第2章能的转化与守恒文档格式.docx

1、D.物体的动能不变，所受合外力一定为零物体所受到的合外力为零，则合外力对物体做功一定为零，A正确.合外力对物体做功为零，物体的动能变化为零，但物体所受的合外力不一定为零，如果物体所受到的合外力不为零，合外力对物体做功也可能为零，动能变化为零，B、D错误.如果物体在合外力的作用下做变速运动，物体的速度方向发生变化，但物体的速度大小不发生变化，则物体的动能不变，C错误，正确的选项为A.A3.对水平地面上的物体施加一水平恒力F，物体从静止开始运动了位移s，此时撤去力F，此后物体又运动了位移s而静止下来.若物体的质量为m，则有（ ）A.物体所受阻力的大小为FB.物体所受阻力的大小为C.力F所做的功为零

2、D.力F所做的功为 对全过程利用动能定理可得Fs-2Ffs=0，所以Ff=，力F所做的功WF=Fs.B4.一颗子弹以700 m/s的速度打穿第一块木板后速度为500 m/s，若让它继续打穿第二块同样的木板，则子弹的速度变为_m/s（木板对子弹的阻力恒定）.由W=Fs知子弹打穿每块木板，木板对子弹做的功都相等.打第一块：W=mv12-mv22；打第二块：mv22-mv32联立以上两式可解得v3=100 m/s.10030分钟训练（巩固类训练，可用于课后）1.一颗子弹以水平速度v射入一树干中，射入深度为s.设子弹在树干中所受到的阻力为一恒力，那么子弹以的速度射入树干中，射入的深度为（ ）A.s .

3、 C. D. 由于子弹在树干中所受到的阻力不变，因此对子弹利用动能定理有-Fs=0-mv2，所以s=.正确选项为D. D2.如图2-1-1所示，ABCD是一条长轨道，其中AB段是倾角为的斜面，CD段是水平的,BC段是与AB和CD都相切的小段圆弧，其长度可以略去不计.一质量为m的滑块在A点从静止状态释放，沿轨道滑下，最后停在D点，A点和D点的位置如图所示.现用一沿着轨道方向的力推滑块，使它缓慢地由D点推回到A点停下.设滑块与轨道间的动摩擦因数为，则推力对滑块做的功等于（ ）图2-1-1A.mgh B.2mghC.mg（s+） D.mgs+mghcot滑块由A到D，由动能定理可得mgh-Wf=0,

4、即Wf=mgh.滑块由D到A，由动能定理可得Wf-mgh-Wf=0，即Wf=mgh+Wf=2mgh.本题如果利用动摩擦因数等求解，可得出Wf=mgs+mghcot+mgh，也是正确的选项.3.以初速度v0竖直上抛一个小球，若不计空气阻力，在上升的过程中，从抛出小球到小球动能减小一半所经历的时间是（ ）A. B. C. D.（1-）设物体的动能减小一半时速度为v1，则根据动能的定义式Ek=mv12，有mv12=mv02，可解得：v1=v0.小球在上抛的过程中，做a=g的匀减速运动，设所经历的时间为t，则有：t=.动能与速度的方向无关，因此该题中，从抛出小球到小球动能减小一半时的速度可能有两个.若

5、在该题中只是问：从抛出小球到小球动能减小一半所经历的时间为多少?则答案应该是两个，即在上升和落回时各有一个.4.质量分别为M1、M2的两只船静止于湖面上，两船用绳相连，质量为m的人站在质量为M1的船上用恒力F拉绳，经过一段时间后，两船的位移大小分别为s1、s2，速度大小分别为v1、v2，则这段时间内人总共做的功为（ ）A.Fs2 B. M2v22C.F（s1+s2） D. M2v22+ （M1+m）v12本题考查动能定理的应用，在人用恒力F拉绳的过程中，人对两只船都做功.根据动能定理，人对船所做的功等于两只船的动能增加的和，即W=M2v12+ （M1+m）v22，而W=Fs1+Fs2，所以正确

