2014能量守恒定律试题及完整解析答案

1、2014能量守恒定律试题及完整解析答案1、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；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同物理过程是( ) a.重力对物体做功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、 (2013·长春模拟)下面关于摩擦力做功的叙述，正确的是( )a.静摩擦力对物体一定不做功b.滑动摩擦力对物体不一定做负功c.一对静摩擦力中，一个静摩擦力做正功，则另一个静摩擦力一定做负功d.一对滑动摩擦力中，一个滑动摩擦力做负

2、功，则另一个滑动摩擦力一定做正功3、如图所示，某人用竖直向上的力缓慢提起长为l、质量为m的置于地面上的铁链，则在将铁链提起到刚要脱离地面的过程中，提力所做的功为( )a.mgl b.mgl c.mgl d.mgl4、物体在竖直方向上分别做匀速上升、加速上升和减速上升三种运动。在这三种情况下物体机械能的变化情况是( )a.匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减少b.匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减少c.匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能可能增加，可能减少，也可能不变d.三种情况中，物体的机械能均增加5、将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高

3、点的过程中，v -t图像如图所示。以下判断正确的是( )a.前3 s内货物处于超重状态b.最后2 s内货物只受重力作用c.前3 s内与最后2 s内货物的平均速度相同d.第3 s末至第5 s末的过程中，货物的机械能守恒6、 (2013·聊城模拟)如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程中，下列说法正确的是( )a.电动机做的功为b.摩擦力对物体做的功为mv2c.传送带克服摩擦力做的功为d.电动机增加的功率为mgv【总结提升】摩擦力

4、做功的误区分析常见误区分析：(1)误区之一：计算摩擦力做功时，误把物体的长度当成物体对地位移。解决办法：规范作出物体运动过程的分析示意图，标出物体的受力情况以及运动位移;同时切记力对物体做的功等于该力与物体对地位移的乘积。(2)误区之二：误把外力做的功当作系统机械能的增量。解决办法:认真分析系统内各种能量的变化，不能遗漏对任何一种能量改变的分析；同时对能量守恒定律和功能关系要深刻理解，如果系统内除机械能改变之外，无其他能量变化，如内能的增加，则外力(除重力之外)做的功就等于系统机械能的增量。如果有系统的内力做功情况且之和不为零，系统内有其他形式的能的转化,用能量守恒定律求解。7、光滑水平地面上

5、叠放着两个物体a和b，如图所示。水平拉力f作用在物体b上，使a、b两物体从静止出发一起运动。经过时间t，撤去拉力f，再经过时间t，物体a、b的动能分别设为ea和eb，在运动过程中a、b始终保持相对静止。以下有几个说法，其中正确的是( )a.ea+eb等于拉力f做的功b.ea+eb小于拉力f做的功c.ea等于撤去拉力f前摩擦力对物体a做的功d.ea大于撤去拉力f前摩擦力对物体a做的功8、某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为ff。轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作。一质量为m的小车若以速度v0撞击弹簧，将导致轻杆向右移

6、动。轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦。(1)若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x；(2)求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度vm。9、当今流行一种“蹦极”运动，如图所示，在距河面45 m高的桥上a点系弹性绳，另一端b点系住重50 kg男孩的脚，弹性绳原长ab为15 m，设男孩从桥面自由下坠直至紧靠水面的c点，末速度为0。假定整个过程中，弹性绳遵循胡克定律，绳的质量、空气阻力忽略不计，男孩视为质点。弹性势能可用公式es=计算，式中k为弹性绳的劲度系数,x为弹性绳的形变长度，g=10 m/s2。则：(1)男孩在最低点时，弹性绳具有的弹性势能为

