1、1第十节 能量守恒定律与能源A 级 抓基础1一个系统的机械能增大，究其原因，下列推测正确的是( )A可能是重力对系统做了功B一定是合外力对系统做了功C一定是系统克服合外力做了功D可能是摩擦力对系统做了功解析：只有重力做功时，物体的动能和重力势能相互转化，不影响物体的机械能的总和，故 A 错误；除重力、弹力以外的力做功时，物体的机械能才会变化，故 B、C 错误；如果摩擦力对系统做正功，系统的机械能可能增大，故 D 正确答案：D2一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法中正确的是( )A物体机械能不变，内能不变B物体机械能减少，内能不变C物体机械能减少，内能增加，机械能与内能总量减少D物体机械能减少
2、，内能增加，机械能与内能总量不变解析：物体沿粗糙斜面匀速滑下，由于摩擦，内能增加，机械能减少，由能量守恒可知，机械能转化成内能，但机械能和内能的总量不变故 A、B、C 错误，D 正确答案：D3在 2016 年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下飘浮在半空若减小风力，体验者在加速下落过程中( )A失重且机械能增加 B失重且机械能减少C超重且机械能增加 D超重且机械能减少解析：据题意，体验者飘浮时受到的重力和风力平衡；在加速下降过程中，风力小于重力，即重力对体验者做正功，风力做负功，体验者的机械能减小；加速下降过程中，加速度方向向下，体验者处于失重状态，故选项 B
3、正确答案：B4(多选)悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动，需要运动员具有非凡的胆量和过硬的技术跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设质量为 m 的运动员刚入水时的速度为 v，水对他的阻力大小恒为 F，那么在他减速下降深度为 h 的过程中，下列说法正确的是( g 为当地的重力加速度)( )A他的动能减少了( F mg)h2B他的重力势能减少了 mgh mv212C他的机械能减少了 FhD他的机械能减少了 mgh解析：在进入水中的过程中，由动能定理， mgh Fh E k Ek，所以动能的减少量为Ek E k( F mg)h，故 A 正确；重力势能的减少量等于重力所做的功，即 mgh，故
4、 B 错误；克服阻力所做的功等于机械能的减少量，即等于 Fh，故 C 正确，D 错误答案：AC5.如图所示，一质量均匀、不可伸长的绳索，重为 G， A、 B 两端固定在天花板上，现在最低点 C 处施加一竖直向下的力，将最低点缓慢拉至 D 点，在此过程中，绳的重心位置( )A逐渐升高 B逐渐降低C先降低后升高 D始终不变解析：外力对绳索做正功，绳索的机械能增加，由于绳索的动能不变，增加的必是重力势能，重力势能增加是重心升高的结果，故 A 正确答案：A6.(多选)如图所示，一固定斜面倾斜为 30，一质量为 m 的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小
5、g.物块上升的最大高度为 H，则此过程中，物块的( )A动能损失了 2mgH B动能损失了 mgHC机械能损失了 mgH D机械能损失了 mgH12解析：由于 mgsin 30 Ff mg，故 Ff mg，由动能定理，得12 mgH Ff2H Ek，故动能变化量 Ek2 mgH，即动能减少了 2mgH，A 正确，B 错误；机械能的变化量 E Ff2H mgH，C 正确，D 错误答案：AC7(多选)一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出对于这一过程，下列说法正确的是( )A子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量3C子弹
6、减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和解析：子弹射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减少，木块获得动能，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失A 选项没考虑系统增加的内能，C 选项应考虑的是系统(子弹、木块)内能的增加，A、C 错误答案：BDB 级 提能力8(多选)在离水平地面 h 高处将一质量为 m 的小球水平抛出，在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为 f，落地时小球距抛出点的水平距离为 x，速率为 v，那么，在小球运动的过程中( )A重力做功为 mghB克服空气阻力做的功为 f
