第二单元第4课

第4课功能关系能量转化和守恒定律题号123456789答案一、单项选择题1．(2012·广州模拟)下列说法正确的是()A．随着科技的发展，第一类永动机是可以制成的B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生2．(2012·盐城调研)如图所示，两物体A、B用轻质弹簧相连，静止在光滑水平面上，现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2，使A、B同时由静止开始运动，在运动过程中，对A、B两物体及弹簧组成的系统，正确的说法是(整个过程中弹簧不超过其弹性限度)()A．机械能守恒B．机械能不断增加C．当弹簧伸长到最长时，系统的机械能最大D．当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等时，A、B两物体速度为零3.游乐场中的一种滑梯如图所示．小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则()A．下滑过程中支持力对小朋友做功B．下滑过程中小朋友的重力势能增加C．整个运动过程中小朋友的机械能守恒D．在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功4.如图所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点，经过A点时的速度大小为2m/s.经过B点时的速度大小为12m/s，人在A点时的高度为20m，人与雪橇的总质量为70kg.g取10m/s2，则人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为()A．9100JB．4500JC．2000JD．1000J二、双项选择题5．下列关于功和能的说法中正确的是()A．功就是能，能就是功B．能量仅能转化或转移，不会增加也不会减少C．能量的转化可以用功来量度D．重力对物体做功越多，物体的机械能就越大6.如图所示，一轻弹簧的左端固定，右端与一小球相连，小球静止在光滑水平面上．现对小球施加一水平向右的恒力F，使小球从静止开始向右运动．则这一过程中()A．小球的动能逐渐增大B．弹簧的弹性势能逐渐增大C．小球和弹簧组成的系统机械能守恒D．小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大7.如图所示，质量为m的跳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，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法中正确的是(g为当地的重力加速度)()A．他的动能减少了FhB．他的动能减少了(F－mg)hC．他的重力势能增加了mghD．他的机械能减少了Fh8．(2012·北京二模)如图所示，光滑细杆AB、AC在A点连接，AB竖直放置，AC水平放置，两相同的中心有小孔的小球M、N，分别套在AB和AC上，并用一细绳相连，细绳恰好被拉直，现由静止释放M、N，在运动过程中下列说法中正确的是()A．M球的机械能守恒B．M球的机械能减小C．M和N组成的系统的机械能守恒D．绳的拉力对N做负功9.(2011·华师附中模拟)如图所示，质量均为M的板A和板B分别放在光滑水平地面上．质量为m(m<M)的同一木块C，先后以相同的初速度v0从左端滑上A和B，C与A、B之间的动摩擦因数μ不同，最终C相对于A和B都静止．在这两种情况下，从C滑上A和B至相对静止的过程中()A．C的最终速度相同B．系统获得的热量相等C．系统获得的热量不相等D．C相对于A和B滑动的距离相同三、非选择题10．如图所示，一物体从斜面上A点开始沿斜面向下运动，初动能为45J，经过B点时动能减少了15J，机械能减少了30J，到达底端C点时恰好停止，求物体从A运动至C的过程中减少的机械能？11．如图，一位质量m＝60kg参加“挑战极限运动”的业余选手，要越过一宽度为s＝2.5m的水沟，同时跃上高为h＝2.0m的平台，采用的方法是：人手握一根长L＝3.25m的轻质弹性杆一端，从A点由静止开始以加速度a＝2m/s2匀加速助跑，至B点时，杆另一端抵在O点的阻挡物上，接着杆发生形变，同时人蹬地后弹起，到达最高点C时，人放开杆水平向右飞出，安全地落到平台上，忽略空气阻力，g取10m/s2.