专题七 能的转化与守恒

专题七

能的转化守恒一、选择题1.（2010·株洲模拟）下列几种,系统的机械能守恒的()A.图a)中一颗弹丸在光滑的碗做复杂的曲线运动B.图b)中运动员在蹦床上越跳高C.图c)中小车上放一木,小车左侧有弹簧与墙壁相小车在左右振动,木块相对于小车无车轮与地面摩擦不)D.图c)中如果小车振动,木块对小车有滑动【解析AC.A选项弹丸只受重力与支持,支持力不做,有重力做功所机械能守恒B选中运动员做功其机械能越来越;选项中只有弹簧弹力做,械能守;D选项有滑动摩擦力做,所以机械能不守恒故A、项正。2.(2010江安中学高一检测)

如图一轻弹簧左端固定在长木块M的左端端与小木块m接m、M及M与面间接触光滑。开始m和M均止，现同时对mM施等大反向的水平恒力F和F从两物体开始运动以后的整个运动过程中，对M弹簧组成的系统（整个过程中弹簧形变不超过弹性限度确说法是（）A、由于F、等大向，故系统机械能守恒

F1B、、分对m、做功，故系统动量不断增加C、、分对m、做功，故系统机械能不断增加D、当弹簧弹力大小与F、大小等时、M的能最大答案：

F23.(2010·厦门高一检)．设一架战斗机正在空中某一高度做匀速飞行，另一架空中加油机给加油，如图，加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行，则与加油前相比，战斗机的：（）A．动能增加，势能减少，机械不变B．动能增加，势能增加，机械增加C．动能减少，势能不变，机械减少D．动能不变，势能不变，机械不变答案：4.(2010门高一检测在平上做匀速直线运动的小车上直固定一个弹簧枪，枪口竖直向上，则从弹簧枪中射出的钢珠（）A．落在枪口之前．在枪口之后C．仍落回弹簧枪口D．确定答案：

V

5.（2010·州高一检测）一小孩从公园中的光滑滑梯上加速滑下，对于其机械能情况，下列说中正确的是（）A．重力势能减小，动能不变，械能减小B．重力势能减小，动能增加，械能减小C．重力势能减小，动能增加，械能增加D．重力势能减小，动能增加，械能不变答案：6.（2010·广东六校联考）质量为m小车在水平恒力F推动，从山坡底部A处静止起运动高为h的坡顶B，获得速度为v，的平距离为S。列说法正确的是（）A.小车克服重力所做的功是mgh1B.合力对小车做的功是2

F

BC.推力对小车做的功是Fs-mgh

F

A

hD.阻力对小车做的功是

12

mgh

【解析选AD。本题考查了有关于功的计算。对小车进行受力分析可知小车受到重力g，推力F还有阻力的作用在动过程中克服重力做功为mgh故A项确合力对小车做的功等于小车的动变化，可知W=

12

mv

2

故B项误推是恒力且大小方向都不变推力对小车做的功为故C项误。对小车应用动能定理可得

mghf

12

mv

2

，可得W=

12

mgh

，故D项确。7.（·州高一检测）内壁光滑的环形凹槽半径为R固定在竖直平面内，一根长度为2R的轻杆一端固定质量为的小球甲另一端固定有质量为2m的球乙将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点，如图所示．由静止释放后（）A．下滑过程中甲球减少的机械总等于乙球增加的机械能B．下滑过程中甲球减少的重力能总等于乙球增加的重力势能C．甲球不可能沿凹槽下滑到槽最低点D．杆从右向左滑回时，乙球一能回到凹槽的最低点【解析选ACD.因壁光滑故小球与轻杆组成的系统机械能守恒，可知下滑过程中甲球减少的机械能总等于乙球增加的机械能，则A正。下滑过程中甲球减少的重力势能总等于乙球增加的重力势能和动能及甲的动能，故B错误。因机械守恒且甲球的质量小于乙球的质量，且杆长为

2

，因此甲球不可能沿凹槽下滑到槽的最低点，杆从右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的最低点，故C、正。8.（2010·水高一检测）如图所示，小球以初v从A点不光滑的轨道运动到高为h的B点自动返回，其返回途中仍经过A点，经过A的速度大小为（）

