第八章 习题课2 功能关系与应用（备作业）-【上好课】2021-2022学年高一物理同步备课系列（人教版2019 必修第二册）（解析版）

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第八章 习题课 2 功能关系与应用
一、选择题
1.一质量为 1 kg 的物体被人用手由静止开始向上提升 1 m，这时物体的速度是 2 m/s，重力加速度 g＝10
m/s2，则在该过程中(　　)
A．物体克服重力做功 10 J
B．手对物体做功 10 J
C．合外力对物体做功 2 J
D．物体的机械能增加 2 J
【答案】AC　
【解析】由功能关系可知，物体克服重力做功 WG克＝mgh＝10 J，故 A正确；根据动能定理知 W合＝W手＋
WG＝mv2＝×1×22 J＝2 J，则手对物体做功为 W手＝mv2＋mgh＝12 J，故 B错误，C正确；由功能关系知，
除重力或系统内弹力，其他力对物体所做的功等于物体机械能的变化，即 ΔE＝W手＝12 J，故 D错误．
2.滑沙是人们喜爱的游乐活动，如图是滑沙场地的一段斜面，其倾角为 30°，设参加活动的人和滑车总质量
为m，人和滑车从距底端高为 h处的顶端 A沿滑道由静止开始匀加速下滑，加速度为 0.4g，人和滑车可视
为质点，则从顶端向下滑到底端 B的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．人和滑车减少的重力势能全部转化为动能
B．人和滑车获得的动能为 0.8mgh
C．整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为 0.2mgh
D．人和滑车克服摩擦力做功为 0.6mgh
【答案】BC　
【解析】沿斜面的方向有 ma＝mgsin 30°－Ff，所以 Ff＝0.1mg，人和滑车减少的重力势能转化为动能和内
能，故 A错误；人和滑车下滑的过程中重力和摩擦力做功，获得的动能为 Ek＝(mgsin 30°－Ff)＝0.8mgh，
故B正确；整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为 ΔE＝mgh －Ek＝mgh－0.8mgh＝0.2mgh，故 C正确；
整个下滑过程中克服摩擦力做功等于人和滑车减少的机械能，所以人和滑车克服摩擦力做功为 0.2mgh，故
D错误。
3. 半球形的碗倒扣在地面上，里面有只蚂蚁从边缘沿着竖直圆面匀速率爬到顶点，此过程对于蚂蚁（　
）
A. 所受合力始终为零 B. 所受摩擦力大小始终不变
C. 合外力做功始终不变 D. 机械能始终不变
【答案】C
【解析】蚂蚁沿圆面做匀速圆周运动，则所受合力不为零，选项 A错误；蚂蚁所受的摩擦力等于重力沿切
线方向的分量，则蚂蚁上爬过程中所受摩擦力大小不断变化，选项 B错误；蚂蚁沿圆面做匀速圆周运动，
动能不变，则合外力做功始终为零不变，选项 C正确；蚂蚁动能不变，重力势能增加，则机械能不断增加，
选项 D错误 故选 C。
4. 如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，一质量为 m的带正电小球在外
力F的作用下静止与图示位置，小球与弹簧不连接，弹簧处于压缩状态，现撤去 F，在小球从静止开始运
动到离开弹簧的过程中，重力、电场力、弹簧弹力对小球做功分别为 、 、 ，不计空气阻力，则上
述过程中（ ）
A. 小球重力势能的增量为
B. 小球与弹簧组成的系统机械能守恒
C. 小球的动能的增量为
D. 小球机械能的增加量为
【答案】D
【解析】A．在向上的过程中重力做负功，故小球的重力势能的增量为
A错误；
。
B．在向上的过程中电场力做功，所以小球与弹簧组成的系统了机械能不守恒，B错误；
C．在向上的过程中电场力，重力，弹力做功，根据动能定理可得，小球的动能的增量为
C错误；
D．重力以外的力做功等于小球的机械能变化量，故小球机械能增加量等于弹力和电场力做功，所以小球
的机械能增量为
D正确。故选 D。
5. 如图所示，质量为 m的蹦极运动员从蹦极台上跃下．设运动员由静止开始下落，且下落过程中(蹦极绳
被拉直之前)所受阻力恒定，大小为 mg，在运动员下落 h的过程中(蹦极绳未拉直)，下列说法正确的是(
)
A．运动员的动能增加了
B．运动员的重力势能减少了
C．运动员的机械能减少了
D．运动员克服阻力所做的功为
答案　A
解析　据动能定理可得，动能的增加量等于合力所做的功，即 ΔEk＝W合＝(mg－mg)h＝mgh，A正确；运
动员下落 h的过程中，重力势能的减少量等于重力所做的功，即＝WG＝mgh，B错误；
运动员克服阻力所做的功等于机械能的减少量，即 W克＝ΔE减＝mgh，C、D错误．
6.如图甲所示，质量为 1 kg 的小物块以初速度 v0＝11 m/s 从θ＝53°固定斜面底端先后两次滑上斜面，第一
次对小物块施加一沿斜面向上的恒力 F，第二次无恒力 F。图乙中的两条线段 a、b分别表示存在恒力 F和
无恒力 F时小物块沿斜面向上运动的 v－t图线。不考虑空气阻力，g＝10 m/s2，下列说法正确的是(cos 53°
＝0.6，sin 53°＝0.8)(　　)
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