(浙江選考)高考物理一輪復(fù)習(xí)第5章機(jī)械能第4講能量守恒定律與能源學(xué)案

1、1 第 4 講能量守恒定律與能源 知識(shí)排查 1. 功是能量轉(zhuǎn)化的量度，即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。 2. 做功的過(guò)程一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，而且能量的轉(zhuǎn)化必須通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)。 1， 1 能源 1. 侄反k 可吐被利用的能賦祈源 常嶷能障:煤，心油.大娓飛尊 2. 能量耗散 (i) 定義：在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能流散到周圍環(huán)境中，我們無(wú)法把這 些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用，這種現(xiàn)象叫做能量的耗散。 (2) 能量耗散帶來(lái)的問(wèn)題：一是可利用的能源越來(lái)越少，造成能源危機(jī)；二是使環(huán)境吸收的 耗散能量越來(lái)越多，造成環(huán)境污染，溫度升高。 、，；1 能量守恒定律 1. 內(nèi)容：能量既不會(huì)消滅，也

2、不會(huì)創(chuàng)生。 它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物 體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不 _ 2. 表達(dá)式： E減減=4 E增增。 小題速練 1. 思考判斷 (1) 物體在速度增大時(shí)，其機(jī)械能可能在減小 ( ) (2) 摩擦力在做功時(shí)，機(jī)械能一定會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化 ( ) (3) 能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過(guò)程中，其總量會(huì)不斷減少 ( ) (4) 既然能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過(guò)程中是守恒的，故沒(méi)有必要節(jié)約能源 ( ) 節(jié)約可利用能源的目的是為了減少污染排放 ( ) (6) 滑動(dòng)摩擦力做功時(shí)，一定會(huì)引起機(jī)械能的轉(zhuǎn)化 ( ) (7) 一個(gè)物體的能量增加，必定有別的物體能量減少 ( ) 答案 (

3、1) V (2) X (3) X X (5) X V (7) V 2. 有人設(shè)想在夏天用電冰箱來(lái)降低房間的溫度。 他的辦法是：關(guān)好房間的門窗，然后打開(kāi)冰 箱的所有門讓冰箱運(yùn)轉(zhuǎn)，且不考慮房間內(nèi)外熱量的傳遞。則開(kāi)機(jī)后，室內(nèi)的溫度將 ( ) A. 升高雙基過(guò)關(guān) 靳能源:風(fēng)莊.山陽(yáng)龍.低陸斧 i走走 2 B. 保持不變 C. 開(kāi)機(jī)時(shí)降低，停機(jī)時(shí)升高 D. 開(kāi)機(jī)時(shí)升高，停機(jī)時(shí)降低 解析 電冰箱的壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，室內(nèi)的溫度將升高。 答案 A 考盍突 0S : ! 研迅再點(diǎn):檢心突蛾 用產(chǎn) n功能關(guān)系能源 1. 力學(xué)中常見(jiàn)的功能關(guān)系 m卜功是罷第轉(zhuǎn)化的啟度里更化| Wr = E 墮力勢(shì)能

4、 V - - 1： - 變化AE. Fz飛勺= 系統(tǒng)內(nèi)能變化 阻力做功申 2.應(yīng)用功能關(guān)系解決具體問(wèn)題應(yīng)注意以下三點(diǎn) (1) 若只涉及動(dòng)能的變化用動(dòng)能定理。 (2) 只涉及重力勢(shì)能的變化，用重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系分析。 (3) 只涉及機(jī)械能變化，用除重力和彈簧的彈力之外的力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系分析。 【典例】 如圖 1 所示，人用平行于粗糙斜面的力將物體拉至斜面頂端，使物體獲得動(dòng)能, 關(guān)于人體消耗的化學(xué)能，下面說(shuō)法正確的是 ( ) ill JJ他功 憚力做功V 彈性勢(shì)能 變化3 A. 人體消耗的化學(xué)能等于物體動(dòng)能 B. 人體消耗的化學(xué)能等于物體增加的重力勢(shì)能圖 1 4 C. 人體消耗的

