必修二 习题课：功能关系 同步练习(word含答案)

必修二 习题课：功能关系
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 图 所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目。为了研究蹦极过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动沿竖直方向，忽略弹性绳的质量。如图 所示，某次蹦极时，游客从蹦极平台由静止开始下落，到 点时弹性绳恰好伸直，游客继续向下运动，能到达的最低位置为 点，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内，且游客从离开蹦极平台第一次运动到最低点的过程中，机械损失可忽略。已知弹性绳的原长 ，重力加速度为 。游客从蹦极平台由静止开始下落，在运动到 点的过程中，忽略空气阻力，游客的机械能
A. 变大 B. 不变 C. 先不变后变小 D. 先变大后变小
2. 某同学在 米短跑时采用蹲跳起跑，发令枪响后，向前加速的同时提升身体重心。设该同学质量为 ，在起跑前进的这段距离内重心上升高度为 ，获得速度为 ，克服阻力做功为 ，重力加速度为 。则在此过程中
A. 该同学的重力势能减小量为
B. 该同学的动能增加量为
C. 该同学的机械能增加量为
D. 该同学自身提供的能量至少为
3. 一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物体块做的功等于
A. 物块动能的增加量
B. 物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之和
C. 物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和
D. 物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和
4. 如图所示，塔吊用钢绳沿竖直方向将质量为 的建材以加速度 匀加速向上提起 高，已知重力加速度为 ，则在此过程中，下列说法正确的是
A. 建材重力做功为 B. 建材的重力势能减少了
C. 建材的动能增加了 D. 建材的机械能增加了
5. 如图所示，两个完全相同的物体分别自斜面 和 顶端由静止开始下滑，物体与两斜面的动摩擦因数相同，物体滑至斜面底部 点时的动能分别为 和 ，下滑过程中产生的热量分别为 和 ，则
A. B.
C. D.
6. 从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度在以内时，物体上升、下落过程中动能随的变化如图所示。重力加速度取．该物体的质量为　　
A. B. C. D.
7. 如图所示，滑块 和 叠放在固定的斜面体上，从静止开始以相同的加速度一起沿斜面加速下滑。已知 与斜面体之间光滑接触，则在 、 下滑过程中，下列说法正确的是
A. 只受到重力和 的支持力的作用
B. 对 的压力等于 受到的重力
C. 下滑过程中 对 做负功
D. 下滑过程 的机械能守恒
8. 年 月 日，国家航天局发布我国首次火星探测任务天问一号探测器着陆过程两器分离和着陆后祝融号拍摄的影像。接下来祝融号和轨道相互锁定，在转运机构的作用下，一起被转移到火星表面，假设祝融号和轨道总质量为 ，当它们从静止开始，以恒定的加速度竖直下降，当下落高度为 时，速度为 ，在这个过程中下列说法中正确的是
A. 重力做功为 ，重力势能增加了
B. 机械能减少了
C. 转运机构做功为
D. 合外力做功为
9. 如图，一质量为 ，长度为 的均匀柔软细绳 竖直悬挂。用外力将绳的下端 缓慢地竖直向上拉起至 点， 点与绳的上端 相距 。重力加速度大小为 。在此过程中，外力做的功为
