能的转化与守恒 1.docx

1、能的转化与守恒 1能的转化与守恒 学生姓名： 指导教师： 第2章 能的转化与守恒第1节 动能的改变知识点一动能的理解1下列关于动能的说法中，正确的是 ()A运动物体所具有的能就是动能B物体做匀变速运动，某一时刻的速度为v，则物体在全过程中的动能都是mv2C只是改变物体的速度方向时，其动能不变D物体在外力F作用下做加速运动，当力F减小时，其动能也减小解析动能是物体由于运动而具有的能，但运动物体所具有的能不全是动能，还有势能等其他能量，A错误；动能是状态量，它必须对应于某一状态，当状态改变后，物体的动能可能改变，B错误；只改变物体的速度方向，由Ekmv2知动能不变，C正确；在物体做加速运动时，尽管

2、F减小但仍在加速，动能仍在增加，D错误答案C知识点二恒力做功与动能变化的关系2在探究恒力做功与动能改变的关系的实验中，小车会受到阻力，可以使木板稍微倾斜作为补偿，则下面操作正确的是 ()A放开小车，能够自由下滑即可 B放开小车，能够匀速下滑即可C放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可解析为了得到弹力做功与动能改变的关系，根据控制变量法，必须尽量避免其他力做功，或使其他力(包括纸带对小车的阻力)做的总功为零，所以D正确答案D3某同学做探究恒力做功与动能改变的关系的实验装置如图217所示图217(1)在实验中，用绳的拉力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来

3、的实验误差，你认为还应该采取的两项措施是：_._.(2)图218所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T.距离如图，则打C点时小车的速度为_；要验证合外力的功与动能改变间的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有_图218解析(1)实验中小车不可避免地要受到摩擦力的作用，摩擦力对小车做负功，我们研究的是绳子拉力做的功与物体动能改变量的关系，应设法排除摩擦力的影响钩码拉着小车加速运动时，小车受的拉力小于钩码重力，为减小这一系统误差，应使小车的加速度尽量小，使钩码的质量远小于小车的质量(2)根据匀变速运动一段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻

4、的瞬时速度，得打C点时小车的速度vC；本实验需分析小车所受合外力对小车所做的功与小车对应时刻的动能的关系，还应测出钩码的质量和小车的质量答案(1)平衡摩擦力钩码的质量远小于小车的总质量(2)钩码的质量和小车的质量知识点三动能定理的应用4全国中学生足球赛在广州市番禺明珠足球广场揭幕比赛时，一学生用100 N的力将质量为0.5 kg的足球以8 m/s的初速度沿水平方向踢出20 m远，则该学生对足球做的功至少为 ()A. 200 J B16 J C1 000 J D2 000 J解析忽略阻力，由动能定理得，学生对足球所做的功等于足球动能的增加量，即Wmv2016 J，故B正确 答案B图2195. 如

5、图219所示，质量为m的物体在水平恒力F的推动下，从山坡底部A处由静止开始运动至高为h的坡顶B处，获得的速度为v，A、B间的水平距离为s，下列说法正确的是 ()A物体克服重力所做的功是mgh B合外力对物体做的功是mv2C推力对物体做的功是Fsmgh D物体克服阻力做的功是mv2mghFs解析设物体克服阻力做的功为W.由动能定理得FsmghWmv20，得WFsmghmv2，故D错误；因为F是水平恒力，s是水平位移，推力对物体做的功可由WFs计算，故C错误；由动能定理知，B正确；物体克服重力所做的功为mgh，A正确AB6两辆汽车在同一水平路面上行驶，它们的质量之比为12，速度之比为21.设两车与

6、地面间的动摩擦因数相等，则当两车紧急刹车后，滑行的最大距离之比为 ()A12 B11 C21 D41解析汽车刹车后由动能定理得mgl0mv2，故滑行的最大距离l与v2成正比，所以汽车滑行的最大距离之比l1l2vv41，故D正确答案D7. 某物体同时受到两个在同一直线上的力F1、F2的作用，从静止开始沿光滑水平面做直线运动，其位移与力F1、F2的关系图象如图2110所示在这4 m内，物体具有最大动能时的位移是 ()A1 m B2 m C3 m D4 m解析l2 m前，F1F2，合力做正功，动能增加；s2 m后，F1F2，合力做负功，动能减小；s4 m时，F1、F2的合力做功为零，动能为零故s2

7、m时，合力做功最多，动能最大，故B正确答案B8物体质量为10 kg，在平行于斜面的拉力作用下由静止开始沿斜面向上运动斜面与物体间的动摩擦因数0.1.当物体运动到斜面中点时，撤去拉力F，物体刚好能运动到斜面顶端停下斜面倾角为30，求拉力F的大小(取g10 m/s2)解析物体受力如图所示，物体受到的摩擦力fNmgcos 300.11010N8.7 N，设斜面的长度为l，由动能定理得Fflmglsin 300，得拉力F2(fmgsin 30)117.4 N.答案117.4 N9一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用，此后，该质点的动能可能 A一直增大 B先逐渐减小至零，再逐渐增大C先逐