6、的选项为C、D.5.一质量为1.0 kg的物体，以4 m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行，从某一时刻起对物体施以一水平向右的恒力，经过一段时间，物体的速度方向变为向右，大小仍为4 m/s，则在这段时间内水平力对物体所做的功为（ ）A.0 B. -8 J C. -16 J D.-32 J解析:据动能定理W=Ek=Ek2-Ek1,而物体的初动能为142 J=8 J，末动能为mv22=42 J=8 J，Ek1=Ek2，所以外力做功W=0.6.将质量为1 kg的物体沿水平方向抛出，出手时物体的速度大小为10 m/s，则物体被抛出去时具有的动能为_J；人抛出物体时，对物体做的功为_J.物体被抛出去时的

7、动能为Ek=mv2=102 J=50 J.由动能定理可得人对物体所做的功等于物体动能的增量，因此为50 J.50 507.如图2-1-2所示,斜面倾角为，质量为m的滑块.距挡板P距离为l0，并以初速度v0沿斜面上滑.滑块与斜面间的动摩擦因数为,滑块所受摩擦力小于滑块的重力沿斜面的分力.若斜面足够长滑块每次与挡板相碰均无机械能损失,问滑块经过的路程有多远?图2-1-2由于滑块所受重力沿斜面向下的分力大于滑块所受的摩擦力，所以可以断定滑块最终将停靠在挡板处，设整个过程经过的总路程为l，此过程重力做功WG=mgl0sin摩擦力做功Wf=-mglcos.对滑块，由动能定理，有：mgl0sin-mglc

8、os=0-mv02解得：l=.8.如图2-1-3所示，物体在离斜面底端4 m处由静止滑下，若斜面及平面的动摩擦因数均为0.5，斜面倾角37，斜面与平面间由一小段圆弧连接，求物体能在水平面上滑行多远？物体在斜面上受重力mg、支持力N1，摩擦力f1的作用，沿斜面加速下滑（=0.5tan=0.75），到水平面后，在摩擦力f2作用下做减速运动，直至停止.对物体在斜面上和平面上时进行受力分析，如图所示.下滑阶段：f1=N1=mgcos37由动能定理有：mgsin37s1-mgcos37s1=mv12-0在水平运动过程中f2=N2=mg-mgs=0-mv12联立式可得s=4 m=1.6 m.1.6 m9.

9、人从一定的高度落地容易造成骨折.一般人胫骨的极限抗压强度约为1.5108 N/m2，胫骨最小横截面积大多为3.2 cm2.假若一质量为50 kg的人从某一高度直膝双足落地，落地时其重心又约下降1 cm.试计算一下这个高度超过多少时，就会导致胫骨骨折.（g取10 m/s2）由题知，胫骨最小处所受冲击力超过F=s=1.510823.210-4 N时会造成骨折.设下落的安全高度为h1，触地时重心又下降的高度为h2，落地者质量为m.由动能定理mg（h1+h2）-Fh2=0，所以h1=h2-h2=1.9 m.在高度超过1.9 m以上的单杠上运动时，在单杠的下方应备有海绵垫子，或者有同学做好保护，以防不测

10、.其他活动（如：撑杆跳、跳伞、攀越高架等）也必须做好安全措施.高度超过1.9 m时，可能会导致骨折10.一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点.小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图则力F所做的功为多少？图2-1-4对球从P到Q的过程，有重力做功，且重力做负功.重力为恒力，恒力的功可直接用W=Fscos,所以WG=mgL（1-cos）；还有F做功，且F做正功，用Wf表示.物体的动能没发生变化，由动能定理W=Ek有Wf-mgL（1-cos）=0,则Wf=mgl（1-cos）.mgl（1-cos）快乐时光广告时间 儿子3岁的生日到了.这种事情我本不想铺张，但儿子的舅妈、

