功能关系综合题

功能关系综合题1．下列关于摩擦力做功的说法，正确的是（）A．作用在物体上的滑动摩擦力只能对物体做负功，不可能对物体做正功B．作用在物体上的静摩擦力对物体一定不做功C．作用在物体上的滑动摩擦力既可能对物体做正功，也可能对物体做负功D．作用在物体上的静摩擦力既可能对物体做正功，也可能对物体做负功，也可对物体不做功2．物体在平衡力作用下的运动中，物体的机械能、动能、重力势能有可能发生的是A、机械能不变．动能不变 B、动能不变．重力势能可变化C、动能不变．重力势能一定变化D、若重力势能变化．则机械能变化3．一个物体在竖直下落过程中，如果重力做功20J，克服空气阻力做功8J。

则物体在此过程中A. 重力势能减小20JB. 动能增加28JC. 机械能减小8JD. 机械能减小12J4．飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比，若飞机以速率v匀速飞行时，发动机的功率为P，则当飞机以速率n v匀速飞行时，发动机的功率为A．np B.2np C.n2p D.n3p5．自动扶梯与水平地面间成角，一人站在扶梯上，扶梯从静止开始匀加速上升，达到一定速度后再匀速上升。

若以N表示水平梯板对人的支持力，G表示人所受的重力，f表示梯板对人的静摩擦力，则（）A．匀速过程中，f = 0，N、G都不做功B．加速过程中，f = 0，N、G都做功C．加速过程中，f≠0，f、 N、G都做功D．加速过程中，f≠0，N不做功6．如图所示,在抗洪救灾中,一架直升机通过绳索,用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱,使其由水面开始加速上升到某一高度,若考虑空气阻力而不考虑空气浮力,则在此过程中,以下说法错误的( )A.力F所做功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增量B.木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量C.力F、重力、阻力三者合力所做的功等于木箱动能的增量D.力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量7．如图所示,质量分别为2m和m的小球a和b之间用一根长为L的轻杆连接,在当轻杆由水平位置自由释放后绕中心水平光滑轴O转至竖直位置的过程中,若不计空气阻力,则正确的说法是( )(A)杆对a 球做正功； (B)杆对b 球不做功；(C)b 球机械能守恒； (D)a 和b 球总机械守恒8．如图所示，一物体以6m/s 的初速度从A 点沿圆弧下滑到B 点速率仍为6m/s 。

若物体以5m/s 的初速度从A 点沿同一路线滑到B 点，则到B 点时的速率为A 、小于5m/sB 、等于5m/sC 、大于5m/sD 、不能确定9．如图所示，一内壁粗糙的环形细圆管，位于竖直平面内，环形的半径为R （比细管的直径大得多），在圆管中有一直径比细管内径略小些的小球（可视为质点），小球的质量为m ，设某一时刻小球通过轨道的最低点时对管壁的压力为7mg 。

此后小球便作圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则此过程中小球克服摩擦力所做的功是A ．0.5mgR B.mgR C.2mgR D.3mgR10．如图所示有三个斜面1、2、3，斜面1与2底边相同，斜面2和3高度相同，同一物体与三个斜面的动摩擦因数相同，当他们分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端时，下列说法正确的是（ ）A ．三种情况下物体损失的机械能△E 3＞△E 2＞△E 1B ．三种情况下摩擦产生的热量Q 1＝Q 2＜Q 3C ．到达底端的速度v 1＞v 2＞v 3D ．运动的时间t 1＜t 2＜t 311．如右图所示 质量为M 的小车放在光滑的水平而上，质量为m 的物体放在小车的一端．受到水平恒力F 作用后，物体由静止开始运动，设小车与物体间的摩擦力为f ，车长为L ，车发生的位移为S ，则物体从小车一端运动到另一端时，下列说法正确的是( )A 、物体具有的动能为（F-f ）（S+L ）B. 小车具有的动能为fSC. 物体克服摩擦力所做的功为f(S+L)D 、这一过程中小车和物体组成的系统机械能减少了fL12．用水平力F 拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t 1时刻12 3撤去拉力F，物体做匀减速直线运动，到t2时刻停止．其速度—时间图象如图所示，且α＞β，若拉力F做的功为W1，平均功率为P1；物体克服摩擦阻力F f做的功为W2，平均功率为P2，则下列选项正确的是A．W1＞W2；F＝2F f B．W1= W2 F＞2F fC．P1＞P2; F＞2F f D．P1＝P2; F＝2F f13．如图所示，光滑半圆形轨道处于竖直平面内，半圆轨道与光滑的水平地面相切于半圆的端点A。