7、多大？弹性绳的劲度系数又为多大？(2)在整个运动过程中，男孩的最大速度为多少？10、如图所示，滑块质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为0.1,它以v0=的初速度由a点开始向b点滑行，ab=5r，并滑上光滑的半径为r的圆弧bc，在c点正上方有一离c点高度也为r的旋转平台，沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔p、q，旋转时两孔均能达到c点的正上方.若滑块滑过c点后从p孔上升又恰能从q孔落下，求：(1)滑块在b点时对轨道的压力大小；(2)平台转动的角速度应满足什么条件？【解题指南】解答本题时应注意以下两点：(1)滑块穿过p孔后做竖直上抛运动。(2)滑块穿过p孔竖直上抛的时间内，平台转动的可能角

8、度。11、如图1所示，在盛水的一个杯子里有一木块。开始时木块被一根细绳拴住而完全没入水中，整个装置与外界绝热，断开细绳，则木块将浮到水面上，最后达到平衡，在这一过程中，水、杯子和木块组成的系统()a内能增大 b内能减小 c内能不变 d条件不足，无法判断图112、一根长为l、质量为m的均匀链条放在光滑的水平桌面上，其长度的一半悬于桌边，若要将悬着的部分拉回桌面，至少做功()a.mgl b.mglcmgl d.mgl13、质量相等的均质柔软细绳a、b平放于水平地面，绳a较长。分别捏住两绳中点缓慢提起，直至全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为ha、hb，上述过程中克服重力做功分别为wa、wb。若

9、()ahahb，则一定有wawbbha>hb，则可能有wa<wbcha<hb，则可能有wawbdha>hb，则一定有wa>wb14、如图2所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板p拴接，另一端与物体a相连，物体a静止于光滑水平桌面上，a右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体b相连。开始时用手托住b，让细线恰好伸直，然后由静止释放b，直至b获得最大速度。下列有关该过程的分析正确的是() ab物体的机械能一直减少bb物体动能的增量等于它所受重力与拉力做功之和cb物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量d细线的拉力对a做的功等于a物体与弹簧组成的系统机械能的增加量图21

10、5、如图3所示，一个质量为m的铁块沿半径为r的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的1.5倍，则此过程中铁块损失的机械能为()a.mgr b.mgr c.mgr d.mgr图316、如图4所示，bc是竖直面内的四分之一圆弧形光滑轨道，下端c与水平直轨道相切。一个小物块从b点正上方r处的a点处由静止释放，从b点刚好进入圆弧形光滑轨道下滑，已知圆弧形轨道半径为r0.2 m，小物块的质量为m0.1 kg，小物块与水平面间的动摩擦因数0.5，取g10 m/s2。小物块在水平面上滑动的最大距离是()a0.1 m b0.2 mc0.6 m d0.8 m图417、如图5所示是某

11、中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若小车在平直的公路上以初速度v0开始加速行驶，经过时间t，前进了距离l，达到最大速度vmax，设此过程中电动机功率恒为额定功率p，受的阻力恒为ff，则此过程中电动机所做的功为() affvmaxt bptcfft d.mvmax2fflmv02图518、如图6所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为g。在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是()a运动员减少的重力势能全部转化为动

12、能 b运动员获得的动能为mghc运动员克服摩擦力做功为mghd下滑过程中系统减少的机械能为mgh图619、如图7所示，质量为m的可看成质点的物块置于粗糙水平面上的m点，水平面的右端与固定的斜面平滑连接，物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同。物块与弹簧未连接，开始时物块挤压弹簧使弹簧处于压 缩状态。现从m点由静止释放物块，物块运动到n点时恰好静止，弹簧原长小于mm。若物块从m点运动到n点的过程中，物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为q，物块、弹簧与地球组成系统的机械能为e，物块通过的路程为s。不计转折处的能量损失，下列图象所描述的关系中可能正确的是()图7 图820、足够长的粗糙斜面上，