5、化學(xué)能等于物體增加的機(jī)械能 D. 人體消耗的化學(xué)能大于物體增加的機(jī)械能 解析 物體上升過(guò)程中，動(dòng)能和重力勢(shì)能增加， 同時(shí)由于摩擦生熱，人體消耗的化學(xué)能等于 物體機(jī)械能的增量與系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和，故選項(xiàng) D 正確。 答案 D I跟進(jìn)題組 _ 遴 1. 已知貨物的質(zhì)量為 m在某段時(shí)間內(nèi)起重機(jī)將貨物以加速度 a加速提升h,則在這段時(shí)間 內(nèi)敘述正確的是（重力加速度為g）（ ） A. 貨物的動(dòng)能一定增加 mah- mgh B. 貨物的機(jī)械能一定增加 mah C. 貨物的重力勢(shì)能一定增加 mah D. 貨物的機(jī)械能一定增加 mah mgh 解析準(zhǔn)確把握功和對(duì)應(yīng)能量變化之間的關(guān)系是解答此類問(wèn)題的關(guān)鍵， 具體

6、分析如下： 選項(xiàng) 內(nèi)容指向、聯(lián)系分析 結(jié)論 A 動(dòng)能定理， 貨物動(dòng)能的增加量等于貨物所受合外力做的功 mah 錯(cuò)誤 B 功能關(guān)系，貨物機(jī)械能的增量等于除重力以外的力做的功而不等于合外力 做的功 錯(cuò)誤 C 功能關(guān)系，重力勢(shì)能的增量等于貨物克服重力做的功 mgh 錯(cuò)誤 D 功能關(guān)系，貨物機(jī)械能的增量等于起重機(jī)拉力做的功 %g+ a) h 正確 答案 D 4 2. 質(zhì)量為m的物體由靜止開(kāi)始下落， 由于空氣阻力影響， 物體下落的加速度為-g,在物體下 5 落高度為h的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是 （ ） 一 4 A. 物體的動(dòng)能增加了 ”mgh 4 B. 物體的機(jī)械能減少了 ”mgh 4 C. 物體克服阻

7、力所做的功為 mgh 一 4 D. 物體的重力勢(shì)能減少了 5mgh 解析 下落階段，物體受重力和空氣阻力，由動(dòng)能定理 W/=A云，即mgh- Ff h=A E, Ff = 5 4 1 4 mg- 5mg= mg可求A H = mgh選項(xiàng) A 正確；機(jī)械能減少量等于克服阻力所做的功 W Ff h 1 一 一 一 一 一 一 一 =5mgh選項(xiàng) B、C 錯(cuò)誤；重力勢(shì)能的減少量等于重力做的功 巳=mgh選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。 答案 A 3. 如圖 2 所示，木塊放在光滑水平面上，一顆子彈水平射入木塊中，受到阻力為 度為d,此過(guò)程木塊位移為 s，下列說(shuō)法中不正確的是( ) -_ JE _ 丄_ J 一f 1

8、 H |i o： 圖 2 A. 子彈損失的動(dòng)能為f(s + d) B. 木塊增加的動(dòng)能為fs C. 子彈動(dòng)能的減少等于木塊動(dòng)能的增加 D. 子彈、木塊系統(tǒng)總機(jī)械能的損失為 fd 解析 對(duì)子彈用動(dòng)能定理得f(s + d) = A Ec,故子彈損失的動(dòng)能為 f(s + d), A 正確；對(duì)木 塊用動(dòng)能定理得fs = A Ek,木塊獲得動(dòng)能為fs , B 正確；子彈減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為木塊增加的 動(dòng)能和系統(tǒng)增加的內(nèi)能，故子彈動(dòng)能的減少大于木塊動(dòng)能的增加， C 錯(cuò)誤；系統(tǒng)損失的機(jī)械 能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生的內(nèi)能 Q= fd，故 D 正確。 答案 C 能量守恒定律的理解及應(yīng)用 1. 對(duì)能量守恒定律的理解 (1) 轉(zhuǎn)化

