2019高中物理 第七章 机械能守恒定律 10 能量守恒定律与能源习题 新人教版必修2.doc

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1、11010 能量守恒定律与能源能量守恒定律与能源对点训练知识点一 对能量守恒定律的理解 1(多选)行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明 亮的光焰；降落伞在空中匀速下降上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( ) A物体克服阻力做功 B物体的动能转化为其他形式的能量 C物体的势能转化为其他形式的能量 D物体的机械能转化为其他形式的能量 2出行是人们工作、生活中必不可少的环节，出行的工具五花八门，使用的能源也各 不相同自行车、电动自行车、普通汽车消耗能量的类型分别是( ) 生物能 核能 电能 太阳能 化学能 AB CD知识点二 能量守恒定律的综合应用 3关于能量和能源

2、，下列说法中正确的是( ) A能量在转化或转移过程中，其总量有可能增加 B能量在转化或转移过程中，其总量会不断减少 C能量在转化或转移过程中，其总量保持不变，故节约能源没有必要 D能量在转化或转移过程中，其总量保持不变，但现有可利用的能源有限，故必须节 约能源 4有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度，他的办法是：关好房间的门窗，然后 打开冰箱的所有门让冰箱运转若不考虑房间内、外热量的传递，则开机后，室内的温度 将( ) A有所升高 B保持不变 C开机时降低，停机时又升高 D开机时升高，停机时降低 5如图 L7101 甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t0 时刻，将一 金属小球从弹簧正

3、上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后 又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复通过安装在弹簧下端的压力传 感器，测出这一过程弹簧弹力 F 随时间 t 变化的图像如图乙所示，则( )图 L7101 At1时刻小球动能最大 Bt2时刻小球动能最大 Ct2t3这段时间内，小球的动能先增加后减少 Dt2t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能2图 L7102 6一质量均匀分布、不可伸长的绳索重为 G，A、B 两端固定在天花板上，如图 L7102 所示现在最低点 C 处施加一竖直向下的力，将最低点缓慢拉至 D 点在此过 程中，绳的重心位置( ) A逐渐升高

4、 B逐渐降低 C先降低后升高 D始终不变知识点三 力学中功能关系的应用 7关于功和能，下列说法正确的是( ) A功就是能，功可以转化为能 B做功越多，物体的能越多 C能量转化中，做的功越多，能量转化越多 D功是物体能量的量度 8(多选)如图 L7103 所示，楔形木块 abc 固定在水平面上，粗糙斜面 ab 和光滑 斜面 bc 与水平面的夹角相同，顶角 b 处安装一定滑轮质量分别为 M、m(Mm)的滑块， 通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行两滑块由静止释放后，沿斜面做 匀加速运动若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中( )图 L7103 A两滑块组成的系统机械能守恒

5、B重力对质量为 M 的滑块做的功等于质量为 M 的滑块动能的增加量 C轻绳对质量为 m 的滑块做的功等于质量为 m 的滑块机械能的增加量 D两滑块组成的系统损失的机械能等于质量为 M 的滑块克服摩擦力做的功 9(多选)如图 L7104 所示，将一轻弹簧固定在倾角为 30的斜面底端，现用一 质量为 m 的物体将弹簧压缩至 A 点并锁定弹簧，解除锁定后，物体将沿斜面上滑，物体在 运动过程中所能到达的最高点 B 距 A 点的竖直高度为 h，物体离开弹簧后沿斜面向上运动 的加速度大小等于重力加速度 g.下列说法正确的是( )图 L7104 A弹簧的最大弹性势能为 mgh B物体从 A 点运动到 B 点

6、的过程中系统损失的机械能为 mgh C物体的最大动能等于弹簧的最大弹性势能 D物体最终静止在 B 点 10某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意图如图 L7105 所示，皮带在电动机 的带动下保持 v1m/s 的恒定速度向右运动，现将一质量为 m2kg 的邮件轻放在皮带上， 邮件和皮带间的动摩擦因数 0.5.设皮带足够长，g 取 10m/s2，在邮件与皮带发生相对 滑动过程中，求：3(1)邮件滑动的时间 t； (2)邮件对皮带所做的功 W； (3)皮带与邮件摩擦产生的热量 Q.图 L7105综合拓展 11山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动一滑雪坡由 AB 和 BC 组成，AB 是倾角为 37的斜坡

7、，BC 是半径为 R5m 的圆弧面，圆弧面和斜坡相切于 B，与水平面相切于 C，如图 L7106 所示，A、B 竖直高度差 h5m，运动员连同滑雪装备总质量为 80kg， 从 A 点由静止滑下通过 C 点(不计空气阻力和轨道的摩擦阻力，g 取 10m/s2，sin37 0.6，cos370.8)求： (1)运动员到达 B 点的速度大小； (2)运动员经过 C 点时，轨道受到的压力大小图 L7106 12一小物体以 Ek1100J 的初动能滑上斜面，当动能减少 Ek80J 时，机械能减少 E32J，则当物体滑回原出发点时动能为多少？13以 v020m/s 的初速度从地面竖直向上抛出一个质量为 m

8、5kg 的物体，物体落回 地面时的速度大小为 v10m/s.如果物体在运动过程中所受阻力的大小不变，且和地面碰 后不再反弹，以地面为零势能面，g 取 10m/s2，求： (1)物体运动过程中所受阻力的大小； (2)物体在离地面多高处，物体的动能与重力势能相等 1AD 解析三个物体运动过程中都受到阻力，汽车主要是制动阻力，流星、降落伞 是空气阻力，因而物体都克服阻力做功，故选项 A 正确；三个物体运动过程中，汽车是动 能转化成了内能，流星、降落伞是重力势能转化成其他形式的能，总之都是物体的机械能 转化为其他形式的能量，故选项 D 正确 2B 解析自行车行驶时要消耗人的生物能，电动自行车行驶时要消