11、姑妈、外公外婆还是提着礼物来祝贺了. 为了营造快乐的气氛，我示意让儿子表演几个节目.儿子不负重望，轻松地背了几首唐诗，赢得大家的阵阵掌声.儿子也一下子兴奋起来，非要给大家讲个故事. 只听儿子讲道：“在森林里，住着熊妈妈和她的3个孩子”正当我们听得起劲时，儿子却越讲越慢.忽然，儿子语气一变：“下面是广告时间，精彩稍后继续.”然后，这小子扑到我面前，凑着我的耳朵说：“爸，后面的我忘了.”第2节 势能的改变1.物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的_有关，而跟物体运动的_无关.位置 路径2.物体的重力势能等于它所受的重力与所处的_乘积，重力势能的表达式是：_，符号是，单位是_.高度 Ep=m

12、gh Ep J3.重力势能对应着物体所处的一个状态，所以重力势能是一个_量.又因为物体的高度h是相对于某一水平面来说的，所以重力势能具有_；要确定重力势能，必须事先选定零势能面，凡在零势能面上方的，重力势能取_，在零势能面下方的重力势能取_.状态 相对性 正值 负值4.关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）A.重力势能只是由重物自身所决定的B.重力势能是标量，不可能有正、负值C.重力势能具有相对性，所以其大小是相对的D.物体克服重力所做的功等于物体重力势能的增加1.下列说法中正确的是（ ）A.物体上升时，重力做负功，重力势能减少B.物体下降，重力做正功，重力势能减少C.物体沿曲面运动，重力做功

13、多少与曲面的形状有关D.重力做功与重力势能的变化量相等重力对物体做正功时，重力势能减小，且重力势能的减小量应等于重力所做的功.所以选项A错误，B、D正确.重力做功与路径无关，所以选项C错误.BD2.物体在运动过程中克服重力做功为100 J，则下列说法中正确的是（ ）A.物体的重力势能一定增加了100 JB.物体的重力势能一定减少了100 JC.物体的动能一定增加了100 JD.物体的动能一定减少了100 J重力做负功，重力势能一定增加，且重力势能的增加量应等于克服重力所做的功.所以选项A正确，B错误.物体的动能变化与物体所受合外力所做的功有关，所以选项C、D错误.3.一个实心铁球与一个实心木球

14、质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论中正确的是（选地面为参考平面）（ ）A.铁球的重力势能大于木球的重力势能B.铁球的重力势能等于木球的重力势能C.铁球的重力势能小于木球的重力势能D.上述三种情况都有可能由于铁球和木球的密度不同，质量相等的铁球和木球，木球的体积较大，放在同一水平面上时，木球的重心高，因此，木球的重力势能大于铁球的重力势能，选项C正确.C4.如图2-2-1所示，小球质量为m，大小不计，右边圆轨道半径为R，小球从h=3R处沿斜轨滑下后，又沿圆轨道滑到最高点P处，在这一过程中，重力对小球所做的功为_，小球重力势能减少了_.图2-2-1求重力对小球做的功，直接确定小球在竖直方

15、向上的高度差，重力做正功mgR，则重力势能就减小mgR.mgR mgR5.有一挂在墙上的画，长1.8 m，下端轴重1 N，画面重1.8 N（画面质量分布均匀），现将长画卷起来，长画重力势能增加_J.将长画卷起的过程中，要克服长画的下轴的重力做功，功的大小为：W1=mgh1=11.8 J=1.8 J，还要克服长画本身的重力做功，做功的大小为：W1=mgh2=1.80.9 J=1.62 J，所以长画重力势能增加量为：Ep=W1+W2=1.8 J+1.62 J=3.42 J.3.426.平时我们经常说：“这个小球具有的重力势能为5 J”，这里所说的重力势能是小球单独具有的吗？试说明理由.这种说法是错

16、误的.重力势能跟重力做功密切相关，而重力是地球和物体之间的相互作用力，假若没有地球，就谈不上重力，严格说来，重力势能是地球与物体所组成的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的.这种说法是错误的，重力势能是物体与地球共同具有的.1.下列关于重力势能的说法正确的是（ ）A.重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的B.处在同一高度的物体，具有的重力势能相同C.放在地面上的物体重力势能一定为零D.在地面上方的物体，它的重力势能一定不等于零重力势能是地球与物体所组成的系统共同具有的，A正确.重力势能的大小与零势能面的选取有关，凡是在零势能面上方的物体，它的重力势能一定为正值，

