2020屆高三物理二輪復習 第四篇 考前基礎回扣練（七）機械能守恒定律 功能關系

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1、七 機械能守恒定律　功能關系 建議用時15分鐘 1.(多選)一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落,到最低點時距水面還有數(shù)米距離。假定空氣阻力可忽略,運動員可視為質(zhì)點,下列說法正確的是(　　) A.運動員到達最低點前重力勢能始終減小 B.蹦極繩張緊后的下落過程中,彈力做負功,彈性勢能增加 C.蹦極過程中,運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒 D.蹦極過程中,重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關 【解析】選A、B、C。到達最低點前高度始終在降低,所以重力勢能始終減小,故A正確。繩張緊后的下落過程,伸長量逐漸增大,彈力做負功,彈性勢能增大,故B正確。在蹦極過程中,只

2、有重力與系統(tǒng)內(nèi)彈力做功,故系統(tǒng)機械能守恒,C正確。重力勢能的改變與重力做功有關,重力做功只與始末位置高度差有關,與零勢能面的選取無關,故D錯誤。 2.已知貨物的質(zhì)量為m,在某段時間內(nèi)起重機將貨物以a的加速度加速升高h,則在這段時間內(nèi),下列敘述正確的是(重力加速度為g)(　　) A.貨物的動能一定增加mah-mgh B.貨物的機械能一定增加mah C.貨物的重力勢能一定增加mah D.貨物的機械能一定增加mah+mgh 【解析】選D。根據(jù)動能定理可知,貨物動能的增加量等于貨物合外力做的功mah,A錯誤;根據(jù)功能關系,貨物機械能的增量等于除重力以外的力做的功,而不等于合外力做的功,B錯

3、誤;由功能關系知,重力勢能的增量對應貨物重力做的負功的大小mgh,C錯誤;由功能關系,貨物機械能的增量為起重機拉力做的功m(g+a)h,D正確。 3.如圖所示,一根跨過光滑定滑輪的輕繩,兩端各有一雜技演員(可視為質(zhì)點)。a站在地面上,b從圖示的位置由靜止開始向下擺動,運動過程中繩始終處于伸直狀態(tài)。當演員b擺至最低點時,a剛好對地面無壓力,則演員a的質(zhì)量與演員b的質(zhì)量之比為(　　) A.1∶1　　　B.2∶1　　　C.3∶1　　　D.4∶1 【解析】選B。設b擺至最低點時的速度為v,b側(cè)所拉繩子長度為l,由機械能守恒定律可得：mbgl(1-cos60°)=mbv2,解得v=。設b擺至最

4、低點時繩子的拉力為FT,由牛頓第二定律得：FT-mbg=mb,解得FT=2mbg,對演員a有FT=mag,所以,演員a的質(zhì)量與演員b的質(zhì)量之比為2∶1,選項B正確。 4.(多選)如圖所示,質(zhì)量分別為m和2m的兩個小球A和B,中間用輕質(zhì)桿相連,在桿的中點O處有一固定轉(zhuǎn)動軸,把桿置于水平位置后釋放,在B球順時針擺動到最低位置的過程中(不計一切摩擦)(　　) A.B球的重力勢能減少,動能增加,B球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒 B.A球的重力勢能增加,動能也增加,A球和地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒 C.A球、B球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒 D.A球、B球和地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒 【解析】選

5、B、C。A球在上擺過程中,重力勢能增加,動能也增加,機械能增加,B正確;由于A球、B球和地球組成的系統(tǒng)只有重力做功,故系統(tǒng)的機械能守恒,C正確,D錯誤;所以B球和地球組成系統(tǒng)的機械能一定減少,A錯誤。 5.山東電視臺“快樂向前沖”欄目最后一關,選手需要抓住固定在支架上的繩子向上攀登,才可沖上領獎臺,如圖所示。如果某選手剛剛勻速攀爬到繩子頂端時,突然因抓不住繩子而加速滑下,對該過程進行分析(不考慮腳蹬墻壁的作用),下述說法正確的是(　　) A.上行時,人受到繩子的拉力與重力和摩擦力平衡 B.上行時,繩子拉力對人做的功等于人重力勢能的增加 C.下滑時,人受到的重力大于摩擦力,加速度小于g

6、 D.下滑時,重力勢能的減少小于動能的增加,機械能的減少量等于克服摩擦力做的功 【解析】選C。人勻速上升時,繩子對人的摩擦力等于人的重力,A錯誤;人上升過程中,人拉繩子,對自身做功,繩子拉力并不對人做功,B錯誤;人下滑時,由mg-Ff=ma,可知,Ff

7、(　　) A.M球的機械能守恒 B.M球的機械能減小 C.M和N組成的系統(tǒng)的機械能守恒 D.繩的拉力對N做負功 【解析】選B、C。由于桿AB、AC光滑,所以M下降,N向左運動,繩子對N做正功,對M做負功,N的動能增加,機械能增加,M的機械能減少,對M、N系統(tǒng),桿對M、N均不做功,系統(tǒng)機械能守恒,故B、C正確。 7.如圖所示,質(zhì)量為M、長度為L的小車靜止在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的小物塊,放在小車的最左端,現(xiàn)用一水平力F作用在小物塊上,小物塊與小車之間的摩擦力為Ff,經(jīng)過一段時間小車運動的位移為x,小物塊剛好滑到小車的右端,則下列說法中正確的是(　　) A.此時物塊的動能為F(x+L) B.此時小車的動能為Ffx C.這一過程中,物塊和小車增加的機械能為Fx-FfL D.這一過程中,因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Ff(L+x) 【解析】選B。水平力對物塊做功F(x+L),摩擦力Ff對物塊做負功,大小為Ff(L+x),此時物塊的動能小于F(x+L),選項A錯誤。摩擦力Ff對小車做功Ffx,由動能定理可知,此時小車的動能為Ffx,選項B正確。這一過程中,物塊和小車增加的機械能為F(x+L)-FfL,選項C錯誤。這一過程中,因摩擦而產(chǎn)生的熱量為FfL,選項D錯誤。