9、：某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相 等。 (2) 轉(zhuǎn)移：某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量相等。 2. 涉及彈簧的能量問(wèn)題應(yīng)注意：如果只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒。 3. 能量守恒定律解題思路 - 確進(jìn)腑、慮戀 井析狀泰變化過(guò)過(guò)理分 - 哪沖股式的能呈敲 、嘟?jīng)_庁式的龍峨增胸 催論的減水吐峙能孑恒定 - 的增加寸一定柑耳刊方用 MJ W 【典例 1】(2018 溫州模擬)蹦極是一項(xiàng)既驚險(xiǎn)又刺激的運(yùn)動(dòng)，深受年輕人的喜愛(ài)。如圖 3 所示，蹦極者從 P點(diǎn)由靜止跳下，到達(dá) A處時(shí)彈性繩剛好伸直，繼續(xù)下降到最低點(diǎn) B處,

10、 B離水面還有數(shù)米距離。蹦極者 (視為質(zhì)點(diǎn))在其下降的整個(gè)過(guò)程中，重力勢(shì)能的減少量為Af，射入深 6 E, 繩的彈性勢(shì)能的增加量為 巳，克服空氣阻力做的功為 W,則下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 蹦極者從P到A的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械能守恒 B. 蹦極者與繩組成的系統(tǒng)從 A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械能守恒 C. E= WPA E2 D. A E+A E2 = W 解析 蹦極者從P到A及從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于有空氣阻力做功，所以機(jī)械能減少, 選項(xiàng) A、B錯(cuò)誤；整個(gè)過(guò)程中重力勢(shì)能的減少量等于繩的彈性勢(shì)能增加量和克服空氣阻力做 功之和，即 A Ei = W+A已，選項(xiàng) C 正確，D 錯(cuò)誤。 答案 C 【典例

11、 2】 如圖 4 所示，光滑水平面 AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在 B點(diǎn)相切，半圓形導(dǎo) 軌的半徑為R。一個(gè)質(zhì)量為 m的物體將彈簧壓縮至 A點(diǎn)后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲 得某一向右的速度后脫離彈簧，當(dāng)它經(jīng)過(guò) B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌的瞬間對(duì)軌道的壓力為其重力的 8 （1）物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能; 物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能。 2 VB 解析 （1）設(shè)物體在B點(diǎn)的速度為VB,所受彈力為FNB,則有FNB- mg= mR 又 FNB= 8 mg 由能量轉(zhuǎn)化與守恒可知： 1 2 7 彈性勢(shì)能EP= gmv gmgR 設(shè)物體在C點(diǎn)的速度為VC,由題意可知 2 VC 倍，之圖 3 7 mg= m

12、物體由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，由能量守恒得 1 2 1 2 Q= 2mv 2myc- mg-2 R 解得Q= mgR 7 答案（1） mgR mgR |跟進(jìn)題組 _ 練誘 1. (2018 11 月浙江選考)如圖 5 所示，在地面上豎直固定了刻度尺和輕質(zhì)彈簧，彈簧原長(zhǎng) 時(shí)上端與刻度尺上的 A點(diǎn)等高，質(zhì)量 m= 0.5 kg 的籃球靜止在彈簧正上方，底端距 A點(diǎn)的高 度h1 = 1.10 m,籃球靜止釋放測(cè)得第一次撞擊彈簧時(shí)，彈簧的最大形變量 X1= 0.15 m 第一 次反彈至最高點(diǎn)，籃球底端距 A點(diǎn)的高度h2= 0.873 m,籃球多次反彈后靜止在彈簧的上端， 此時(shí)彈簧的形變量 X2 = 0

13、.01 m，彈性勢(shì)能為 巳=0.025 J。若籃球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的空氣阻力大 小恒定，忽略籃球與彈簧碰撞時(shí)的能量損失和籃球的形變， 彈簧形變?cè)趶椥韵薅确秶鷥?nèi)。求: b h # 丿鼻F淇 K *案 圖 5 (1) 彈簧的勁度系數(shù)； (2) 籃球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的空氣阻力； (3) 籃球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的路程； (4) 籃球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度最大的位置。 解析(1)籃球靜止在彈簧上時(shí)， 有 mg- kx2= 0,解得 k= 500 N/m (2) 籃球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到第一次上升到最高點(diǎn)，由動(dòng)能定理得 mg h1 h2) f (h1 + h2 + 2xJ = 0 代入數(shù)值解得f = 0.5 N (3)