一质量为m的小球在水平地面上的C点受水平向左的恒力F由静止开始运动，当运动到A点时撤去恒力F，小球沿竖直半圆轨道运动到轨道最高点B点，最后又落在水平地面上的D点（图中未画出）。

已知A、C间的距离为L,重力加速度为g。

若轨道半径为R，求小球到达圆轨道B点时对轨道的压力F N;为使小球能运动到轨道最高点B，求轨道半径的最大值R m；（3）轨道半径R多大时，小球在水平地面上的落点D到A点的距离最大？最大距离x m 是多少？14．如图，质量为m的小铁块A以水平速度V0冲上质量为M，长度为l，置于光滑水平面C上的木板B，正好不从木块板上掉下，已知A、B间的动摩擦因数为u，此时长木板对地位移为S，求这一过程中：（1）、木板增加的动能（2）、小铁块减少的动能（3）、系统机械能的减少量（4）、系统产生的热量15．（10分）输出功率保持10 kW的起重机从静止开始起吊500 kg的货物，当升高到2 m时速度达到最大(取g=10 m/s2).求：(1)最大速度是多少；(2)这一过程所用时间为多长.16．如图所示,将A ､B 两个砝码用细线相连,挂在定滑轮上,已知m A =0.2 kg,m B =0.05 kg.托起砝码A 使其比砝码B 的位置高0.2 m,然后由静止释放,不计滑轮的质量和摩擦,当两砝码运动到同一高度时,它们的速度大小为多少?117．（9分）如图所示，一固定粗糙斜面与水平面夹角︒=30θ。

一个质量kg m 1=的小物体（可视为质点），在F ＝10 N 的沿斜面向上的拉力作用下，由静止开始沿斜面向上，取2/10s m g =。

试求：（1）物体在拉力F 作用下运动的加速度1a ；（2）若力F 作用1.2 s 后撤去，物体在上滑过程中距出发点的最大距离s ；（3）物体从静止出发，到再次回到出发点的过程中，物体克服摩擦所做的功f W 。

18．（12分）如图所示，倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6 m/s 的速度运动，运动方向如图所示．一个质量为2 kg 的物体(物体可以视为质点)，从h ＝3.2 m 高处由静止沿斜面下滑，物体经过A 点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失．物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，物体向左最多能滑到传送带左右两端AB 的中点处，重力加速度g ＝10 m/s 2，则：(1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间？(2)传送带左右两端AB 间的距离l 至少为多少？(3)上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少？参考答案1．CD【解析】只要是力F 与位移s 方向相同，力F 就对物体做正功，由此可知滑动摩擦力对物体可以做正功、负功或不做功，同样静摩擦力对物体做正功，由此可知滑动摩擦力对物体可以做正功、负功或不做功，CD 正确2．ABD【解析】机械能变化根据除了重力做功以外其他力做功，如果物体在水平面匀速运动，此时机械能不变，动能不变，A 对；如果物体匀速上升，动能不变，机械能增大，B 对；同理C 错；在平衡力作用下动能一定不变，但重力势能如果变化机械能一定变化，D 对；3．AC【解析】重力势能的变化只与重力做功有关，重力做功多少重力势能就减小多少，A 对；合力做功12J ，由动能定理可知动能增加12J ，B 错；机械能的变化由除了重力以外其他力做功来判断，所以机械能减小8J ，C 对；D 错；4．D【解析】试题分析：根据P=Fv 且匀速时F=f ，而2f kv =，即3P kv =，若速度为n v ，带入则3()P k nv '=，两者联立则3P n P '=，答案为D考点：功率点评：本题考察了对功率公式的理解。

