高考物理復習 課時跟蹤訓練(八)　功能關系問題

課時跟蹤訓練（八）功能關系問題

（限時45分鐘）

一、選擇題（本題共7小題，每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的

有多個選項正確）

1.（2014.福建高考）如圖1,兩根相同的輕質(zhì)彈簧，沿足夠長的光滑斜面放置，下端固

定在斜面底部擋板上，斜面固定不動。質(zhì)量不同、形狀相同的兩物塊分別置于兩彈簧上端。

現(xiàn)用外力作用在物塊上，使兩彈簧具有相同的壓縮量，若撤去外力后，兩物塊由靜止沿斜面

向上彈出并離開彈簧，則從撤去外力到物塊速度第一次減為零的過程，兩物塊（）

A.最大速度相同B.最大加速度相同

C.上升的最大高度不同D.重力勢能的變化量不同

2.（2014?北京西城區(qū)模擬）如圖2所示，水平桌面上有一小車，裝有砂的砂桶通過細繩給

小車施加一水平拉力，小車從靜止開始做直線運動。保持小車的質(zhì)量M不變，第一次實驗

中小車在質(zhì)量為陽的砂和砂桶帶動下由靜止前進了一段距離s；第二次實驗中小車在質(zhì)量

為他的砂和砂桶帶動下由靜止前進了相同的距離s,其中如〈也2VM。兩次實驗中，繩對

小車的拉力分別為力和「，小車、砂和砂桶系統(tǒng)的機械能變化量分別為AE和公民，若空

氣阻力和摩擦阻力的大小保持不變，不計繩、滑輪的質(zhì)量，則下列分析正確的是（）

A.

B.(mig—Ti)=(加2g—乃),NE\=NE?

g—7i）2g—

C.（如〈（加乃），AEI<AE2

D.(gg—T|)=(加2g—八)，A￡I<AE2

3.（2014?開封模擬）一質(zhì)點豎直向上運動，運動過程中質(zhì)點的機械能與高度關系的圖像如

圖3所示，其中O?歷過程的圖線為水平線，小?〃2過程的圖線為傾斜直線。根據(jù)該圖像,

下列判斷中正確的是（）

E

Ohth2h

圖3

A.質(zhì)點在。?加過程中除重力外不受其他力的作用

B.質(zhì)點在。?小過程中動能始終不變

C.質(zhì)點在加?力2過程中合外力與速度的方向一定相反

D.質(zhì)點在加?后過程中不可能做勻速直線運動

4.（2014?泰安模擬）如圖4,質(zhì)量為M、長度為L的小車靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為