（B）A．

gh

B．

4

202202gh2C．D．【解析选B。小球的运动过程进行分析，先对由AB过进分析得

12

mv

0

2

，在对由A到B再A进行析得

2W

1mv22

2

4，两式联立得，选B。9.（2010·宁区高一检测）如图所示为竖直平面内的直角坐标系。一质量为m的点，在恒力F和重力的作用下，从坐标原点O由止始沿直线ON斜下运动，直线ON与轴方向成θ角θ<90°)。不计空气阻力，则以下说法正确的是（）A.当F=mgtan时拉力小B.当F=mgsin时拉力小C.当F=mgsin时质点的机械能守恒D.当F=mgtan时质点的机械能可能减小也可能增大答案：10.（2010·州高一检测）如所示，一物体以初速度v冲光滑斜面，恰好能沿斜面升h，下列说法中正确的是（）A．若把斜面从C点锯断，物体过C点后升高hB．若把斜面弯成圆弧形D，物仍沿圆弧升高hC．若把斜面从C点锯断或弯成弧状，物体都不能升高D．若把斜面AB变曲面AEB，物体沿此曲面上升仍能到B点答案：11·西白鹭洲中学高检测）如图是某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，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若小车在平直的泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t进距离，速度达到最大值v，这一过程中电动机的功率为P，小车所受阻力恒为F，那么（）．段时间内小车先加速运动然后匀速运动．段时间内电动机所做的功．段时间内电动机所做的功1D．这段时间内电动机所做的功2

2-Fs答案：12.（2010·坊学业水平测试在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为的水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，么在他减速下降高度为

WmghFhFh过程中，下列说法正确的是（为当的重力加速度WmghFhFhA．他的动能减少了

FhB．他的重力势能增加了

mghC．他的机械能减少了D．他的机械能减少了

()Fh【解析】选D。本题考查功能关。在此过程中重力做正功为，重力势能减少，知错误合力做功

(F)h

等动能得增加量故A错在过程中除重力以外的力做正功，则机械能减少了，C错，确。答案：13.（2010·阳学业水平测试如图所示，由电动机带动的水平传送带以速度为v匀运行A端上方靠近传送带料斗中装有煤，打开阀门，煤以流量为Q=50kg/s落到送带上，煤与传送带达共同速度后被运至B端在运送煤的过程中，下列说法正确的是（）A．电动机应增加的功率为100WB．电动机应增加的功率为200WC．在一分钟内因煤与传送带摩产生的热为6.0×10JD．在一分钟内因煤与传送带摩产生的热为1.2×10J【解析】选B、。与传送带发生相对滑动过程中电动机功率增加，消耗的电能转化为煤的内能热能，知产生热能

热

fs

，消耗的电能等于传送带克服摩擦力做的功即

fs电

，且

E电热

K

。对整个系统能量转化情况进行分析知，电动机增加的功率等于煤每秒增加的动能与内能，即)vt

2

200W

，故A错，B对。与传送带在对运动中产生热量得功率等于12

100W

可在一分钟内因煤与传送带摩擦产生的热为

热

6.0×10J，故C对D错答案：14.（2010·沙学业水平测试如图所示，轻质弹簧上端悬挂于天花板，下端系有质量为M的圆，处于平衡状态．开始一质量为m的环套在弹簧外，与圆板距离为h，让环自由下落撞击圆板，碰撞时间极短，碰后圆环与圆板共同向下运动，使弹簧伸长。那么（）A．碰撞过程中环与板系统的机能守恒

