第八章　作業(yè)38　功能關(guān)系及其應(yīng)用-2025版高一物理必修二

作業(yè)38功能關(guān)系及其應(yīng)用1~6題每題7分，共42分1.飛行員跳傘訓(xùn)練的場景如圖所示。一飛行員下降到極限高度時(shí)打開降落傘，而后豎直向下做減速運(yùn)動(dòng)。若飛行員和降落傘的總質(zhì)量為m，所受空氣阻力大小恒為F，g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取t在減速下降h的過程中()A.飛行員和降落傘所受阻力做功為FhB.飛行員和降落傘所受合力做功為Fh-mghC.飛行員和降落傘的機(jī)械能減少了FhD.飛行員和降落傘的重力勢(shì)能減少了mgh-Fh2.(2023·佛山市期中)如圖，為了取出羽毛球筒中的羽毛球，某同學(xué)先給筒施加一豎直向下的外力，使球筒和羽毛球一起從靜止開始加速向下運(yùn)動(dòng)，球筒碰到地面后，速度立即減小到零，羽毛球恰能勻減速至球筒下端口。假設(shè)球筒碰地前，羽毛球與球筒無相對(duì)滑動(dòng)，忽略一切空氣阻力，則該羽毛球從靜止開始到最終到達(dá)球筒下端口的過程中()A.始終處于超重狀態(tài) B.始終處于失重狀態(tài)C.機(jī)械能先增加后減少 D.機(jī)械能一直在減少3.如圖所示，兩個(gè)完全相同的物體分別自斜面AC和BC頂端由靜止開始下滑，物體與兩斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，物體滑至斜面底部C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為EA和EB，下滑過程中產(chǎn)生的熱量分別為QA和QB，則()A.EA>EBQA=QB B.EA=EBQA>QBC.EA>EBQA>QB D.EA<EBQA=QB4.如圖，木塊靜止在光滑水平桌面上，一子彈(可視為質(zhì)點(diǎn))水平射入木塊的深度為d時(shí)，子彈與木塊相對(duì)靜止，在子彈入射的過程中，木塊沿水平桌面移動(dòng)的距離為x，木塊對(duì)子彈的平均阻力大小為Ff，那么在這個(gè)過程中，下列說法不正確的是()A.木塊的動(dòng)能增量為FfxB.子彈的動(dòng)能減少量為Ff(x+d)C.系統(tǒng)的機(jī)械能減少量為FfdD.系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為Ff(x+d)5.(2024·泰州市高一期中)如圖所示，質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一速度從A點(diǎn)沖上傾角為30°的固定斜面，其運(yùn)動(dòng)的加速度大小為34g，此物體在斜面上上升的最大高度為h，重力加速度為gA.重力勢(shì)能增加了34B.克服摩擦力做功14C.動(dòng)能損失了34D.機(jī)械能損失了126.(2024·淮安市高一期中)如圖所示，水平輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A靜止于光滑水平桌面上，右端接一水平細(xì)線，細(xì)線繞過光滑的輕質(zhì)定滑輪與物體B相連。開始時(shí)用手托住B，讓細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至B獲得最大速度，此時(shí)A仍在桌面上，整個(gè)過程彈簧處于彈性限度內(nèi)。忽略空氣阻力。下列有關(guān)該過程的分析正確的是()A.B物體的機(jī)械能一直增大B.B物體的動(dòng)能增加量等于B物體重力勢(shì)能的減少量C.B物體機(jī)械能的減少量等于彈簧的彈性勢(shì)能的增加量D.細(xì)線拉力對(duì)A做的功等于A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量7、8題每題9分，9題14分，10題15分，共47分7.(2023·合肥市高一期末)如圖所示，足夠長的水平傳送帶保持v=1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，漏斗以20kg/s的流量往傳送帶上裝沙子，不計(jì)沙子的初速度，則與不傳送沙子相比，傳送帶的電動(dòng)機(jī)每秒要多做的功為()A.10J B.20JC.30J D.40J8.