13、用力推着一物体沿斜面向上运动，t0时撤去推力，06 s内速度随时间的变化情况如图9所示，由图象可知()a01 s内重力的平均功率大小与16 s内重力平均功率大小之比为51b01 s内摩擦力的平均功率大小与16 s内摩擦力平均功率大小之比为11c01 s内位移大小与16 s内位移大小之比为15d01 s内机械能变化量大小与16 s内机械能变化量大小之比为1521、如图10所示，质量m1 kg的小物块放在一质量为m4 kg的足够长的木板右端，物块与木板间的动摩擦因数0.2，木板与水平面间的摩擦不计。物块用劲度系数k25 n/m的弹簧拴住，弹簧的左端固定(与木板不粘连)。开始时整个装置静止，弹簧处于

14、原长状态。现对木板施以12 n的水平向右的恒力(物块与木板间最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，g10 m/s2)。已知弹簧的弹性势能epkx2，式中x为弹簧的伸长量或压缩量。求：(1)开始施力的瞬间小物块的加速度；(2)物块达到的最大速度是多少？图1022、如图11所示，传送带与水平面之间的夹角为30°，其上a、b两点间的距离为l5 m，传送带在电动机的带动下以v1 m/s的速度匀速运动，现将一质量为m10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的a点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数，在传送带将小物体从a点传送到b点的过程中，求：(g取10 m/s2) (1)传送带对小物体做的功

15、；(2)电动机做的功。图111、【解析】选d。汽车在水平路面上的制动过程，重力对其不做功，选项a、c错误；降落伞匀速下降时动能并没有变化，选项b错误。上述各物理过程中减少的机械能转化成其他形式的能量，选项d正确。 2、【解析】选b、c。物体在静摩擦力作用下可以向各个方向运动，所以静摩擦力可以对物体做功，故a错。物体在滑动摩擦力的作用下也可以运动，即运动方向可以与滑动摩擦力的方向相同，从而对物体做正功，故b对。由于一对静摩擦力等大反向，且作用位移相同，故一个力做正功，另一个力一定做负功，故c对。在一对滑动摩擦力中，力的大小相等、方向相反，但两力的作用位移大小不相同，方向也不相同，故d错误。 3、

16、【解析】选b。缓慢提起的过程中铁链动能不变，由功能关系得：wf=e机=mgl，故选b。 4、【解析】选c。无论物体向上加速还是匀速运动，除重力外，其他外力一定对物体做正功，物体机械能都增加，物体向上减速运动时，除重力外，物体受到的其他外力不确定，故无法确定其机械能的变化，c正确。 5、【解析】选a、c。由货物运动的v -t图像可知，前3 s内货物向上做匀加速直线运动，货物处于超重状态，a正确；最后2 s内货物向上做匀减速直线运动，加速度为-3 m/s2，说明货物除受重力外，还受其他力的作用，b错误；由平均速度公式得，前3 s内与最后 2 s 内货物的平均速度都为3 m/s，c对；第3 s末至第

17、5 s 末的过程中，货物的速度不变，动能不变，重力势能增加，故机械能增加，d错误。 6、【解析】选d。由能量守恒定律知，电动机做的功等于物体获得的动能和由于摩擦而产生的热量，故a错；对物体受力分析知，仅有摩擦力对物体做功，由动能定理知，b错；传送带克服摩擦力做功等于摩擦力与传送带对地位移的乘积，而易知这个位移是物体对地位移的两倍，即w=mv2,故c错；由功率公式易知传送带增加的功率为mgv,故d对。【总结提升】摩擦力做功的误区分析常见误区分析：(1)误区之一：计算摩擦力做功时，误把物体的长度当成物体对地位移。解决办法：规范作出物体运动过程的分析示意图，标出物体的受力情况以及运动位移;同时切记力

18、对物体做的功等于该力与物体对地位移的乘积。(2)误区之二：误把外力做的功当作系统机械能的增量。解决办法:认真分析系统内各种能量的变化，不能遗漏对任何一种能量改变的分析；同时对能量守恒定律和功能关系要深刻理解，如果系统内除机械能改变之外，无其他能量变化，如内能的增加，则外力(除重力之外)做的功就等于系统机械能的增量。如果有系统的内力做功情况且之和不为零，系统内有其他形式的能的转化,用能量守恒定律求解。7、【解析】选a、c。由于a、b始终相对静止，故a、b之间没有相对运动，没有摩擦生热，所以拉力f做的功全部转化为a、b的动能。物体a获得的能量是在a、b加速过程中静摩擦力对a所做的功，故选项a、c正