17、在零势能面下方的物体，其重力势能一定为负值.而且势能的大小与物体的质量也有关，处在同一高度的物体，由于它的质量不一定相同，物体具有的重力势能不一定相同，B错误.如果不选地面的重力势能为零，放在地面上的物体重力势能也不为零，C错误.如果选地面上方的某一位置重力势能为零，则放在该处的物体所具有的重力势能一定为零，D错误.2.物体沿不同的路径（1）和（2）从坡顶A滑到坡底B，如图2-2-2所示，重力做功分别为W1、W2，则（ ）图2-2-2A.W1W2 B.W1W2C.W1W2 D.条件不足，无法比较重力做功只和初、末位置的高度差有关，和物体运动的路径无关.本题中物体从A沿不同的路径到达B点，初末位

18、置相同，故重力做的功相同.3.关于重力做功和重力势能变化，下列叙述正确的是（ ）A.做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做负功，重力势能减少B.做竖直上抛运动的物体，重力势能在不断减少C.做平抛运动的物体，重力势能在不断减少D.在水平面上做匀速圆周运动的物体，其重力势能不变重力做正功时，重力势能减少，重力做负功时，重力势能增大.因此只需要判断重力做正功还是做负功，即可判断出重力势能的变化.4.关于弹性势能，下列说法中正确的是（ ）A.任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能B.任何具有弹性势能的物体，一定发生了弹性形变C.物体只要发生形变，就一定具有弹性势能D.弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压

19、缩的长度有关由弹性势能的定义和相关因素进行判断.发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力作用而具有的势能，叫做弹性势能.物体发生了形变，且是弹性形变，即有弹力作用，是物体具有弹性势能的充分必要条件.弹簧的弹性势能除了跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关外，还跟弹簧劲度系数的大小有关.AB5.物体在运动过程中，克服重力做功为50 J，则（ ）A.重力做功为50 JB.物体的重力势能一定增加了50 JC.物体的重力势能一定减少了50 JD.重力做了50 J的负功物体重力势能的变化与重力对物体做功是紧密地联系在一起的，重力做正功，重力势能减少，重力做多少正功，重力势能就减少多少；同理，重力做负功，重力势能增

20、加，重力做多少负功，重力势能就增加多少.在本题中，物体克服重力做了50 J的功，即重力做了50 J的负功，重力势能就增加50 J，所以本题的正确答案为BD.6.如图2-2-3所示，质量为m的物体分别从倾角为、的两个光滑斜面上滑下，两斜面的高度均为h，则下列叙述中正确的是（ ）图2-2-3A.物体滑到斜面底端的速度相同B.物体滑到斜面底端的动能相同C.物体滑到斜面底端重力所做的功相同D.物体滑到斜面底端时速率相同重力做功只与始末位置的高度差有关，而与具体的路径无关，所以物体沿两个不同的斜面滑下时重力所做的功相等，选项C正确.由于在物体沿两个不同的斜面滑下时只有重力做功，根据动能定理可知物体滑到斜

21、面底端的动能相等，选项B正确.由于动能相等，所以物体滑下时速度的大小相等，然而速度是矢量，不仅要看大小而且要看方向，两个斜面的夹角不同，所以它们的速度方向不同，因此选项A错误，D正确.BCD7.质量为0.5 kg的球自30 m高的塔顶自由下落，球下落2 s时的重力势能是多少？（g取10 m/s2，取地面为零势能参考平面）要想求球下落2 s时的重力势能，应该先求出2 s末物体距地面的高度是多大.球下落2 s时，球下落的高度为：h=gt2=1022 m=20 m,此时小球距地面的高度为10 m，取地面为零势能参考平面，则小球的重力势能为：Ep=mgh=0.510 J=50 J.50 J8.如图2-