(多選)(2020·全國卷Ⅰ)一物塊在高3.0m、長5.0m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢(shì)能和動(dòng)能隨下滑距離s的變化如圖中直線Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2。則()A.物塊下滑過程中機(jī)械能不守恒B.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5C.物塊下滑時(shí)加速度的大小為6.0m/s2D.當(dāng)物塊下滑2.0m時(shí)機(jī)械能損失了12J9.(14分)如圖所示，軌道的ab段和cd段為半徑R=0.8m的四分之一光滑圓弧，bc段為長L=2m的水平面，圓弧和水平面平滑連接。質(zhì)量m=1kg的物體從a點(diǎn)處由靜止下滑，水平面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，求：(1)(6分)物體第一次通過c點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大??；(2)(4分)物體最終停下來的位置；(3)(4分)物體從a點(diǎn)由靜止下滑到停下來的過程中機(jī)械能損失了多少。10.(15分)(2024·遼寧卷改編)如圖，高度h=0.8m的水平桌面上放置兩個(gè)相同物塊A、B，質(zhì)量mA=mB=0.1kg。A、B間夾一壓縮量Δx=0.1m的輕彈簧，彈簧與A、B不拴接。同時(shí)由靜止釋放A、B，彈簧恢復(fù)原長時(shí)A恰好從桌面左端沿水平方向飛出，水平射程xA=0.4m；B脫離彈簧時(shí)的速度大小為vB=1m/s，沿桌面滑行一段距離xB=0.25m后停止。A、B均視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度取g=10m/s2。求：(1)(4分)脫離彈簧時(shí)A的速度大小vA；(2)(4分)物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(3)(7分)整個(gè)過程中，彈簧釋放的彈性勢(shì)能ΔEp。(11分)11.(2024·安徽卷)在某地區(qū)的干旱季節(jié)，人們常用水泵從深水井中抽水灌溉農(nóng)田，簡化模型如圖所示。水井中的水面距離水平地面的高度為H。出水口距水平地面的高度為h，與落地點(diǎn)的水平距離約為l。假設(shè)抽水過程中H保持不變，水泵輸出能量的η倍轉(zhuǎn)化為水被抽到出水口處增加的機(jī)械能。已知水的密度為ρ，水管內(nèi)徑的橫截面積為S，重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力。則水泵的輸出功率約為()A.ρgSl2g?2η?(H+B.ρgSl2g?2η?(H+C.ρgSl2g?2η?(D.ρgSl2g?2η?(

答案精析1.C[飛行員和降落傘所受阻力做功為WF=-Fh，飛行員和降落傘的機(jī)械能減少了Fh，A錯(cuò)誤，C正確；飛行員和降落傘所受合力做功為W=mgh-Fh，B錯(cuò)誤；飛行員和降落傘的重力所做的功為mgh，重力勢(shì)能減少了mgh，D錯(cuò)誤。]2.C[由于羽毛球先加速向下運(yùn)動(dòng)，后減速向下運(yùn)動(dòng)，故羽毛球先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)，A、B錯(cuò)誤；羽毛球從靜止開始到最終到達(dá)球筒下端口的過程中摩擦力先做正功后做負(fù)功，羽毛球機(jī)械能先增加后減少，C正確，D錯(cuò)誤。]3.A[設(shè)斜面傾角為θ，底邊長為b，則W克f=μmgcosθ·bcosθ=μmgb，即摩擦力做功大小與斜面傾角無關(guān)，所以兩物體所受的摩擦力做功相同，即QA=QB，產(chǎn)生的熱量相同。由題圖知AC上物體的重力做的功大于BC上物體的重力做的功，再由動(dòng)能定理知，EA>EB。故選項(xiàng)A4.D[子彈對(duì)木塊的作用力大小為Ff，木塊相對(duì)于桌面的位移為x，則子彈對(duì)木塊做的功為Ffx，根據(jù)功能關(guān)系，木塊動(dòng)能的增量等于子彈對(duì)木塊做的功，即為Ffx，故A正確；木塊對(duì)子彈的阻力做的功為W=-Ff(x+d)，根據(jù)功能關(guān)系可知，子彈動(dòng)能的減少量等于子彈克服阻力做的功，大小為Ff(x+d)，故B正確；子彈相對(duì)于木塊的位移大小為d，則系統(tǒng)克服阻力做的功為Ffd，根據(jù)功能關(guān)系可知，系統(tǒng)機(jī)械能的減少量為Ffd，產(chǎn)生的熱量為Ffd，故C正確，D錯(cuò)誤。]