7、h2 x2C落地时，重力的瞬时功率为 mgvD重力势能和机械能都逐渐减少解析：重力做功为 WG mgh，A 正确空气阻力做功与经过的路程有关，而小球经过的路程大于 ，故克服空气阻力做的功大于 f ，B 错误落地时，重力的瞬时h2 x2 h2 x2功率为重力与沿重力方向的分速度的乘积，故落地时重力的瞬时功率小于 mgv，C 错误重力做正功，重力势能减少，空气阻力做负功，机械能减少，D 正确答案：AD9.(多选)小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于 O 点，另一端与小球相连现将小球从 A 点由静止释放，它在下降的过程中经过了 B 点，之后继续下降已知 A、 B 两点处，弹簧对小球的弹力大小相等
8、，且 OBA OAB ，在小球从 A 点运动到 B 点的过程 2中，则( )A弹力对小球先做正功后做负功B弹簧弹力的功率为零的位置有两个C弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功D小球到达 B 点时的动能等于其在 A、 B 两点的重力势能之差解析：由题可知， A、 B 两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，则在运动过程中 OA 为压缩状态， OB 为伸长状态，小球向下运动的过程中弹簧的长度先减小后增大，则弹簧的弹4性势能先增大，后减小，再增大，所以弹力对小球先做负功再做正功，最后再做负功，故A 错误； A 处速度为零，弹力功率为零，下滑过程弹簧弹力与杆垂直时弹力功率为零，当弹簧处于原长
9、时弹力为零，功率为零，故弹力功率为零的位置共有三处，故 B 错误；因 A 点与 B 点弹簧的弹力大小相等，所以弹簧的形变量相等，弹性势能相同，弹力对小球做的总功为零，则弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功，故 C 正确；小球从 A 到 B 的过程中合外力做的功等于重力做的功，所以小球到达 B 点时的动能等于其在A、 B 两点的重力势能之差，故 D 正确答案：CD10两块完全相同的木块 A、 B，其中 A 固定在水平桌面上， B 放在光滑水平桌面上两颗同样的子弹以相同的水平速度射入两木块，穿透后子弹的速度分别为 vA、 vB，在子弹穿透木块过程中因克服摩擦力产生的热分别为 QA、
10、 QB.设木块对子弹的摩擦力大小一定，则( )A vA vB， QA QB B vA vB， QA QBC vA vB， QA QB D vA vB， QA QB解析：设子弹的初速度为 v0，质量为 m，木块的厚度为 d，穿透过程中子弹所受阻力大小为 f，未固定的木块前进了 x，根据动能定理： fd mv mv ， f(d x) mv mv12 20 12 2A 12 20 12，比较以上两式得 vA vB，两种情况下产生的热量相等， QA QB fd，故 D 正确2B答案：D11.一物块放在如图所示的斜面上，用力 F 沿斜面向下拉物块，物块沿斜面运动了一段距离，若已知在此过程中，拉力 F 所
11、做的功为 A，斜面对物块的作用力所做的功为 B，重力做的功为 C，空气阻力做的功为 D，其中 A、 B、 C、 D 的绝对值分别为 100 J、30 J、100 J、20 J，则(1)物块动能的增量为多少？(2)物块机械能的增量为多少？解析：(1)在物块下滑的过程中，拉力 F 做正功，斜面对物块有摩擦力，做负功，重力做正功，空气阻力做负功，根据动能定理，合外力对物块做的功等于物块动能的增量，则 Ek W 合 A B C D100 J(30 J)100 J(20 J)150 J.(2)根据功能关系，除重力之外的其他力所做的功等于物块机械能的增量，则 E 机 A B D100 J(30 J)(20
12、 J)50 J.答案：(1)150 J (2)50 J512.如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角 30，皮带在电动机的带动下，始终保持 v02 m/s 的速率运行现把一质量为 m10 kg 的工件(可看成质点)轻轻放在皮带的底端，经时间 1.9 s，工件被传送到 h1.5 m 的高处， g 取 10 m/s2.求：(1)工件与皮带间的动摩擦因数；(2)电动机由于传送工件多消耗的电能解析：(1)由题图知，斜面部分皮带长度 l 3 m工件匀加速运动，速度hsin 30达到 v0时的位移 x1 t1 t1.达到 v0之后做匀速运动的位移 x2 l x1 v0(t t1)解v v02得 t10.8 s， x10.8 m，所以加速度 a 2.5 m/s 2.v0t1工件受的支持力 FN mgcos ，由牛顿第二定律，有 F N mgsin ma.解得动摩擦因数 .32(2)在时间 t1内，皮带运动位移 x v0t11.6 m，工件相对皮带位移 x x x10.8 m.因摩擦产生的热量 Q F N x mg xcos 60 J.工件获得的动能 Ek mv 20 J，工件增加的势能 Ep mgh150 J.12 20由能量守恒定律，电动机多消耗的电能 E Q Ek Ep230 J.答案：(1) (2)230 J32