14、 設(shè)籃球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中總路程 s，由能量守恒定律得 mg m + X2) = fs + E 代入數(shù)值解得s = 11.05 m 8 (4) 球在首次下落過(guò)程中，合力為零處速度最大 速度最大時(shí)彈簧形變量為 X3 mg- f kx3 = 0 在A點(diǎn)下方，離 A點(diǎn)X3= 0.009 m 答案 (1)500 N/m (2)0.5 N (3)11.05 m 第一次下落至 A 點(diǎn)下方 0.009 m 處速度最大 2. 如圖 6 所示，一水平方向的傳送帶以恒定的速度 v= 2 m/s沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，傳送 帶右端固定著一光滑的四分之一圓弧面軌道，并與弧面下端相切。一質(zhì)量 mr 1 kg 的物體自 圓弧

15、面軌道的最高點(diǎn)靜止滑下，圓弧軌道的半徑 R= 0.45 m 物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因 數(shù)為口= 0.2，不計(jì)物體滑過(guò)曲面與傳送帶交接處時(shí)的能量損失， 傳送帶足夠長(zhǎng)，g= 10 m/s2, 求： (1) 物體從第一次滑上傳送帶到離開(kāi)傳送帶經(jīng)歷的時(shí)間； (2) 物體從第一次滑上傳送帶到離開(kāi)傳送帶的過(guò)程中，傳送帶對(duì)物體做的功及由于摩擦產(chǎn)生 的熱量。 1 解析(1)沿圓弧軌道下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒，設(shè)物體滑上傳送帶時(shí)的速度為 w,則mgR= 2 mv，得 V1= 3 m/s 物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的加速度 a=mg= 口 gr 2 m/s2 m , 一 V1 物體在傳送帶上向左運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t 1 = =

16、1.5 s a 2 V1 向左滑動(dòng)的最大距離 xrr = 2.25 m 2a 物體向右運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到 v時(shí)，已向右移動(dòng)的距離 2 V X1= = 1 m 2a 所用時(shí)間t2= V = 1 s，勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 a X X1 13= = 0.625 s 9 v 所以 t = 11 +12 +13 = 3.125 s。 (2)根據(jù)動(dòng)能定理，傳送帶對(duì)物體做的功 1 2 1 2 V= mv mv= 2.5 J ， 2 2 物體相對(duì)傳送帶滑過(guò)的位移10 x = + v(t i + 12) = 6.25 m , 2a 由于摩擦產(chǎn)生的熱量 Q= 口 x = 12.5 J 答案 (1)3.125 s (2) 2.

17、5 J 12.5 J 高考鏈接教材 題源：人教版必修 2 P 80 T 2 游樂(lè)場(chǎng)的過(guò)山車可以底朝上在圓軌道上運(yùn)行，游客卻不會(huì)掉下來(lái) (圖 7.9 4)。我們把這種 情形抽象為圖 7.9 5 的模型：弧形軌道的下端與豎直圓軌道相接，使小球從弧形軌道上端 滾下，小球進(jìn)入圓軌道下端后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只要h大于一定值，小球就可以順 利通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)。如果已知圓軌道的半徑為 R h至少要等于多大？不考慮摩擦等阻 力。 鏈接咼考 1. (2016 10 月浙江選考)如圖 7 所示，游樂(lè)場(chǎng)的過(guò)山車可以底朝上在豎直圓軌道上運(yùn)行， 可抽象為圖 8 的模型。傾角為 45的直軌道 AB半徑 R= 1

18、0 m 的光滑豎直圓軌道和傾角為 37的直軌道EF,分別通過(guò)水平光滑銜接軌道 BC C E平滑連接，另有水平減速直軌道 FG 與EF平滑連接，EG間的水平距離I = 40 m?，F(xiàn)有質(zhì)量 m= 500 kg 的過(guò)山車，從高 h= 40 m 處的A點(diǎn)靜止下滑，經(jīng) BCDC EF最終停在 G點(diǎn)。過(guò)山車與軌道 AB EF的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 口 1 = 0.2，與減速直軌道FG的動(dòng)摩擦因數(shù) 口 2= 0.75，過(guò)山車可視為質(zhì)點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)中不脫離軌 道，求： (1) 過(guò)山車運(yùn)動(dòng)至圓軌道最低點(diǎn) C時(shí)的速度大??； (2) 過(guò)山車運(yùn)動(dòng)至圓軌道最高點(diǎn) D時(shí)對(duì)軌道的作用力; 減速直軌道 FG的長(zhǎng)度x。(已知 sin 37

