1、2014届高考物理大二轮复习与测试强化练：功能关系在力学中的应用（带解析） 选择题 以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为 h，空气阻力的大小恒为 F，则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为 ( ) A 0 B -Fh C Fh D -2Fh 答案： D 海底有丰富的地下资源，深海探测成为世界关注的热点 .2011年 7月 6日，我国载人潜水器 “蛟龙号 ”以最大下潜 5 057 m的深度创世界载人深潜纪录如果将 “蛟龙号 ”某次的试潜运动分成三个阶段，选向下为正方向， g取 10 m/s2，除浮力和重力外，不计任何阻力，其 v-t图象如图甲所示则有 ( )
2、A Oa段重力大于浮力，合力做正功 B ab段重力等于浮力，重力做功等于克服浮力做的功 C bc段重力小于浮力，动能转化为势能 D三个阶段对应的浮力的大小按图乙所示的规律变化 答案： AB 试题分析：根据甲图可知 Oa段物体做加速运动，即重力大于浮力，合力做正功， A对 ab段物体做匀速运动，受力平衡即重力等于浮力，重力做的功等于克服浮力做的功， B对 bc段物体做减速运动，即重力小于浮力，动能和势能转化为内能， C错 oa 段加速度 ，根据牛顿第二定律有： ，所以 ， ab阶段受力平衡 ， bc阶段，根据牛顿第二定律有： ，所以，故三个阶段对应的浮力大小不可以按如图乙所示的图象规律变化，D错
3、 所以选 AB 如图所示，质量为 M、长为 L的木板置于光滑的水平面上，一质量为 m的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为 Ff，用水平的恒定拉力F作用于滑块当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为 x，滑块速度为 v1，木板速度为 v2，下列结论中正确的是 ( ) A上述过程中， F做功大小为 mv Mv B其他条件不变的情况下， F越大，滑块到达右端所用时间越长 C其他条件不变的情况下， M越大， x越小 D其他条件不变的情况下， Ff越大，滑块与木板间产生的热量越多 答案： CD 一摩托车在竖直的圆轨道内侧做匀速圆周运动，周期为 T，人和车的总质量为 m，轨道半径为
4、R，车经最高点时发动机功率为 P0，车对轨道的压力为2mg.设轨道对摩托车的阻力与车对轨道的压力成正比，则 ( ) A车经最低点时对轨道的压力为 3mg B车经最低点时发动机功率为 2P0 C车从最高点经半周到最低点的过程中发动机做的功为 P0T D车从最高点经半周到最低点的过程中发动机做的功为 2mgR 答案： B 试题分析：因为车子做的是匀速圆周运动，所以过程中向心力大小相等，即在最高点的向心力大小等于在最低点的向心力大小，在最高点时有，在最低点是有 ,所以在最低点时对轨道的压力为 N=4mg，所以 A错误。在最高点是车的水平方向合力为零，所以牵引力等于阻力，因为阻力与车对轨道压力为成正比
5、，所以可设 ，则，在最低点，同样车的水平方向合力为零，所以,B正确。因为过程中重力沿圆周的切向分力与牵引力之和等于阻力，重力指向圆心的分力充当向心力 ，所以过程中发动机的功率不恒定，所以不能以公式 W=Pt来计算， C错误。过程中牵引力，重力做正功，阻力做负功，根据动能定理可得 ，所以 D错误。 如图所示， 2011年 5月 27日在国际泳联大奖赛罗斯托克站中，中国选手彭健烽在男子 3米板预赛中以 431.60分的总成绩排名第一，晋级半决赛若彭健烽的质量为 m，他入水后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒力为 F，在水中下降高度 h的过程中，他的 (g为当地重力加速度 )( ) A重
6、力势能减少了 mgh B动能减少了 Fh C机械能减少了 (F mg)h D机械能减少了 Fh 答案： AD 试题分析：重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能是 mgh，故 A正确；由动能定理可知，减少的动能等于合外力做的功，则减少的动能为（ mg-F） h，故 B错误；阻力做功使机械能较小，减少的机械能等于克服阻力做的功，减少的机械能为 Fh，故 C错误， D正确； 故选 AD 考点：动能定理的应用；功能关系 点评：在解决能量问题时，要注意功是能量转化的量度，能熟练应用动能定理、机械能守恒及功能关系进行分析 如图所示，木块 M可以分别从固定斜面的顶端沿左边或右边由静止开始滑下，且滑到 A点