9、耗电能，普通 汽车行驶时要消耗燃料的化学能 3D 4A 解析冰箱压缩机虽然制冷，但压缩机的电机有电流流过，会产生热量，即消 耗电能，产生了内能，且房间与外界没有能量交换，所以室内的温度会升高，故选项 A 正 确 5C 解析0t1时间内，小球做自由落体运动，故弹簧弹力为零t1t2时间内， 小球压缩弹簧，当弹力等于重力时，小球速度最大，在此时刻之前，小球做加速度减小的 加速运动，之后做加速度增加的减速运动，t2时刻减速到零t2t3时间内，小球向上先 加速运动后减速运动故 A、B、C 三选项中，只有 C 项正确t2t3时间内弹簧减少的弹 性势能转化为小球增加的动能和重力势能之和，故 D 项错误 6A

10、 解析从外力做功引起绳索重力势能的变化进行分析，外力对绳索做功，绳索4的机械能增加，由于绳索的动能不变，增加的必是重力势能，故重心升高，选项 A 正确 7C 解析功和能不是一个概念，功是能量转化的量度，做功越多，说明能量转化 越多，应注意功不是能量的量度 8CD 解析因为 Mm，斜面倾角相同，所以质量为 M 的滑块沿斜面下降，质量为 m 的滑块沿斜面上升斜面 ab 粗糙，所以对质量为 M 的滑块有沿斜面向上的摩擦力，两滑块 组成的系统机械能不守恒，A 错误；对于质量为 M 的滑块，重力、摩擦力、绳子的拉力做 的总功等于其动能的增加量，B 错误；对于质量为 m 的滑块，绳子拉力做的功是除了重力

11、以外其他力的功，故等于其机械能的增加量，C 正确；对于两滑块组成的系统，质量为 M 的滑块受到的沿斜面向上的摩擦力做的功是除了重力和弹力以外其他力的功，等于系统机 械能的减少量，D 正确 9BD 解析物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度 g，由牛 顿第二定律得，物体所受沿斜面向下的合力 Fmg，而重力沿斜面向下的分力为 mgsin30 0.5mg，可知物体一定受到沿斜面向下的摩擦力 f0.5mg，克服摩擦力做功等于物体从A 点运动到 B 点的过程中系统损失的机械能，Wffmgh，B 正确；根据能量守恒h sin30定律可知，在物块上升到最高点的过程中，弹性势能变为物体的重力势

12、能和内能，故弹簧 的最大弹性势能应大于 mgh，A 错误；物体动能最大时，加速度为零，此时物体一定沿斜面 向上移动了一定距离，故系统损失了一部分机械能，且弹簧未恢复原长，仍有部分弹性势 能，所以物体的最大动能小于弹簧的最大弹性势能，C 错误；由于物体到达 B 点后，瞬时 速度为零，此后摩擦力方向沿斜面向上，与重力沿斜面向下的分力相抵消，物体将静止在 B 点，D 正确 10(1)0.2s (2)2J (3)1J 解析 (1)设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为 F，则 Fmg由牛顿第二定律可得，邮件的加速度 a g5m/sF m由匀变速直线运动规律 vat，可得 t 0.2

13、s.v a(2)邮件与皮带发生相对滑动过程中，设皮带相对地面的位移为 s，则 svt 摩擦力对皮带做的功 WFs 联立解得 W2J.(3)在 t0.2s 内，皮带与邮件的相对位移为 xvt at20.1m1 2皮带与邮件摩擦产生的热量 Qmgx 解得 Q1J. 11(1)10m/s (2)2720N解析 (1) 运动员从 A 到 B 机械能守恒，则 mgh mv1 22 B解得 vB10m/s.(2)运动员从 A 到 C 机械能守恒，则 mghR(1cos) mv1 22 C运动员经过 C 点时，由牛顿第二定律有 Nmg联立解得 N2720N5由牛顿第三定律知，NN2720N. 1220J 解

14、析设斜面倾角为 ，滑动摩擦力为 F，动能减少 80J 时位移为 l1，根据功能关系， 动能减少量等于合外力做的功，即 Ek(mgsinF)l1 机械能减少量等于克服除重力以外的力(此题中即为 F)所做的功，即 EFl1 设物体从斜面底端到最高点位移为 l2 则动能的减少量为 100J，即 Ek1(mgsinF)l2 设机械能的减少量为 WF，即为上滑过程中克服滑动摩擦力所做的总功，有 WFFl2 综合有，所以 WF40J80 32100 WF上滑及下滑过程中滑动摩擦力都做负功，且数值相等，所以往返过程摩擦力做负功总 和为 WF 总2WF80J 物体回到原出发点时的动能为 Ek2，由动能定理得

15、WF 总Ek1Ek2，得 Ek220J. 13(1)30N (2)7.69m 或 3.57m 解析 (1)设物体所受阻力的大小为 Ff，上升的最大高度为 H，则由动能定理可得：上升过程：(mgFf)H0 mv1 22 0下降过程：(mgFf)H mv201 2由以上两式可解得 Ff mg 510N30N.3 53 5(2)设物体上升到距地面 h1处时，其动能与重力势能相等，则由动能定理得(mgFf)h1 mv mv mgh1 mv1 22 11 22 01 22 0所以有：h1mm7.69m1 2 5 2022 5030100 13设物体下降到距地面 h2处时，其动能与重力势能相等，则由动能定理得(mgFf)(Hh2) mv 0mgh21 22 2所以有：h2mm3.57m1 2mv2 2mgFf1 2 5 1022 503025 7所以物体在离地面 7.69m 或 3.57m 高处时，其动能与重力势能相等