19、 = 0.6 , cos 37 = 0.8) 2 2 V Vi 圖 7 圖 8 11 解析(1)設(shè)C點(diǎn)的速度為VC,由動(dòng)能定理得：12 代入數(shù)據(jù)解之得：vc= 8 10 m/s。 (2)設(shè)D點(diǎn)速度為VD,由動(dòng)能定理得: 2 VD F+ mg= mR 聯(lián)立并代入數(shù)值解得 F= 7X 103 N。 由牛頓第三定律知，對(duì)軌道作用力為 F= 7X 103 N，方向豎直向上。 (3) 全程應(yīng)用動(dòng)能定理得 =32 m o 答案 (1)8 , 10 m/s (2)7 X 103 N (3)32 m 2. (2017 11 月浙江選考)如圖 9 甲所示是游樂(lè)園的過(guò)山車，其局部可簡(jiǎn)化為如圖乙的示意 圖，傾角e

20、= 37的兩平行傾斜軌道 BC DE的下端與水平半圓形軌道 CD順滑連接，傾斜 軌道BC的B端高度h= 24 m 傾斜軌道DE與圓弧EF相切于E點(diǎn)，圓弧EF的圓心O、水平 半圓軌道CD的圓心 Q 與A點(diǎn)在同一水平面上， DO的距離L= 20 m。質(zhì)量m= 1 000 kg 的過(guò) 山車(包括乘客)從B點(diǎn)自靜止滑下，經(jīng)過(guò)水平半圓軌道后， 滑上另一傾斜軌道，到達(dá)圓弧頂 端F時(shí)乘客對(duì)座椅的壓力為自身重力的 0.25 倍。已知過(guò)山車在BC DE段運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦 1 力與軌道對(duì)過(guò)山車的支持力成正比，比例系數(shù) 口= -，EF段摩擦力不計(jì)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程空 32 氣阻力不計(jì)。(sin 37 = 0.6，cos

21、 37 = 0.8) 甲 乙 圖 9 (1) 求過(guò)山車過(guò)F點(diǎn)時(shí)的速度大小； (2) 求從B到F整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力對(duì)過(guò)山車做的功； mgh-口 imgcos 45 h sin 45 2mC mgh 2R) 口 imgcos _ h sin 45 mgh (I x)tan 37 口 1mgcos 45 h sin 45 口 img7 (i2mgx= 0,解之得 x 13 (3) 如果過(guò)D點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)圓軌道EF段有故障，為保證乘客的安全，立即觸發(fā)制動(dòng)裝置，使過(guò)山 車不能到達(dá)EF段并保證不再下滑，則過(guò)山車受到的摩擦力至少應(yīng)多大？14 解析(1)對(duì)運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)的過(guò)山車受力分析，根據(jù)向心力公式可得 r = L

22、sin 0 代入已知數(shù)據(jù)可得 VF= 3 10 m/s (2)從B點(diǎn)到F點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理， 1 2 mgh Lsin 0 ) + WJ=可口甘0 解得 W/= 7.5 X 104 J 觸發(fā)制動(dòng)后能恰好到達(dá) E點(diǎn)對(duì)應(yīng)的摩擦力為 Ff1 Ff1 Lcos 0 mgrcos 0 = 0 gmV 未觸發(fā)制動(dòng)時(shí)，對(duì) D點(diǎn)到F點(diǎn)的過(guò)程，有 口 mcpos 0Lcos 0 mgr= 2mV- jmV Ff1 =務(wù)務(wù) 103 N = 4.6 X 103 16 要使過(guò)山車停在傾斜軌道上的摩擦力為 F2 3 Fr2= m i n 0 = 6X 10 N 綜合考慮兩式，得 Ffm= 6 X 103 N 答案 (1)

