1、1能量守恒定律与能源1.有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度。他的办法是关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转,且不考虑房间内外热量的传递,则开机后,室内的温度将 ( )A.逐渐有所升高B.保持不变C.开机时降低,停机时又升高D.开机时升高,停机时降低【解析】选 A。压缩机电机有电流流过,会产生热量,即消耗电能,产生了内能,且房间与外界没有能量交换,所以房内温度会升高,A 正确。2.(多选)如图所示,将一轻弹簧下端固定在倾角为 的粗糙斜面底端,弹簧处于自然状态时上端位于 A 点。质量为 m 的物体从斜面上的 B 点静止下滑,与弹簧发生相互作用后,最终停在斜面上。下列说法正确的是 ( )
2、A.物体最终将停在 A 点B.物体第一次反弹后不可能到达 B 点C.整个过程中重力势能的减少量大于克服摩擦力做的功D.整个过程中物体的最大动能小于弹簧的最大弹性势能【解析】选 B、C、D。由题意可知,物块从静止沿斜面向上运动,说明重力沿斜面向下的分力大于最大静摩擦力,因此物体不可能最终停于 A 点,故 A 错误。由于运动过程中存在摩擦力,导致摩擦力做功,所以物体第一次反弹后不可能到达 B 点,故 B 正确。根据动能定理可知,从静止到速度为零,则有重力做功等于克服弹簧弹力做功与物块克服摩擦做的功之和,故 C 正确。整个过程中,动能最大的位置即为速度最大位置,而弹簧弹性势能最大的位置为第一次压缩弹
3、簧到的最大位置(此时物体的速度为 0),所以整个过程中物体的最大动能小于弹簧的最大弹性势能,故 D 正确。3.(2017全国卷)如图,一质量为 m,长度为 l 的均匀柔软细绳 PQ 竖直悬挂。用外力将绳的下端 Q 缓慢地竖直向上拉起至 M 点,M 点与绳的上端 P 相距 l。重力加速度大小为 g。在此过程中,外力做的功为 ( )2A. mgl B. mglC. mgl D. mgl【解析】选 A。把 Q 点提到 M 点的过程中,PM 段软绳的机械能不变,MQ 段软绳的机械能的增量为 E= mg(- l)- mg(- l)= mgl,由功能关系可知:在此过程中,外力做的功为W= mgl,故 A
4、正确,B、C、D 错误。4.如图所示,在光滑的水平面上,有一质量为 M 的长木块以一定的初速度向右匀速运动,将质量为 m 的小铁块无初速度地轻放到木块右端。小铁块与木块间的动摩擦因数为 ,当小铁块在木块上相对木块滑动 L 时与木块保持相对静止,此时长木块对地位移为 l。求这个过程中:世纪金榜导学号 35684101(1)小铁块增加的动能。(2)木块减少的动能。(3)系统机械能的减少量。(4)系统产生的热量。【解析】画出这一过程两物体的位移示意图,如图所示。(1)小铁块与长木块相对静止时的速度为 v,则根据动能定理有 mg( l-L)= mv2-0,其中( l-3L)为小铁块相对地面的位移,从上式可看出 E km=mg( l-L)。说明摩擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增量。(2)摩擦力对长木块做负功,根据功能关系 E kM=-mg l,即木块减少的动能等于其克服摩擦力做的功,为 mg l。(3)系统机械能的减少量等于木块减小的动能减去小铁块增加的动能 E=mg l-mg( l-L)=mgL。(4)m、M 间相对滑动的位移为 L,根据能量守恒定律,知 Q=mgL,即摩擦力对系统做的总功等于系统产生的热量。答案:(1)mg( l-L) (2)mg l (3)mgL (4)mgL