其中F 指的是发动机输出牵引力。

根据题目条件牵引力等于阻力。

另外有机车的两种启动方式启动问题。

5．C【解析】试题分析：当匀速运动时，人受力平衡，所以受到重力和支持力，两个力大小相等方向相反，摩擦力为零，人在竖直方向有位移，因此重力做负功，支持力做正功，A 错；在加速过程中，所受摩擦力水平向右，三个力的合力沿斜面向上，BD 错；C 对；故选C考点：考查功的概念点评：本题难度较小，根据运动状态判断受力是关键，只要物体在力的方向上发生位移就有功，力与位移成锐角就做正功，成钝角就做负功6．A【解析】试题分析：力F 所做功减去克服阻力所做的功等于重力势能和动能的增量之和；A 错误；木箱克服重力所做的功等于mgh,等于木箱重力势能的增量；B 正确；木箱受到力F 、重力、阻力，根据动能定理三者合力所做的功等于木箱动能的增量；C 正确；除重力以外，其它力所做的中等于物体机械能的增加量，这里的其它力就是力F 和阻力的合力；D 正确，故选A 考点：考查功能关系点评：本题难度较小，除重力(或万有引力)、弹力之外，其他所有力对物体所做的功等于物体机械能的增量，这个结论叫做“功能原理7．D【解析】试题分析：将ab 看做一个整体，过程中只有重力做功，所以总机械能守恒，D 正确，过程中杆对a 做负功，对b 做正功，所以ABC 错误，考点：考查了机械能守恒条件的应用点评：本题的关键是判断杆对ab 做功情况，整体机械能守恒，单个机械能不守恒8．C【解析】试题分析：当物体以6m/s 的初速度下滑，滑到B 点速率仍为6m/s ，则根据动能定理可得：重力做功等于摩擦力做功，当物体以5m/s 的初速度下滑，则物体对圆弧压力减小，摩擦力变小，重力做功不变，则重力做功大于摩擦力做功，所以大于5m/s ，C 正确。

考点：考查了动能定理的应用点评：关键是以物体以6m/s 的初速度从A 点沿圆弧下滑到B 点速率仍为6m/s 作为突破口，应用动能定理分析重力做功和摩擦力做功的关系9．B【解析】 试题分析：小球恰好能通过最高点，则小球的速度为零0v = （1）小球在最低点，对下管壁的压力为7mg 2）所以此过程中重力，摩擦力做负功，根据动能定理可得联立解得f W mgR =,故B 正确，考点：本题考查了：圆周运动、牛顿第二定律、点评：做本题的关键是理解恰好 能通过最高点此时对应的速度10．BC【解析】试题分析：物体从斜面下滑过程中，重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可以比较三者速度大小，注意物体在运动过程中克服摩擦力所做功等于因摩擦产生热量，据此可以比较摩擦生热大小．设斜面和水平方向夹角为θ，斜面长度为L ，则物体下滑过程中克服摩擦力做功为：W mgLcos μθ=．Lcos θ即为底边长度．A 、物体下滑，除重力外有摩擦力做功，根据能量守恒，损失的机械能 转化成摩擦产生的内能．由图可知1和2底边相等且小于3的，故摩擦生热关系为：Q 1＝Q 2＜Q 3，所以损失的机械能△E 1=△E 2＜△E 3故A 错误，B 正确；C 、设物体滑到底端时的速度为v 据图中斜面高度和底边长度可知滑到底边时速度大小关系为：v 1＞v 2＞v 3，故C 正确；D θ2＞θ3，L 2＜L 3，所以t 2＜t 3，由于动摩擦因数和斜面1、2的倾角关系未知，无法确定t 1和t 2，故D 错误．考点：功能关系；滑动摩擦力；牛顿第二定律；动能定理的应用．点评：本题比较简单直接利用功能关系即可求解，易错点在于写出表达式后的数学运算，因此学生要加强练习，提高利用数学知识解决物理问题的能力．11．ACD【解析】试题分析：根据动能定理得：F f s L EK -+= （）（）所以物体具有的动能为F f s L -+（）（），故A 正确． 根据动能定理得：K fs E =' ，所以小车具有的动能为fs ，故B 正确． 物体克服摩擦力做功为f s L +（），故C 正确． 摩擦力对系统做功w fL =-，所以系统产生的内能Q fL =，所以这-过程中小车和物体组成的系统机械能减少了fL ．故D 正确，．考点：考查了动能定理的应用点评：了解研究对象的运动过程是解决问题的前提，根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题．求解力做功时要注意在力方向上的位移是相对地面的位移．12．BC【解析】物体整个过程中，拉力做的功，等于克服摩擦阻力做的功，则有W 1= W 2而21t t <，则P 1＞P 2，由图得21a a >，则F ＞2F f ，选项BC 正确13．（1方向竖直向上 （2（3【解析】 试题分析：（1）设小球到达B 点时速度为B v ，根据动能定理有设B 点时轨道对小球的压力为N F '，对小球在B 点时进行受力分析如图，则有（2（3）从BD 到A考点：竖直平面内的圆周运动；动能定理点评：小球在最高点时合外力等于向心力，过最高点的临界条件是小球对轨道的压力为零，即重力等于向心力。