高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 10 能量守恒定律與能源習(xí)題 新人教版必修2

1、10能量守恒定律與能源對點(diǎn)訓(xùn)練知識點(diǎn)一對能量守恒定律的理解1(多選)行駛中的汽車制動后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程是()a物體克服阻力做功b物體的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量c物體的勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量d物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量2出行是人們工作、生活中必不可少的環(huán)節(jié)，出行的工具五花八門，使用的能源也各不相同自行車、電動自行車、普通汽車消耗能量的類型分別是()生物能核能電能太陽能化學(xué)能abcd知識點(diǎn)二能量守恒定律的綜合應(yīng)用3關(guān)于能量和能源，下列說法中正確的是()a能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，其總量有可能增加

2、b能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，其總量會不斷減少c能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，其總量保持不變，故節(jié)約能源沒有必要d能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，其總量保持不變，但現(xiàn)有可利用的能源有限，故必須節(jié)約能源4有人設(shè)想在夏天用電冰箱來降低房間的溫度，他的辦法是：關(guān)好房間的門窗，然后打開冰箱的所有門讓冰箱運(yùn)轉(zhuǎn)若不考慮房間內(nèi)、外熱量的傳遞，則開機(jī)后，室內(nèi)的溫度將()a有所升高b保持不變c開機(jī)時降低，停機(jī)時又升高d開機(jī)時升高，停機(jī)時降低5如圖l7101甲所示，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，

3、如此反復(fù)通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力f隨時間t變化的圖像如圖乙所示，則()圖l7101at1時刻小球動能最大bt2時刻小球動能最大ct2t3這段時間內(nèi)，小球的動能先增加后減少dt2t3這段時間內(nèi)，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能圖l71026一質(zhì)量均勻分布、不可伸長的繩索重為g，a、b兩端固定在天花板上，如圖l7102所示現(xiàn)在最低點(diǎn)c處施加一豎直向下的力，將最低點(diǎn)緩慢拉至d點(diǎn)在此過程中，繩的重心位置()a逐漸升高b逐漸降低c先降低后升高d始終不變知識點(diǎn)三力學(xué)中功能關(guān)系的應(yīng)用7關(guān)于功和能，下列說法正確的是()a功就是能，功可以轉(zhuǎn)化為能b做功越多，物體的能越多c能量轉(zhuǎn)化

4、中，做的功越多，能量轉(zhuǎn)化越多d功是物體能量的量度8(多選)如圖l7103所示，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪質(zhì)量分別為m、m(mm)的滑塊，通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運(yùn)動若不計滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運(yùn)動的過程中()圖l7103a兩滑塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒b重力對質(zhì)量為m的滑塊做的功等于質(zhì)量為m的滑塊動能的增加量c輕繩對質(zhì)量為m的滑塊做的功等于質(zhì)量為m的滑塊機(jī)械能的增加量d兩滑塊組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于質(zhì)量為m的滑塊克服摩擦力做的功9(多選)如圖l7104所示，將

5、一輕彈簧固定在傾角為30°的斜面底端，現(xiàn)用一質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至a點(diǎn)并鎖定彈簧，解除鎖定后，物體將沿斜面上滑，物體在運(yùn)動過程中所能到達(dá)的最高點(diǎn)b距a點(diǎn)的豎直高度為h，物體離開彈簧后沿斜面向上運(yùn)動的加速度大小等于重力加速度g.下列說法正確的是()圖l7104a彈簧的最大彈性勢能為mghb物體從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為mghc物體的最大動能等于彈簧的最大彈性勢能d物體最終靜止在b點(diǎn)10某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意圖如圖l7105所示，皮帶在電動機(jī)的帶動下保持v1m/s的恒定速度向右運(yùn)動，現(xiàn)將一質(zhì)量為m2kg的郵件輕放在皮帶上，郵件和皮帶間的動摩擦因數(shù)0.5.