22、2-4所示，有一连通器，左右两管的横截面积均为S，内盛密度为的液体.开始时两管内的液面高度差为h，若打开底部中央的阀门K，液体开始流动，最终两液面相平.在这一过程中，液体的重力势能变化了多少？是增加了还是减少了？如果是减少了，减少的重力势能到哪里去了？图2-2-4由于A、B两管截面积相等，液体是不可压缩的，所以B管中液面下降的高度和A管中液面上升的高度相同，液面最终静止在初始状态A管液面上方h处.因为物体的重力势能与过程无关，只与初末状态的位置有关，所以可以将过程简化，视为将B管中h高的液柱移动到A管中，达到液体最终静止的状态，而其他的液体的位置没有变化，对应的重力势能也没有变化，全部液体重力

23、势能的变化，就是B管上部h长的液柱重力势能的减少.不难看出，B管中重力势能变化的部分液柱其重心的高度减小了：h=h，它的重力mg=hSg，所以全部液体重力势能减少了|Ep|=mgh= （hSg）（h）= h2gS，减少的重力势能全部转化为系统的内能.重力势能减少了h2gS，减少的重力势能转化为系统的内能.9.如图2-2-5所示，直杆长为2L，中心有一转轴O，两端分别固定质量为2m、m的小球a和b.当杆从水平位置转到竖直位置时，小球a和b构成的系统重力势能如何变化，变化了多少?重力对小球a做功为W1=2mgL，重力对小球b做功为W2=-mgL，重力对a和b组成的系统所做的总功W=W1+W2=2m

24、gL+（-mgL）=mgL，故系统的重力势能减少，且减少了mgL.系统的重力势能减少，且减少了mgL10.世界著名撑杆跳高运动员，乌克兰名将布勃卡身高1.83 m，体重82 kg，他曾35次打破撑杆跳高世界纪录，目前仍保持着6.14 m的世界纪录.请你回答以下两个问题：（1）他最后跳过6.14 m时，至少克服重力做多少功?（2）他的重力势能改变了多少?要想计算出撑杆跳运动员在跳过横杆的过程中克服重力所做的功，应该先考虑运动员中心升高的高度，乌克兰名将布勃卡身高1.83 m，目前仍保持着6.14 m的世界纪录，人的重心大约在人身高的一半的位置，即0.935 m，在撑杆跳的过程中，人的重心升高的高

25、度为：h=6.14 m-0.935 m=5.205 m，在人重心升高的过程中，克服重力所做的功为：W=mgh=825.205 J=4 268.1 J；运动员克服重力做了功，运动员的重力势能增加了4 268.1 J.（1）4 268.1 J （2）4 268.1 J11.将一个边长为a、质量为m的匀质正方体，移动一段距离l（l a），已知正方体与水平地面的动摩擦因数为，可供选择的方法有两种：水平推动和翻动.请思考：选择哪一种方法较为省功?如图甲，用水平推力移动正方体，外力F至少等于摩擦力，即F=mg，外力做功W1=Fl=mgl.如图乙，用翻动的方法，每翻一次，正方体向前移动距离a，每翻动一次，正

26、方体重心升高a-a=a，外力至少做功W2=mgh=mga正方体移动的距离为l，则需翻动的次数为n=外力至少做功W2=nW2=nmgh=mga=mgl比较W1、W2的大小：（1）当时，W1W2，用水平推动的方法省功.（2）当=时，W1=W2，两种方法效果相同.（3）当时，采用翻动的方法省功.得出结论：在非常光滑的地面上，采用推动物体前进的方法较为省功；在粗糙的地面上，采用翻动物体前进的方法省功笑话 森林之王狮子决定搞一个幽默笑话活动.它规定：猫、狐狸、猴子必须各自讲一个笑话，而且要让猪听了以后发笑.如果谁讲的笑话猪听了以后不笑，那么狮子就吃了谁. 聪明的猫很用心地讲了一个笑话，但它并没有让猪发笑.猫被狮子吃了. 狡猾的狐狸很得意地讲了一个笑话，可是猪也没有笑.狐狸也被吃掉了. 轮到猴子讲，猴子吓的全身颤抖，根本讲不出话来. 这时，猪哈哈大笑，而且笑出了眼泪. 狮王不解地问猪：“你还没有听猴子讲的笑话，怎么就笑成这个样子？” 猪笑着