23、3 10 m/s (2) 7.5 X 104 J (3)6.0 X 103 N 活頁(yè)作業(yè) (時(shí)間：30 分鐘) A 組基礎(chǔ)過(guò)關(guān) 1. 下列哪些現(xiàn)象屬于能量的耗散 ( ) A. 利用水流能發(fā)電產(chǎn)生電能 B. 電能在燈泡中變成光能 C. 電池的化學(xué)能變成電能 D. 火爐把屋子烤暖 解析 能量耗散主要指其他形式的能量最終轉(zhuǎn)化為環(huán)境的內(nèi)能后， 用。 答案 D 2. 關(guān)于能源的開(kāi)發(fā)和利用，下列觀點(diǎn)不正確的是 ( ) A. 能源是有限的，無(wú)節(jié)制地使用常規(guī)能源，是一種盲目的短期行為 B. 根據(jù)能量守恒定律，能源是取之不盡、用之不竭的 C. 能源的開(kāi)發(fā)和利用，必須同時(shí)考慮其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響 由兩式得 不能再被

24、收集起來(lái)重新利 m 0.25 mg= 2 15 D. 不斷開(kāi)發(fā)新能源，是緩解能源危機(jī)、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的重要途徑 解析 在能源的利用過(guò)程中， 雖然能量的數(shù)量并未減少， 但在可利用的品質(zhì)上降低了， 從便 于利用的變成了不便于利用的了。所以，我們要節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。 答案 B 3. 升降機(jī)底板上放一質(zhì)量為 100 kg 的物體，物體隨升降機(jī)由靜止開(kāi)始豎直向上移動(dòng) 5 m 時(shí) 速度達(dá)到 4 m/s，則此過(guò)程中（g取 10 m/s2）（ ） A. 升降機(jī)對(duì)物體做功 5 800 J B. 合外力對(duì)物體做功 5 800 J C. 物體的重力勢(shì)能增加 500 J D. 物體的機(jī)械能增加 800 J 1 2 1

25、 2 解析 根據(jù)動(dòng)能定理得 W升mgl qmV,可解得 血=5 800 J, A 正確；合外力做的功為 qmV 1 2 =2 100X4 J = 800 J , B 錯(cuò)誤；物體重力勢(shì)能增加 mgh 100X 10X 5 J= 5 000 J , C 錯(cuò)誤； 物體機(jī)械能增加 E= Fh=弘=5 800 J , D 錯(cuò)誤。 答案 A 4. （2018 臺(tái)州一中月考）如圖 1 所示，一物體分別沿軌道 aO和bO由靜止滑下，物體與軌道 間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，若斜面保持靜止，物體克服滑動(dòng)摩擦力做的功分別為 W 和 W,則兩 個(gè)功的大小的正確關(guān)系是（ ） A.W W B.W= W C.Wv W D.無(wú)法比較

26、 解析 設(shè)斜面 Oa的傾角為 a ,高為h1，斜面底長(zhǎng)為 L,根據(jù)功的公式有 S# 口 m妙 os h1 a - = 口 mgL可見(jiàn)，克服摩擦力做的功與斜面高度或傾角無(wú)關(guān)，只與斜面底邊長(zhǎng)有 sin a 關(guān)，即W= W,所以選項(xiàng) B 正確。 答案 B 5. （20183月浙江余高模擬）懸崖跳水是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的極限運(yùn)動(dòng)， 需要運(yùn)動(dòng)員具有非凡 的膽量和過(guò)硬的技術(shù)。跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)， 設(shè)質(zhì)量為m的運(yùn) 動(dòng)員剛?cè)胨畷r(shí)的速度為 v,水對(duì)他的阻力大小恒為 F,那么在他減速下降深度為 h的過(guò)程中， 16 下列說(shuō)法正確的是（g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?） A. 他的動(dòng)能減少了 Fh _

27、 2 B. 他的重力勢(shì)能減小了 mgh- mv C. 他的機(jī)械能減少了 Fh D. 他的機(jī)械能減少了 mgh 解析 在運(yùn)動(dòng)員減速下降高度為 h的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員受重力和阻力，運(yùn)用動(dòng)能定理得： (mg F) h=A丘，由于運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能是減小的，所以運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能減少 (F mgh,故 A 錯(cuò)誤；根據(jù) 重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系得： ES= A & = mgh即他的重力勢(shì)能減少了 mgh故 B 錯(cuò) 誤；機(jī)械能的減少量等于水的阻力做的功，他的機(jī)械能減少了 Fh,故 C 正確，D 錯(cuò)誤。 答案 C 6. 彈弓是孩子們喜愛(ài)的彈射類玩具，其構(gòu)造原理如圖 2 所示，橡皮筋兩端點(diǎn) A、B固定在把 手上，橡皮