6、設(shè)皮帶足夠長，g取10m/s2，在郵件與皮帶發(fā)生相對滑動過程中，求：(1)郵件滑動的時間t；(2)郵件對皮帶所做的功w；(3)皮帶與郵件摩擦產(chǎn)生的熱量q.圖l7105綜合拓展11山地滑雪是人們喜愛的一項(xiàng)體育運(yùn)動一滑雪坡由ab和bc組成，ab是傾角為37°的斜坡，bc是半徑為r5m的圓弧面，圓弧面和斜坡相切于b，與水平面相切于c，如圖l7106所示，a、b豎直高度差h5m，運(yùn)動員連同滑雪裝備總質(zhì)量為80kg，從a點(diǎn)由靜止滑下通過c點(diǎn)(不計空氣阻力和軌道的摩擦阻力，g取10m/s2，sin37°0.6，cos37°0.8)求：(1)運(yùn)動員到達(dá)b點(diǎn)的速度大??；(2)運(yùn)動

7、員經(jīng)過c點(diǎn)時，軌道受到的壓力大小圖l710612一小物體以ek1100j的初動能滑上斜面，當(dāng)動能減少ek80j時，機(jī)械能減少e32j，則當(dāng)物體滑回原出發(fā)點(diǎn)時動能為多少？13以v020m/s的初速度從地面豎直向上拋出一個質(zhì)量為m5kg的物體，物體落回地面時的速度大小為v10m/s.如果物體在運(yùn)動過程中所受阻力的大小不變，且和地面碰后不再反彈，以地面為零勢能面，g取10m/s2，求：(1)物體運(yùn)動過程中所受阻力的大小；(2)物體在離地面多高處，物體的動能與重力勢能相等1ad解析三個物體運(yùn)動過程中都受到阻力，汽車主要是制動阻力，流星、降落傘是空氣阻力，因而物體都克服阻力做功，故選項(xiàng)a正確；三個物體運(yùn)

8、動過程中，汽車是動能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，流星、降落傘是重力勢能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，總之都是物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，故選項(xiàng)d正確2b解析自行車行駛時要消耗人的生物能，電動自行車行駛時要消耗電能，普通汽車行駛時要消耗燃料的化學(xué)能3d4a解析冰箱壓縮機(jī)雖然制冷，但壓縮機(jī)的電機(jī)有電流流過，會產(chǎn)生熱量，即消耗電能，產(chǎn)生了內(nèi)能，且房間與外界沒有能量交換，所以室內(nèi)的溫度會升高，故選項(xiàng)a正確5c解析0t1時間內(nèi)，小球做自由落體運(yùn)動，故彈簧彈力為零t1t2時間內(nèi)，小球壓縮彈簧，當(dāng)彈力等于重力時，小球速度最大，在此時刻之前，小球做加速度減小的加速運(yùn)動，之后做加速度增加的減速運(yùn)動，t2時刻減速到零t2t3時間內(nèi)

9、，小球向上先加速運(yùn)動后減速運(yùn)動故a、b、c三選項(xiàng)中，只有c項(xiàng)正確t2t3時間內(nèi)彈簧減少的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球增加的動能和重力勢能之和，故d項(xiàng)錯誤6a解析從外力做功引起繩索重力勢能的變化進(jìn)行分析，外力對繩索做功，繩索的機(jī)械能增加，由于繩索的動能不變，增加的必是重力勢能，故重心升高，選項(xiàng)a正確7c解析功和能不是一個概念，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功越多，說明能量轉(zhuǎn)化越多，應(yīng)注意功不是能量的量度8cd解析因?yàn)閙>m，斜面傾角相同，所以質(zhì)量為m的滑塊沿斜面下降，質(zhì)量為m的滑塊沿斜面上升斜面ab粗糙，所以對質(zhì)量為m的滑塊有沿斜面向上的摩擦力，兩滑塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，a錯誤；對于質(zhì)量為m的滑塊，重力