A. B. C. D.
10. 如图所示，物体以 的初动能从斜面底端向上滑行，第一次经过 点时，它的动能比最初减少了 ，势能比最初增加了 ，可以推测如果物体从斜面返回底端出发点末动能为
A. B. C. D.
二、填空题（共4小题；共18分）
11. 某球员定点罚球，篮球刚好水平越过篮筐前沿。已知罚球点离篮筐前沿的水平距离为 ，罚球的出球点与篮球运动最高点间的高度差为 ，篮球质量为 ，这次罚球该球员对篮球做的功为 ，不计空气阻力，则篮球从出球点运动到最高点，重力势能增加了 ，篮球从罚球点篮球员手中到最高点时的机械能增加 。
12. 人用脚将足球踢出去时，人体内的一部分 能转化为足球的 能，此时能的转化是通过 过程实现的。
13. 运动员将质量为 的杠铃举高 ，他做了 的功，由 能转化为 。（ 取 ）
14. 物体沿斜面向上运动经过 点时具有动能 ，当它向上滑到 点时，动能减少了 ，其中机械能损失了 ，则物体回到 点时的动能为 。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 为了确保楼上用户保持一定水压，楼顶往往安装水箱贮水。如图所示，圆柱形水箱髙 ，容积 ，水箱底部接水管 ，顶部接水管 ，开始时箱中无水，现用两种方式向水箱注水，注水管开始时均与箱底等高。若仅用 管对水箱缓慢注水， 管口打开；若用 管口对水箱注水， 管口关闭。试分析用这两种方法注水，外界各需做多少功 （，水的密度 ）
16. 如图所示， 为竖直平面内一固定轨道，其圆弧段 与水平段 相切于 ， 端固定一竖直挡板。 相对于 的高度为 ， 长度为 。一物块自 端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在 段的摩擦可忽略不计，物块与 段轨道间的滑动摩擦因数为 ，求物块停止的地方与 点距离的可能值。
17. 如图所示，一小定滑轮距地面的高度恰好为一链条的长度 ，有一个人用轻绳跨过滑轮系住链条的一端，用力将全部堆放在地面上的链条向上拉动，当链条有 长度跨过滑轮时，人不再用力拉绳，这时链条继续运动，最后刚好静止在滑轮上，不计滑轮的摩擦，链条的质量为 ，则人的拉力做功为多少
答案
第一部分
1. C
【解析】开始时只有重力做功，游客的机械能守恒，当游客从 点运动到 点的过程中，弹性绳的弹力对游客做负功，则游客的机械能减小，所以C正确；ABD错误；
故选C。
2. D
3. D
【解析】A、物块在下滑过程中，摩擦力对物块做负功，故A错误；
BC、重力对物体块做的功等于物块重力势能的减少量；
D、根据动能定理得：，则 ，即重力对物体块做的功等于物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和，故D正确。
故选：D。
4. D
【解析】建筑材料向上做匀加速运动，上升的高度为 ，重力做功：，故A错误；
物体的重力势能变化量为：，则建材的重力势能增加了 ，故B错误；
根据动能定理得：，则动能增加了 ，故C错误；
物体的机械能增加量为：，故D正确。
5. A
6. C
【解析】【分析】根据动能定理得到图象的斜率表示的物理量，再根据牛顿第二定律列方程求解质量。
【解析】解：根据动能定理可得：，解得斜率的大小为；
上升过程中：
下落过程中：
设与运动方向相反的外力为，根据牛顿第二定律可得：
上升过程中：，
下落过程中：，
联立解得：。
故正确，错误。
故选：。
【点评】对于图象问题，关键是能够根据已知的公式、定律等推导出横坐标和纵坐标的关系式，分析斜率的变化，然后作出正确的判断。
7. D
【解析】对整体受力分析可得：整体的加速度沿着斜面向下，大小为 。对 将加速度分解为水平向左的加速度 和竖直向下的加速度 ，而对小木块 受力有重力 （竖直向下）、支持力 （竖直向上），显然水平分加速度只能由摩擦力提供，即 ，故滑块 还受到水平向左的摩擦力，故A错误；滑块 有竖直向下的加速度，竖直方向由牛顿第二定律可得，，故 ，所以 对 的支持力的大小小于 受到的重力大小，根据牛顿第三定律可知， 对 的压力大小小于 受到的重力大小。故B错误； 受力如图所示。当物块 下滑的距离为 时，合外力做的功：，该过程中重力做的功：，可知物体受到的合外力做的功与重力做的功相等，说明除重力做的功外，其他的力做功的总和为 。即 对 做功的和为 ，所以下滑过程中 的机械能守恒。故C错误，D正确。
8. B
9. A
【解析】根据功能关系可知，拉力所做的功等于 段系统重力势能的增加量；对 分析，设 点为零势能点，则可知， 段的重力势能为 ；
将 点拉至 点时，重心离 点的高度 ，故重力势能 ，
因此可知拉力所做的功 ，故A正确，BCD错误。
10. B
【解析】运用动能定理分析得出：
物体损失的动能等于物体克服合外力做的功（包括克服重力做功和克服摩擦阻力做功），
损失的动能为：
损失的机械能等于克服摩擦阻力做功：
则有： 常数，与 无关，由题意知此常数为 。
则物体上升到最高点时，动能为 ，即动能减少了 ，那么损失的机械能为 ，
那么物体返回到底端，物体又要损失的机械能为 ，故物体从开始到返回原处总共机械能损失 ，
因而它返回 点的动能为 。故B正确，ACD错误。
第二部分
11. ；
12. 生物；动；做功
13. ；化学；机械
14.
第三部分
15.
【解析】若从 管口注水，注满整箱水，水的重心升高 ，水的势能增加 。
由功能关系有
。
若从 管口注水，先应将水压到箱顶，水重心升高 ，然后利用自身重力，水流入水箱，故外界做功
。
16. 或
【解析】根据功能关系，在物块从开始下滑到静止的过程中，物块重力势能减小的数值 与物块克服摩擦力所做功的数值 相等，即
设物块质量为 ，在水平轨道上滑行的总路程为 ，则
设物块在水平轨道上停止的地方与 点的距离为 。
若物块在与 碰撞后，在到达圆弧形轨道前停止，则
联立 式得
此结果在 时有效。若 ，则物块在与 碰撞后，可再一次滑上圆弧形轨道，滑下后在水平轨道上停止，此时有
联立 式得：。
17.
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