19、确。 8、【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：(1)根据胡克定律求解弹簧的压缩量；(2)小车每次撞击时克服弹簧的弹力做功相同；(3)撞击时小车克服弹力和摩擦力做功。【解析】(1)轻杆开始移动时，弹簧的弹力f=kx (2分)且f=ff (2分)解得x= (2分)(2)设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为w，则小车从撞击到停止的过程中由动能定理得 (2分)同理，小车以vm撞击弹簧时(2分)解得 (2分)答案：(1) (2)9、【解析】男孩从桥面自由下落到紧靠水面的c点的过程中，重力势能的减少量对应弹性势能的增加量，男孩速度最大时，应位于加速度为零的位置。(1)由功能转化关系可知，mgh=es (2

20、分)es=50×10×45 j=2.25×104 j (1分)又es=kx2,x=45 m-15 m=30 m (2分)所以 (2分)(2)男孩加速度为零时，mg=kx (2分)解得x=10 m (1分)由能量转化和守恒定律得：(4分)所以vm=20 m/s (2分)答案：(1)2.25×104 j 50 n/m (2)20 m/s10、【解题指南】解答本题时应注意以下两点：(1)滑块穿过p孔后做竖直上抛运动。(2)滑块穿过p孔竖直上抛的时间内，平台转动的可能角度。【解析】(1)设滑块滑至b点时速度为vb,对滑块由a点到b点应用动能定理有(2分)对滑块在

21、b点，由牛顿第二定律有(2分)解得fn=9mg (1分)由牛顿第三定律可知，滑块在b点时对轨道的压力大小fn=fn=9mg (1分)(2)滑块从b点开始运动后机械能守恒，设滑块到达p处时速度为vp,则(2分)解得 (2分)滑块穿过p孔后再回到平台的时间(2分)要想实现题述过程，需满足t=(2n+1) (2分)(2分)答案：(1)9mg (2)11、答案：选a木块上升时，同体积的水下移，水、杯子和木块组成的系统总重力势能减小，转化为系统的内能，故a正确。12、答案：选a悬于桌边的链条质量为。将其拉上桌面，重心升高，故至少做功为mgl。选项a正确。13、答案：选b当hahb时，则一定有wa<

22、wb，故选项a错；当ha>hb时，有wa<wb、wa>wb、wawb三种可能，故选项b正确，d错误；当ha<hb时一定有wa<wb，选项c错误。14、答案：选abd由于细线的拉力对b做负功，故b物体机械能一直减少，a正确；根据动能定理可确定b正确；由于该过程中a的动能增加，故b物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能与物体a动能增加量的和，故c错误；细线的拉力对a和弹簧组成的系统做正功，根据功能关系，d正确。15、答案：选d由fnmgm，fn1.5 mg可得：v2。由功能关系可知，铁块损失的机械能emgrmv2mgr，故d正确。16、答案：选d设小物块在水平面上滑动的最大距离为x，由动能定理得：mg·2rmgx0，x0.8 m，选项d正确。17、答案：选abd因小车以恒定的功率运动，故此过程小车电动机做功为wptffvmaxt，a、b均正确；由动能定理可得wfflmvmax2mv02，得：wmvmax2mv02ffl。故d正确，c错误。18、答案：选d运动员的加速度为g，沿斜面：mgffm·g，ffmg，wffmg·2hmgh，所以a、c项错误，d项正确；ekmghmghmgh，b项错误。19、答案：选c因摩擦力始终做负功，故系统产生的热量q随s增大，而系统的机械能随s而减小，b、d均错