10、、摩擦力、繩子的拉力做的總功等于其動能的增加量，b錯誤；對于質(zhì)量為m的滑塊，繩子拉力做的功是除了重力以外其他力的功，故等于其機(jī)械能的增加量，c正確；對于兩滑塊組成的系統(tǒng)，質(zhì)量為m的滑塊受到的沿斜面向上的摩擦力做的功是除了重力和彈力以外其他力的功，等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量，d正確9bd解析物體離開彈簧后沿斜面向上運(yùn)動的加速度大小等于重力加速度g，由牛頓第二定律得，物體所受沿斜面向下的合力fmg，而重力沿斜面向下的分力為mgsin30°0.5mg，可知物體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體從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能，wffmgh，b正確；根據(jù)能量守

11、恒定律可知，在物塊上升到最高點(diǎn)的過程中，彈性勢能變?yōu)槲矬w的重力勢能和內(nèi)能，故彈簧的最大彈性勢能應(yīng)大于mgh，a錯誤；物體動能最大時，加速度為零，此時物體一定沿斜面向上移動了一定距離，故系統(tǒng)損失了一部分機(jī)械能，且彈簧未恢復(fù)原長，仍有部分彈性勢能，所以物體的最大動能小于彈簧的最大彈性勢能，c錯誤；由于物體到達(dá)b點(diǎn)后，瞬時速度為零，此后摩擦力方向沿斜面向上，與重力沿斜面向下的分力相抵消，物體將靜止在b點(diǎn)，d正確10(1)0.2s(2)2j(3)1j解析 (1)設(shè)郵件放到皮帶上與皮帶發(fā)生相對滑動過程中受到的滑動摩擦力為f，則fmg由牛頓第二定律可得，郵件的加速度ag5m/s由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律vat，

12、可得t0.2s.(2)郵件與皮帶發(fā)生相對滑動過程中，設(shè)皮帶相對地面的位移為s，則svt摩擦力對皮帶做的功wfs聯(lián)立解得w2j.(3)在t0.2s內(nèi)，皮帶與郵件的相對位移為xvtat20.1m皮帶與郵件摩擦產(chǎn)生的熱量qmgx解得q1j.11(1)10m/s(2)2720n解析 (1) 運(yùn)動員從a到b機(jī)械能守恒，則mghmv解得vb10m/s.(2)運(yùn)動員從a到c機(jī)械能守恒，則mghr(1cos)mv運(yùn)動員經(jīng)過c點(diǎn)時，由牛頓第二定律有nmg聯(lián)立解得n2720n由牛頓第三定律知，nn2720n.1220j解析設(shè)斜面傾角為，滑動摩擦力為f，動能減少80j時位移為l1，根據(jù)功能關(guān)系，動能減少量等于合外力

13、做的功，即ek(mgsinf)l1機(jī)械能減少量等于克服除重力以外的力(此題中即為f)所做的功，即efl1設(shè)物體從斜面底端到最高點(diǎn)位移為l2則動能的減少量為100j，即ek1(mgsinf)l2設(shè)機(jī)械能的減少量為wf，即為上滑過程中克服滑動摩擦力所做的總功，有wffl2綜合有，所以wf40j上滑及下滑過程中滑動摩擦力都做負(fù)功，且數(shù)值相等，所以往返過程摩擦力做負(fù)功總和為wf總2wf80j物體回到原出發(fā)點(diǎn)時的動能為ek2，由動能定理得wf總ek1ek2，得ek220j.13(1)30n(2)7.69m或3.57m解析 (1)設(shè)物體所受阻力的大小為ff，上升的最大高度為h，則由動能定理可得：上升過程：(mgff)h0mv下降過程：(mgff)hmv20由以上兩式可解得ffmg×5×10n30n.(2)設(shè)物體上升到距地面h1處時，其動能與重力勢能相等，則由動能定理得(mgff)h1mvmvmgh1mv所以有：h1mm7.69m設(shè)物體下降到距地面h2處時，其動能與重力勢能相等，則由動能定理得(mgff)(hh2)mv0mgh2所以有：h2mm3.57m所以物體在離地面7.