28、筋處于 ACB寸恰好為原長(zhǎng)狀態(tài)，在 C處(AB連線的中垂線上)放一固體彈丸，一 手執(zhí)把，另一手將彈丸拉至 D點(diǎn)放手，彈丸就會(huì)在橡皮筋的作用下發(fā)射出去，打擊目標(biāo)?，F(xiàn) A. 從D到C過(guò)程中，彈丸的機(jī)械能守恒 B. 從D到C過(guò)程中，彈丸的動(dòng)能一直在增大 C. 從D到C過(guò)程中，橡皮筋的彈性勢(shì)能先增大后減小 D. 從D到E過(guò)程橡皮筋對(duì)彈丸做功大于從 E到C過(guò)程 解析 從D到C除重力外還有彈簧彈力做功， 彈丸的機(jī)械能不守恒，A 錯(cuò)誤；D到C的過(guò)程， 先彈力大于重力，彈丸加速，后重力大于彈力，彈丸減速，所以彈丸的動(dòng)能先增大后減小， B 錯(cuò)誤；從D到C,橡皮筋的形變量一直減小，所以其彈性勢(shì)能一直減小， C 錯(cuò)

29、誤；D到E 的彈簧彈力大于 E到C的彈簧彈力，彈丸位移相等，所以從D到E過(guò)程橡皮筋對(duì)彈丸做的功 大于從E到C過(guò)程橡皮筋對(duì)彈丸做的功， D 正確。 答案 D 7. 一只 100 g 的球從 1.8 m 的高處落到一個(gè)水平板上又彈回到 1.25 m 的高度，則整個(gè)過(guò)程 中重力對(duì)球所做的功及球的重力勢(shì)能的變化是 (g= 10 m/s 2)( ) A. 重力做功為 1.8 J 17 B. 重力做了 0.55 J 的負(fù)功 C. 物體的重力勢(shì)能一定減少 0.55 J D. 物體的重力勢(shì)能一定增加 1.25 J18 解析 整個(gè)過(guò)程重力做功 WG= mgh 0.1 x 10X 0.55 J = 0.55 J，

30、故重力勢(shì)能減少 0.55 J , 所以選項(xiàng) C 正確。 答案 C 8. 如圖 3 所示，A、B兩物體用一根輕彈簧相連，放在光滑水平地面上，已知 m= 2m, A物 體靠在墻壁上，現(xiàn)用力向左緩慢推 B物體，壓縮彈簧，外力做功 W突然撤去外力，B物體 從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，以后將帶動(dòng) A物體一起做復(fù)雜的運(yùn)動(dòng), 2 1 B物體的動(dòng)能分別為 9W 9W時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為（ ） / / / / 丿 .4 我#書(shū)薩P誓章雷我尹爭(zhēng) 圖 3 B 組能力提升 9. 浙江最大抽水蓄能電站 2016 年將在縉云開(kāi)建，其工作原理是：在用電低谷時(shí) （如深夜）, 電站利用電網(wǎng)多余電能把水抽到高處蓄水池中，到用電高峰時(shí)，再

31、利用蓄水池中的水發(fā)電。 如圖 4 所示，若該電站蓄水池（上水庫(kù)）有效總庫(kù)容量（可用于發(fā)電）為 7.86 x 106 m,發(fā)電過(guò) 程中上下水庫(kù)平均水位差 637 m，年抽水用電為 2.4 x 108 kW- h，年發(fā)電量為 1.8 x 108 kW- h（水的密度為 p = 1.0 x 103 kg/m3，重力加速度為 g= 10 m/s2,以下水庫(kù)水面為零勢(shì)能 面）。則下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 抽水蓄能電站的總效率約為 65% B. 發(fā)電時(shí)流入下水庫(kù)的水流速度可達(dá)到 112 m/s C. 蓄水池中能用于發(fā)電的水的重力勢(shì)能約為 巳=5.0 x 10 13 J 從A物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)以后，當(dāng)A A.

