2020版高考物理大二轮复习专题强化训练6功能关系在力学中的应用9页

高考物理
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专题强化训练(六)
一、选择题
1．(多选)(2019·四川省攀枝花市第二次统考)物体由地面以 120 J 的初动能竖直向上
抛出，当它从抛出至上升到某一点 A的过程中，动能减少 40 J，机械能减少 10 J．设空气阻
力大小不变，以地面为参考平面，则物体(　　)
A．落回到地面时机械能为 70 J
B．到达最高点时机械能为 90 J
C．从最高点落回地面的过程中重力做功为 60 J
D．从抛出到落回地面的过程中克服空气阻力做功为 60 J
[解析]　物体以 120 J的初动能竖直向上抛出，做竖直上抛运动，向上运动的过程中重
力和阻力都做负功，当上升到某一高度时，动能减少了 40 J，而机械能损失了 10 J．根据功
能关系可知：合力做功为－40 J，空气阻力做功为－10 J，对从抛出点到 A点的过程，根据
功能关系：－mgh－Ffh＝－40 J，－Ffh＝－10 J，得 Ff＝
1
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mg；当上升到最高点时，动能为
零，动能减少 120 J，设最大高度为 H，则有：mgH＋FfH＝120 J，解得 FfH＝30 J，即机械能
减少 30 J，在最高点时机械能为 120 J－30 J＝90 J，即上升过程机械能共减少了 30 J；下落
过程中，由于空气阻力做功不变，所以机械能又损失了 30J，故整个过程克服空气阻力做功
为 60 J，则该物体落回到地面时的机械能为 60 J，从最高点落回地面的过程中重力做功为 mgH
＝90 J，故 A、C错误，B、D正确．
[答案]　BD
2. (多选)(2019·惠州市高三调研)如图所示，粗糙斜面上的轻质弹簧一端固定，另一
端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于 O点．现将物块拉到 A点后由静止释放，物
块运动到最低点 B，图中 B点未画出．下列说法正确的是(　　)
A．速度最大时，B点一定在 O点左下方
B．速度最大时，物块的位置可能在 O点左下方
C．从 A到 B的过程中，物块和弹簧的总机械能一定减少
D．从 A到 B的过程中，物块减少的机械能一定等于它克服摩擦力做的功
[解析]　弹簧处于自然长度时物块处于 O 点，所以在 O 点时弹簧弹力为零，物块从 A
向 B运动的过程中，受重力、支持力、弹簧的弹力和滑动摩擦力作用，当受力平衡时物块的

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速度最大，由于摩擦力平行斜面向上，所以当弹力和重力沿斜面的分力之和大小等于摩擦力
时，速度最大，由于不知道物块重力沿斜面方向的分力与摩擦力的大小关系，故无法判断弹
簧此时是处于伸长还是压缩状态，即 B点可能在 O点，也可能在 O点左下方，也可能在 O点
右上方，A 错误，B 正确；从 A 到 B 的过程中，滑动摩擦力一直做负功，故物块和弹簧组成
的系统机械能减少，C正确；从 A到 B的过程中，根据能量守恒定律，当弹簧的弹性势能增
加时，物块减少的机械能大于它克服摩擦力做的功，D错误．
[答案]　BC
3. (多选)(2019·安徽省示范高中联考)如图所示，静止在光滑水平面上的木板，右端
有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连，木板质量 M＝6 kg，质量 m＝2 kg的铁块以水平速
度 v0＝12 m/s 从木板的左端沿板面向右滑行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好停在木板的
左端，则下列说法中正确的是(　　)
A．铁块和木板最终共同以 3 m/s的速度向右做匀速直线运动
B．运动过程中弹簧的最大弹性势能为 54 J
C．运动过程中铁块与木板因摩擦而产生的热量为 54 J
D．运动过程中铁块与木板因摩擦而产生的热量为 108 J
[解析]　设最终铁块与木板的共同速度大小为 v，铁块相对木板向右运动时，滑动的最
大路程为 L，滑动摩擦力大小为 f.取向右为正方向，根据系统动量守恒可知 mv0＝(M＋m)v，
解得 v＝3 m/s，方向向右，所以铁块和木板最终共同以 3 m/s的速度向右做匀速直线运动，
A正确．铁块相对于木板向右运动，铁块与木板的速度相同时弹簧的弹性势能最大，由动量
守恒定律知此时两者的速度也为 v＝3m/s，根据能量守恒定律，铁块相对于木板向右运动过
程，有
1
2
mv20＝fL＋
1
2
(M＋m)v2＋Ep，铁块相对于木板运动的整个过程有，
1
2
mv20＝2fL＋
1
2
(M＋
m)v2，联立解得弹簧的最大弹性势能 Ep＝54 J、fL＝54 J，B正确．由功能关系知，运动过
程中铁块与木板因摩擦而产生的热量...