2B．碰撞过程中环与板的总动能小转化为弹簧的弹性势能2C．碰撞后新平衡位置与下落高h无关D．碰撞后环与板共同下降的过中，它们动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量【解析】选C。碰撞过程中有能损失故，碰撞过程中环与板系统的机械能不守恒，故A错。撞过程中环与板的总动能减小转化为弹簧的弹性势能和内能，故、错。碰撞后平衡位置处弹簧弹力重力平衡，因此碰撞后新平衡位置与下落高度h无关，故C正。答案：15.（2010·岛高一检测）图5－－13如图所，一轻弹簧直立于水平地面上，质量为m小球从距离弹簧上端B点h高的A点由下落，在C点小球速度达到最大x表示BC两点间的距离；E表小球在C处动能．改变高度，则下列表示x随h变化图象和随h化的图象中正确的()【解析选B、。由题意“在C点小球速度达到最大”，可知C点平衡位置，小球受到的重与1弹力平衡，该位置与h无B项确；根据动能定理有mg(hx)－＝mv＝，其中x与性能E为常，可判断出C项正．二、非选择题16.（2010·西白鹭洲中学高检测）利用如图所示的装置可以探究机械能机械能守恒，在滑块上安装宽度为（小）的遮光板（遮光板质量忽略不计块在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的绳与钩码相连，连接好光电门与数字毫秒计，两光电门间距离用S表，如图所示。数字毫秒计能够记录下滑块先后通过两个光电门的时间

、

，请分析回答下列问题

（为确实验和测量除了上提到的实验器材之外少还需要哪几种实验器材才能够完成实验？答：游标尺

光电门

光电门2

等。（）字毫秒计有一个计时方式转换开关，置于左侧时，其计时功能是：光敏管无光照时开始时，受到光照时停止计时；置于右侧时，其计时功能是：光敏管第一次被遮光时开始计时，第二次被光时停止计时。在做本实验时，应将计时方式转换开关置于左侧还是右侧？答（）块先后通过两个光电门时的瞬时速度V分是多少？答（）本实验中，实验数据满足关系式

即验证了机械能守恒。【解析在实验中我们需要测遮光板的长度、光电门间距离、滑块的质量，因此需选用测仪器：游标卡尺、毫米刻度尺、天平。（）数字毫秒计有一个计时方式转换开关，置于左侧时，其计时功能是：光敏管无光照时开计时，

受到光照时停止计时；置于右侧时，其计时功能是：光敏管第一次被遮光时开始计时，第二次遮光时停止计时，故应置于右侧。（滑先后通过光电门的时为滑先后通过两个光电门时的瞬时速度分别为Lv22

v1

L1（）据两滑块组成的系统机械能守恒故可得小滑块的重力势能的减少量等于两者的动能的增量，即

mgS()

L

()2

。答案）平、毫米刻度尺（）将计时方式转换开关置于右侧；（）

v1

L1

v2

L2（）

mgS)

L1()

L

17.（2010·州区高一检测）图所示，质量M=1.0kg的木块随传送带一起以v=2.0m/s的速向左匀速运动，木块与传送带间动摩擦因μ0.50．当木块运动至最左端A点，一颗质量为m20g的子弹以v=300m/s水向右的度击穿木块，穿出时子弹速度v=50．传送带的速度恒定，子弹击穿木块的时间极短，不计木块、子弹质量变化g=10m/s

．求：

M（）在被子弹击穿后，木块的速度大.（）子击穿木块过程中产生内能；（）从弹击穿木块到最终木相对传送带静止的过程中，木块与传送带间由于摩擦产生的内能．【解析】(1)(3分子弹击穿木块，正向

m－＝＝

………2分………1分(2)（分）子弹击穿木块过中产生的内能m－m－M＝………1分∴＝872.5J………1分(3)（分）木块向右运动距A点的最大距离S.运动时间－MgS0－M………1分

内芯ab221内芯ab221S＝t∴t＝0.6s传送带位移＝＝1.2m相对路程△＝＋＝2.1m………2分因μMg∴

木块水平向左可以加速到与皮带速度样v方向：＝Mv………1分＝0.4s木块位移

＝＝传送带位移相对路程Δ

＝＝

＝0.8m－＝0.4m………1分∴总相对路程Δ＝Δ

＋＝2.5m木块与传送带间由于摩擦产生的内能

为：＝MgΔS＝μMg(Δ＝12.5J………1分

)………分18.（2010·陟一中高一检测探究某种笔的弹跳问题时，把笔分为轻质弹簧、内芯和外壳三部分，其中内芯和外壳质量分别为m和4m.的弹跳过程分为三个阶段：①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（