32、W 答案 B 2 B.W 1 c. 3W D.無(wú)法確定 圖 4 19 D. 該電站平均每天所發(fā)電能可供給一個(gè)大城市居民用電 （電功率以 105 kW 計(jì)算）約 10 h 8 8 解析 已知年抽水用電為 2.4 x 10 kW- h,年發(fā)電量為 1.8 x 10 kWh,則抽水蓄能電站的 8 總效率為n = 2；:和 kW h x 100%= 75%故 A 錯(cuò)誤；若沒(méi)有任何阻力，由機(jī)械能守恒得20 mgh= mV,得v= 2X 10X637 m/s 112 m/s，由題知，水流下的過(guò)程中受到阻力, 所以發(fā)電時(shí)流入下水庫(kù)的水流速度小于 112 m/s，故 B 錯(cuò)誤；蓄水池中能用于發(fā)電的水的重 3

33、6 13 力勢(shì)能為 E= mgh= p Vgh= 1.0 x 10 x 7.86 x 10 x 10X 637 J 5.0 x 10 J，故 C 正確；該 電站平均每天所發(fā)電量為 8 1.8 x 10 5 E= 飛麗 kW h,可供給一個(gè)大城市居民用電 （電功率以 10 kW 8 1.8 x 10 （1） 物體與BC軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)； （2） 物體第 5 次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度； 物體最后停止的位置（距B點(diǎn)的距離）。 1 解析 （1）分析物體從 A點(diǎn)到D點(diǎn)的過(guò)程，由動(dòng)能定理得一 mg h H） 口 mgl= 0-2mV,解 得口= 0.5。 設(shè)物體第 5 次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為V2,在此過(guò)程中物體

34、在 BC上滑動(dòng)了 4 次，由動(dòng)能定理 得 1 2 1 2 mg 口 mg-4 l = ?mv2mv 解得 V2 = 4 11 m/s 。 一 一 1 2 設(shè)物體運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程在水平軌道上通過(guò)的路程為 s，由動(dòng)能定理得 mg 口 mgs= 0-mv 解得 s= 21.6 m 所以物體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)了 10 個(gè)來(lái)回后，還有 1.6 m 故離B點(diǎn)的距離 s= 2 m 1.6 m = 0.4 m。 答案 （1）0.5 （2）4 . 11 m/s （3）0.4 m 11. （2018 新高考選考終極適應(yīng)卷 ）如圖 6 所示，兩個(gè)半徑為 R的四分之一圓弧構(gòu)成的光滑 計(jì)算）的時(shí)間為t = 365 h 5.0

35、 h，故 D 錯(cuò)誤。 答案 C 10. 如圖 5 所示，ABCD一豎直平面的軌道，其中 BC水平, A點(diǎn)比BC高出 H= 10 m, BC長(zhǎng) l = 1 m, AB和CD軌道光滑。一質(zhì)量為 m= 1 kg 的物體，從 A點(diǎn)以V1 = 4 m/s 的速度開(kāi)始運(yùn) 動(dòng)，經(jīng)過(guò)BC后滑到高出C點(diǎn)h= 2 求：(g= 10 m/s ) 21 細(xì)管道ABC豎直放置，且固定在光滑水平面上，圓心連線OQ水平。輕彈簧左端固定在豎直 擋板上，右端與質(zhì)量為 m的小球接觸(不拴接，小球的直徑略小于管的內(nèi)徑 )，長(zhǎng)為R的薄板 DE置于水平面上，板的左端D到管道右端C的水平距離為 Ro 開(kāi)始時(shí)彈簧處于鎖定狀態(tài)， 具 有的彈性勢(shì)能為 3mgR其中g(shù)為重力加速度。解除鎖定，小球離開(kāi)彈簧后進(jìn)入管道，最后 從C點(diǎn)拋出。 (1) 求小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能； 小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)所受的彈力； (3) 討論彈簧鎖定時(shí)彈性勢(shì)能滿足什么條件，從 C點(diǎn)拋出的小球才能擊中薄板 DE 解析(1)解除彈簧鎖定后小球運(yùn)動(dòng)到 C點(diǎn)過(guò)程，彈簧和小球系統(tǒng)機(jī)械能守恒， 由機(jī)械能守恒定律得： 3mgR= 2mgRF E, 解得E = mgR 小球過(guò)C時(shí)的動(dòng)能：E= mgR (2) 設(shè)小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小球的作用力為 F, 2 mv 由牛頓第二定律得： m葉F= -R 解得F= mg方向向下。