产生的内能等于小环减小的机械能，故C正确；第一次到达左边最高点的过程中，摩擦力始终做负功，故小环的机械能一直减小，故D错误．‎ ‎9.(多选)(2018·沛县中学调研)如图5所示，质量相等的两个物块A和B用跨过滑轮的轻绳相连，不计摩擦和滑轮质量，B物块套在光滑的竖直杆上，在B下落的过程中，下列说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A．物块B减少的机械能等于物块A增加的机械能 B．物块B减少的重力势能等于物块A和B增加的动能之和 C．绳拉力对A做的功等于B克服绳拉力做的功 D．物块A和B的速度大小相等 答案　AC 解析　A、B两物块组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，则A增加的机械能与B减小的机械能相等，故A正确．因为系统机械能守恒，则A、B系统重力势能的减小量等于物块A、B增加的动能之和，故B错误．绳拉力对A做功等于A的机械能增加量，绳拉力对B做功等于B机械能的减小量，因为机械能守恒，则绳拉力对A做功等于B克服绳拉力做功，故C正确．物块B速度在沿绳方向的分速度等于A的速度，可知B的速度大于A的速度，故D错误．‎ ‎10．(2018·泰州中学期中) 如图6甲所示，半径R＝0.45 m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，B为轨道的最低点，B点右侧的光滑的水平面上紧挨B点有一静止的小平板车，平板车质量M＝1 kg，长度l＝1 m，小车的上表面与B点等高，距地面高度h＝0.2 m，质量m＝1 kg的物块(可视为质点)从圆弧最高点A由静止释放．取g＝10 m/s2.‎ 图6‎ ‎(1)求物块滑到轨道上的B点时对轨道的压力大小；‎ ‎(2)若物块与平板车上表面间的动摩擦因数为0.2，求物块从平板车右端滑出时平板车的速度； ‎ ‎(3)若锁定平板车并在上表面铺上一种特殊材料，其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化如图乙所示，求物块滑离平板车时的速率．‎ 答案　(1)30 N　(2)2 m/s　 (3)1 m/s 解析　(1)物块从A点到B点的过程中机械能守恒，则有：mgR＝mvB2‎ 代入数据解得：vB＝3 m/s.‎ 在B点由牛顿第二定律得：FN－mg＝m 解得：FN＝3mg＝3×1×10 N＝30 N 由牛顿第三定律得，物块滑到轨道上B点时对轨道的压力FN′＝FN＝30 N，方向竖直向下．‎ ‎(2)物块滑上小车后，物块加速度大小为a1＝μg＝2 m/s2，向右做匀减速运动 平板车加速度为a2＝ ＝2 m/s2，向右匀加速运动 ‎ 设经过时间t物块滑离平板车，则vBt－a1t2－a2t2＝l 代入数据解得：t＝0.5 s, t＝1 s(舍去)‎ 所以物块滑离平板车时速度为v＝vB－a1t＝2 m/s ‎(3)物块在小车上滑行时的摩擦力做功Wf＝－l＝－4 J ‎ 从物块开始滑动到滑离平板车的过程，由动能定理：mgR＋Wf＝mv2 ‎ 解得v＝1 m/s.‎ ‎11．(2018·镇江市模拟)如图7甲所示，轻质弹簧原长为2L，将弹簧竖直放置在水平地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为L.现将该弹簧水平放置(弹簧图略缩小)，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接．AB是长度为5L的水平轨道，B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD在竖直方向上，如图乙所示．物块P与AB间的动摩擦因数μ＝0.5.用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度为L处，然后释放P，P开始沿轨道运动，重力加速度为g，不计空气阻力．‎ 图7‎ ‎(1)求当弹簧压缩至长度为L时的弹性势能Ep；‎ ‎(2)若P的质量为m，求物块离开圆轨道后落至AB上的位置与B点之间的距离s；‎ ‎(3)为使物块P滑上圆轨道后又能沿圆轨道滑回，求物块P的质量取值范围．‎ 答案　(1)5mgL　(2)2L　(3)m≤M4μMgL ‎ 要使P仍能沿圆轨道滑回，P在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点C，则 MvB′2≤MgL ‎ Ep＝MvB′2＋4μMgL ‎ 解得m≤M

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