7、或 B点停下假定木块 M和斜面及水平面间有相同的动摩擦因数，斜面与平面平缓连接，图中 O 点位于斜面顶点正下方，则关于木块滑行的水平距离，下列说法正确的是 ( ) A OA等于 OB B OA大于 OB C OA小于 OB D无法做出明确的判断 答案： A 如图所示，质量为 m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速率 v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为 ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程下列说法正确的是 ( ) A电动机多做的功为 mv2 B摩擦力对物体做的功为 mv2 C电动机增加的功率为 mgv D传送带克服摩擦
8、力做功为 mv2 答案： BC 如图，物体从某一高度自由下落到竖直立于地面的轻质弹簧上在 a点时物体开始与弹簧接触，到 b点时物体速度为零则从 a到 b的过程中，物体( ) A动能一直减小 B重力势能一直减小 C所受合外力先增大后减小 D动能和重力势能之和一直减小 答案： BD 试题分析：物体刚接触弹簧一段时间内，物体受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力，且弹力小于重力，所以物体的合外力向下，物体做加速运动，在向下运动的过程中弹簧的弹力越来越大，所以合力越来越小，即物体做加速度减小的加速运动，当弹力等于重力时，物体的速度最大，之后弹力大于重力合力向上，物体做减速运动，因为物体速度仍旧向下，所以弹
9、簧的弹力仍旧增大，所以合力在增大，故物体做加速度增大的减速运动，到 b点时物体的速度减小为零，所以过程中物体的速度先增大再减小，即动能先增大后减小， A错误，从a 点到 b 点物体一直在下落，重力做正功 ，所以物体的重力势能在减小， B正确，所受合外力先减小后后增大， C错误，过程中物体的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以 D正确。 计算题 如图所示，质量 m1 0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长 L 1.5 m，现有质量 m2 0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度 v0 2 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止物块与车面间的动摩擦因数 0.5，取 g
10、10 m/s2，求 (1)物块在车面上滑行的时间 t； (2)物块克服摩擦力做的功； (3)在此过程中转变成的内能 答案： (1)0.24 s (2)0.336 J (3)0.24 J 如图所示，一根长 0.1 m的细线，一端系着一个质量为 0.18 kg的小球，拉住线的另一端，使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，使小球的转速很缓慢地增加，当小球的转速增加到开始时转速的 3倍时，细线断开，线断开前的瞬间线受到的拉力比开始时大 40 N，求： (1)线断开前的瞬间，线受到的拉力大小； (2)线断开的瞬间，小球运动的线速度大小； (3)如果小球离开桌面时，速度方向与桌边缘的夹角为 60 ，桌面
11、高出地面 0.8 m，求小球飞出后的落地点 距桌边缘的水平距离 答案： (1)45 N (2)5 m/s (3)1.73 m （ 12分）如图所示，粗糙水平轨道 AB与竖直平面内的光滑半圆轨道 BDC在 B处平滑连接， B、 C分别为半圆轨道的最低点和最高点， D为半圆轨道的最右端。一个质量 m的小物体 P被一根细线拴住放在水平轨道上，细线的左端固定在竖直墙壁上。在墙壁和 P之间夹一根被压缩的轻弹簧，此时 P到 B点的距离为 x0。物体 P与水平轨道间的动摩擦因数为 ，半圆轨道半径为 R。现将细线剪断， P被弹簧向右弹出后滑上半圆轨道，恰好能通过 C点。试求： （ 1）物体经过 B点 时的速度的大小？ （ 2）细线未剪断时弹簧的弹性势能的大小？ （ 3）物体经过 D点时合力的大小？ 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）由于小球恰好能通过最高点 C，则 B到 C机械能守恒，则 解得： （ 2） P到 B过程弹力、摩擦力做功，动能定理： 解得： ，则弹簧的弹性势能为 （ 3） B到 D机械能守恒，则 D点轨道对物块的支持力 解得： ，则物体经过 D点时合力 考点：竖直平面内圆周运动过最高点的临界条件；机械能能守恒和动能定理
