力学中功能关系的理解和应用
[方法点拨] (1)做功的过程就是能量转化的过程.功是能量转化的量度.(2)功与能量的变化是“一一对应”的,如重力做功对应重力势能的变化,合外力做功对应动能的变化等.
1.(2018·河南省八校第二次测评)一物体仅受重力和竖直向上的拉力作用,沿竖直方向向上做减速运动.此过程中物体速度的平方和上升高度的关系如图1所示.若取h=0处为重力势能零势能面,则此过程中物体的机械能随高度变化的图象可能正确的是( )
图1
2.(2018·河北省唐山市一模)2018年2月13日,平昌冬奥会单板滑雪女子U型场地决赛中,我国选手刘佳宇荣获亚军,为我国夺得首枚奖牌.如图2为U型池模型,其中A、B为U型池两侧边缘,C为U型池最低点,U型池轨道各处粗糙程度相同.一小球在池边高h处自由下落由左侧进入池中,从右侧飞出后上升的最大高度为,下列说法正确的是( )
图2
A.小球再次进入池中后,能够冲出左侧边缘A然后返回
B.小球再次进入池中后,刚好到达左侧边缘A然后返回
C.由A到C过程与由C到B过程相比,小球损耗的机械能相同
D.由A到C过程与由C到B过程相比,前一过程小球损耗的机械能较小
3.(多选)(2018·四川省泸州市一检)如图3所示,固定斜面倾角为θ,在斜面底端固定一个轻质弹簧,弹簧上端连接一个可视为质点的、质量为m的物块,O点是弹簧处于原长状态时上端的位置,物块静止时位于A点.斜面上另外有B、C、D三点,AO=OB=BC=CD=l,其中B点下方斜面光滑,BD段粗糙,物块与斜面BD段间的动摩擦因数为μ=tanθ,重力加速度为g.物块静止时弹簧的弹性势能为E,用外力将物块拉到D点由静止释放,第一次经过O点时的速度大小为v,已知弹簧始终在弹性限度内,则下列说法正确的是( )
图3
A.物块从D点向下运动到A点的过程中,最大加速度大小为2gsinθ
B.物块最后停在B点
C.物块在D点时的弹性势能为-mglsinθ
D.物块运动的全过程中因摩擦产生的热量为+mglsinθ-E
4.如图4所示,A、B、C三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动.A由静止释放;B的初速度方向沿斜面向下,大小为v0;C的初速度方向沿水平方向,大小也为v0.斜面足够大,A、B、C运动过程中不会相碰.下列说法正确的是( )
图4
A.A和C将同时滑到斜面底端
B.滑到斜面底端时,B的动能最大
C.滑到斜面底端时,C的重力势能减少最多
D.滑到斜面底端时,B的机械能减少最多