(1)设人从A点助跑至B点的距离为s＝16m，求人到B点时的速度vB；(2)人能安全到达平台，从C点水平飞出的速度至少要多大？(3)设人在助跑时重心离地高度H＝0.8m，从C点飞出时重心刚好在杆顶，在B点蹬地跳起之前，人至少要做多少功？12．如图所示，为一传送装置，其中AB段粗糙，AB段长为L＝0.2m，动摩擦因数μ＝0.6，BC、DEN段均可视为光滑，且BC的始、末端均水平，具有h＝0.1m的高度差，DEN是半径为r＝0.4m的半圆形轨道，其直径DN沿竖直方向，C位于DN竖直线上，CD间的距离恰能让小球自由通过．在左端竖直墙上固定有一轻质弹簧，现有一可视为质点的小球，小球质量m＝0.2kg，压缩轻质弹簧至A点后由静止释放(小球和弹簧不黏连)，小球刚好能沿DEN轨道滑下．求：(1)小球到达N点时速度的大小；(2)压缩的弹簧所具有的弹性势能．参考答案1．答案：C2．解析：F1、F2加在A、B上以后，A、B向两侧做加速度a＝eq\f(F－kx,m)减小的加速运动．当F＝kx时，加速度为零，速度达到最大，以后kx＞F，A、B向两侧做减速运动直至速度减为零时，弹簧伸长到最长，从A、B开始运动到弹簧伸长到最长的过程中，F1、F2都一直做正功，使系统的机械能增加．以后弹簧伸长量减小，F1、F2开始做负功，则系统的机械能减小．答案：C3．解析：在滑动的过程中，人受三个力，重力做正功，势能减少，B错误；支持力不做功，摩擦力做负功，所以机械能不守恒，A、C错误，D正确．答案：D4．解析：从A到B的过程中，人与雪橇损失的机械能为ΔE＝mgh＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)，代入数据得：ΔE＝9100J.答案：A5．解析：功是过程量，能是状态量，两者不同；功是能量转化的量度，做了多少功就有多少能量发生转化．若只有重力做功，则机械能不变．答案：BC6．解析：由于拉力F的作用使弹簧伸长了，故弹簧的弹性势能逐渐增大；由于拉力F对小球和弹簧构成的系统做正功，故小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大．答案：BD7．解析：动能减少量看合外力做功，为(F－mg)h；下降过程重力做正功，重力势能减少，不是增加；机械能减少量就是不包括重力做的功，即为Fh.答案：BD8．解析：由于杆AB、AC光滑，所以M下降，N向左运动，绳子对N做正功，对M做负功，N的动能增加，机械能增加，M的机械能减少，杆对M、N组成的系统均不做功，系统机械能守恒，故B、C项正确．答案：BC9．解析：由动量守恒mv0＝(M＋m)v，可知C的最终速度v相同；根据能量转化和守恒定律：系统获得的热量为eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)(M＋m)v2，相等；而热量Q＝μmgs，因μ不同，故C相对于A和B滑动的距离s不同．答案：AB10．解析：如题图，物体从A运动至B的过程中，由动能定理，有：(mgsinα－f)s1＝ΔEk1.①由功能关系，有：fs1＝ΔE1.②物体从A运动至C的过程中，由动能定理，有：(mgsinα－f)(s1＋s2)＝ΔEk.③由功能关系，有：f(s1＋s2)＝ΔE，④①②③④联立得：eq\f(ΔEk1,ΔEk)＝eq\f(ΔE1,ΔE).⑤将ΔEk＝45J，ΔEk1＝15J，ΔE1＝30J，代入⑤得：ΔE＝90J.答案：90J11．解析：(1)人从A点到B点，根据运动学公式，有：veq\o\al(2,B)＝2as，得：vB＝8m/s.(2)根据平抛运动的规律，在竖直方向上，有：L－h＝eq\f(1,2)gt2，得：t＝0.5s.在水平方向上，有s＝vCt，得：vC＝5m/s.(3)由功能关系，人蹬地跳起之前做的功W＝mg(L－H)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝300J.答案：(1)8m/s(2)5m/s(3)300J12．解析：(1)“小球刚好能沿DEN轨道滑下”，在圆周最高点D点必有：mg＝meq\f(v\o\al(2,D),r)从D点到N点，由机械能守恒得：eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)＋mg×2r＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,N)＋0联立以上两式并代入数据得