，〃的小物塊（可視為質(zhì)點）放在小車的最左端?，F(xiàn)用一水平恒力尸作用在小物塊上，使小物塊

從靜止開始做勻加速直線運動。小物塊和小車之間的摩擦力為小物塊滑到小車的最右

端時，小車運動的距離為達此過程中，以下結(jié)論正確的是（）

圖4

A.小物塊到達小車最右端時具有的動能為（尸一Ff＞（L+x）

B.小物塊到達小車最右端時，小車具有的動能為Ex

C.小物塊克服摩擦力所做的功為F＜（L+x）

D.小物塊和小車增加的機械能為Fx

5.（2014.煙臺模擬）如圖5所示，傾角為30。的粗糙斜面與傾角為60。的足夠長的光滑斜面

對接在一起，兩斜面上分別放有質(zhì)量均為m的物塊甲和乙，兩物塊通過一跨過定滑輪的細

線連在一起。在平行于斜面的拉力廠的作用下兩物塊均做勻速運動。從圖示位置開始計時,

在甲物塊與滑輪相碰前的一段時間內(nèi)，下面的圖像中，x表示每個物塊所通過的路程，E表

示兩物塊組成的系統(tǒng)的機械能，弓表示兩物塊組成的系統(tǒng)的重力勢能，叼表示甲物塊克服

摩擦力所做的功，WF表示拉力尸對乙物塊所做的功，則圖像中所反映的關系可能正確的是

（）

圖6

6.（2014?撫州模擬）如圖7所示，分別用恒力丹、F2將質(zhì)量為機的物體，由靜止開始,

沿相同的、固定、粗糙斜面由底端推到頂端，Q沿斜面向上，尸2沿水平方向。已知兩次所

用時間相等，則在兩個過程中（）

圖7

A.物體加速度相同

B.恒力Q、B對物體做功相同

C.物體克服摩擦力做功相同

D.恒力B作用時，物體機械能增量較大

7.（2014?上海崇明模擬）如圖8所示，一根細繩的上端系在。點，下端系一個重球3,放

在粗糙的斜面體A上?，F(xiàn)用水平推力F向右推斜面體使之在光滑水平面上向右勻速運動一

段距離（細繩尚未到達平行于斜面的位置）。在此過程中（）

A.重球B做勻速圓周運動

B.摩擦力對重球8做正功

C.水平推力F和重球8對A做功的大小相等

D.A對重球8所做的功與重力對重球B所做的功大小相等

二、計算題（本題共2小題）

8.如圖9甲所示，光滑曲面軌道固定在豎直平面內(nèi)，下端出口處在水平方向上。一平

板車靜止在光滑水平地面上，右端緊靠曲面軌道，平板車上表面恰好與曲面軌道下端相平。

一質(zhì)量為膽的小物塊從曲面軌道上某點由靜止釋放，初始位置距曲面下端高度6=0.8m。

物塊經(jīng)曲面軌道下滑后滑上平板車，最終沒有脫離平板車。平板車開始運動后的速度圖像如

圖乙所示，重力加速度g=IOm/s2。

圖9

(1)根據(jù)圖乙寫出平板車在加速過程中速度。與時間/的關系式。

(2)求平板車的質(zhì)量M。

(3)求物塊與平板車間的動摩擦因數(shù)小

9.(2014-黃岡中學模擬)如圖10所示，質(zhì)量，加=3.5kg的物體8通過一輕彈簧固定在

地面上，彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m,輕繩一端與物體B連接，繞過無摩擦的兩個輕質(zhì)小

定滑輪。1、。2后，另一端與套在光滑直桿頂端質(zhì)量mA=1.6kg的小球A連接。已知直桿固

定，桿長L為0.8m,與水平面的夾角9=37。，初始時使小球A靜止不動，與A端相連的繩

子保持水平，此時繩子中的張力F為45N。已知A0i=0.5m,重力加速度g取10m/s2,繩

子不可伸長；現(xiàn)將小球A從靜止釋放，求：

(1)在釋放小球A前彈簧的形變量；

(2)若直線COi與桿垂直，求物體從A點運動到C點的過程中繩子拉力對物體4所做的

功。

答案

1.選C整個過程中，物塊達到平衡位置時速度最大，物塊質(zhì)量越大，其平衡位置越

靠近最低點，則由最低點到平衡位置過程中，回復力對質(zhì)量較大的物塊做功較小，又耳=3

mv2,故質(zhì)量較大的物塊在平衡位置速度較小，A項錯；撤去外力瞬間，物塊的加速度最大，

由牛頓第二定律可知，兩物塊的最大加速度不同，B項錯；撤去外力前，兩彈簧具有相同的

壓縮量，即具有相同的彈性勢能，從撤去外力到物塊速度第一次減為零，物塊的機械能分別

守恒，由機械能守恒定律可知，物塊的重力勢能的變化量等于彈簧彈性勢能的變化量，所以

重力勢能的變化量相同，D項錯；因為兩物塊質(zhì)量不同，物塊的初始高度相同，由△Ep=mgA/?

可知，兩物塊上升的最大高度不同，C項對。

2.選A小車所受阻力不變時，砂和砂桶的總質(zhì)量越大，小車的加速度越大，又如g

—T\=m\a\,/?2g—芥=機2a2,因如〈加2,故有機ig—TIV/M怨一心，又因阻力一定，運動相

同的位移，系統(tǒng)克服摩擦力所做的功相同，因此兩次運動系統(tǒng)損失的機械能相同，即AEi

=AE2,故A正確。

3.選CD0?加階段，質(zhì)點機械能不變，除重力做負功外，其他力做功之和為零，動

能減小，不一定只受重力作用，A、B均錯誤：歷?后階段，質(zhì)點機械能均勻減小，除重力

外，一定受豎直向下的恒力作用，質(zhì)點不可能做勻速直線運動，C、D均正確。

4.選ABC對小物塊應用動能定理可得：(F-Ff)-(L+x)=￡ktt-O,對小車應用動能定

理可得：FfX=Ek*-O,A、B均正確；小物塊克服摩擦力所做的功為Ft(L+x),C正確；系

統(tǒng)增加的機械能為尸(L+x)—F「A>小,D錯誤。

5.選C由題意可知，Wf=fimgcos30°-x=/imgcos30°-vt,C正確；Wf=Fx=Fvt,D

錯誤；Ep=Epn—mgxsin300+mgxsin6O°=Epo+/ngu(^—^)r,B錯誤；因系統(tǒng)動能不變，

重力勢能增加，故總機械能增大，A錯誤。

6.選A由/=/7戶可知，兩物體的加速度相同，到頂端的速度相同，機械能的增量相

同，A正確，D錯誤：又尸n=〃wgcos，，F(xiàn)f2=〃(〃zgcosJ+Fsin0),故有Fn<Ff2,卬川〈科12,

C錯誤；由功能關系可知，AE^=WF-Wf,故WFI<W/ZB錯誤。

7.選BC斜面體4向右勻速運動的過程中，重球B做圓周運動的速度逐漸減小，A

錯誤；斜面對8的摩擦力沿斜面向下，與重球8的位移方向夾角小于90。，故B正確：因斜

面體A勻速運動，動能不變，故合力對其做的總功為零，C正確；而重球B的速度大小是

改變的，由動能定理可知，其合外力的功不為零，D錯誤。

8.解析：(1)由圖乙可以看出，平板車在加速過程中，速度。與f的關系式為：v=2t.

(2)設物塊滑上平板車的速度為vo

由機械能守恒得：mgh=^mv