5.D[物體在斜面上上升的最大高度為h，物體克服重力做功為mgh，則重力勢(shì)能增加了mgh，A錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律mgsin30°+Ff=ma，解得Ff=14mg，所以克服摩擦力做功W=Ff·?sin30°=12mgh，B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理ΔEk=-ma·?sin30°=-m·34g·2h=-32mgh，所以動(dòng)能損失了32mgh，C錯(cuò)誤；因?yàn)榭朔Σ亮ψ龉?6.D[當(dāng)物體B向下運(yùn)動(dòng)過程中，細(xì)線對(duì)物體B的拉力做負(fù)功，則物體B的機(jī)械能一直減小，故A錯(cuò)誤；根據(jù)上述，物體B的機(jī)械能減小，可知B減小的重力勢(shì)能大于B增加的動(dòng)能，故B錯(cuò)誤；物體B、物體A與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，可知物體B減小的機(jī)械能等于物體A增加的動(dòng)能與彈簧增加的彈性勢(shì)能之和，故C錯(cuò)誤；細(xì)線拉力對(duì)A做正功，根據(jù)功能關(guān)系可知，細(xì)線拉力對(duì)A做的功等于A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量，故D正確。]7.B[設(shè)t時(shí)間內(nèi)沙子與傳送帶共速，沙子達(dá)到傳送帶速度經(jīng)歷的位移為x1=v2t，傳送帶的位移x2=vt，則相對(duì)運(yùn)動(dòng)的位移大小為Δx=x2-x1=vt2，根據(jù)動(dòng)能定理知Ffx1=12Δmv2，產(chǎn)生的熱量為Q=FfΔx=Ffx1=12Δmv2，根據(jù)功能關(guān)系得，傳送帶的電動(dòng)機(jī)每秒要多做的功為ΔE=Q+12Δmv2=Δmv2=208.AB[由E-s圖像知，物塊動(dòng)能與重力勢(shì)能的和減小，則物塊下滑過程中機(jī)械能不守恒，故A正確；由E-s圖像知，整個(gè)下滑過程中，物塊機(jī)械能的減少量為ΔE=30J-10J=20J，重力勢(shì)能的減少量ΔEp=mgh=30J，又ΔE=μmgcosα·s，其中cosα=s2??2s=0.8，h=3.0m，g=10m/s2，則可得m=1kg，μ=0.5，故B正確；物塊下滑時(shí)的加速度大小a=gsinα-μgcosα=2m/s2，故C錯(cuò)誤；物塊下滑2.0m時(shí)損失的機(jī)械能為ΔE'=μmgcosα·s'=89.(1)20N(2)b點(diǎn)(3)8J解析(1)從a點(diǎn)到c點(diǎn)由動(dòng)能定理有mgR-μmgL=12mvc2，在c點(diǎn)時(shí)FN-mg聯(lián)立兩式解得FN=20N，由牛頓第三定律可知，物體第一次通過c點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小FN'=FN=20N(2)對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的全過程有mgR=μmgx，解得x=4m則物體恰好停在b點(diǎn)；(3)物體從a點(diǎn)靜止下滑到停下來的過程中機(jī)械能損失了ΔE=μmgx=mgR=8J。10.(1)1m/s(2)0.2(3)0.12J解析(1)對(duì)A物塊由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得h=12gtxA=vAt，代入數(shù)據(jù)解得脫離彈簧時(shí)A的速度大小為vA=1m/s(2)對(duì)物塊B由動(dòng)能定理得-μmBgxB=0-12mBvB2，代入數(shù)據(jù)解得物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(3)彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為A、B物塊的動(dòng)能及這個(gè)過程中克服摩擦力所