8、渐增大至某一最大值，再逐渐减小D先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大解析设质点开始时的速度为v0，受到的恒力为F，设F与v0的夹角为.若090，则恒力对质点做正功，质点动能一直增大；若90180，则恒力先做负功后做正功，质点的动能先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大；若180，则质点的动能先逐渐减小至零，再逐渐增大，故A、B、D正确，C错误答案ABD10某同学从h5 m高处，以初速度v08 m/s抛出一个质量m0.5 kg的橡皮球，测得橡皮球落地前的瞬时速度为12 m/s，求该同学抛球时所做的功和橡皮球在空中运动时克服空气阻力做的功(取g10 m/s2)解析该同学抛球的过程中，橡皮球的

9、速度由零增加为抛出时的初速度v0，由动能定理得，他抛球时所做的功Wmv0.582 J16 J.橡皮球被抛出后，只有重力和空气阻力对它做功，由动能定理得mghWfmv2mv，得Wfmv2mvmgh5 J.即橡皮球克服空气阻力做的功为5 J.答案16 J5 J11.图2111 如图2111所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K，一条不可伸长的轻绳绕过K分别与物块A、B相连，物块A、B的质量分别为mA、mB.开始时系统处于静止状态现用一水平恒力F拉物块A，使物块B上升已知当物块B上升距离为h时，物块B的速度为v.求此过程中物块A克服摩擦力所做的功(重力加速度为g)解析以物块A、B所组成的系统

10、为研究对象，当物块B的速度大小为v时，物块A的速度大小也为v，对系统应用动能定理有WFWfWGB(mAmB)v20，即FhWfmBgh(mAmB)v20，得此过程中物块A克服摩擦力所做的功WfFhmBgh(mAmB)v2.答案FhmBgh(mAmB)v212如图2112所示，AB、BC、CD三段轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度L5 m，轨道CD足够长且倾角37，A点离轨道BC的高度H4.3 m质量为m的小滑块自A点由静止释放，已知小滑地与轨道BC间的动摩擦因数0.5，重力加速度取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)

11、小滑块第一次到达C点时的速度大小；(2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔；(3)小滑块最终停止位置距B点的距离图2112解析(1)小滑块在ABC过程中，由动能定理得mgHmgLmv，代入数据得小滑块第一次到达C点时的速度大小vC6 m/s.(2)小滑块沿CD段上滑的加速度大小agsin 6 m/s2.小滑块沿CD段上滑到最高点的时间t11 s，由对称性可知小滑块从最高点滑回C点的时间t2t11 s.故小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔tt1t22 s.(3)设小滑块在水平轨道上运动的总路程为s，对小滑块的运动全过程利用动能定理有mgHmgs，代入数据得s8.6 m，故小滑块最终停止位

12、置距B点的距离为2Ls1.4 m.答案(1)6 m/s(2)2 s(3)1.4 m第2节 势能的改变知识点一重力势能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重力势能的大小是相对的C重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功D在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零解析重力势能是由物体和地球的相对位置所决定的能，由地球和物体所共有，所以A、B正确；由于重力势能的大小与零势能面的选取有关，所以重力势能等于零不等于没有对外做功的本领，所以C错误；只有选地面为零势能面时，地面上的物体重力势能才为零，否则不为零，D错误故A、B正确2升降机中有一质量

13、为m的物体，当升降机以加速度a匀加速上升h高度时，物体增加的重力势能为 ()Amgh Bmghmah Cmah Dmghmah解析要分析重力势能的变化，只需分析重力做功物体随升降机上升了h，物体克服重力做功WGmgh，故物体的重力势能增加了mgh，A正确答案A知识点二重力做功与重力势能的变化关系4.图226如图226所示，甲、乙两名学生的质量都是m，当他们分别以图示的路径登上高h的阶梯顶端A时，他们的重力做功情况是 ()A甲的重力做功多 B乙的重力做功多C甲、乙的重力做功一样多 D无法判断解析因为重力做功只与物体的初、末位置有关，与运动路径无关，所以甲、乙的重力做的功均为mgh，故C正确答案C

14、5物体在运动过程中，克服重力做功100 J，则以下说法正确的是 ()A物体的高度一定降低了 B物体的高度一定升高了C物体的重力势能一定是100 J D物体的重力势能一定增加了100 J解析克服重力做功，即重力做负功，重力势能增加，高度升高克服重力做多少功，重力势能就增加多少，但重力势能是相对的，增加100 J的重力势能，并不代表现在的重力势能就是100 J，故B、D正确答案BD6把一个物体从地面竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h，若物体的质量为m，所受的空气阻力恒为f，则从物体被抛出到落回地面的全过程中A重力做的功为零 B重力做的功为2mghC空气阻力做的功为零 D空气阻力做的功为2fh

15、解析上升过程中重力做的功为mgh，下降过程中重力做的功为mgh，所以整个过程中重力做的功为零，A正确、B错误；上升过程中阻力向下，故阻力做功Wffh，下降过程中，阻力向上，故阻力做功Wfh，所以整个过程中阻力做功为2fh，故C错误、D正确答案AD知识点三弹性势能7关于弹性势能，以下说法正确的是 ()A发生弹性形变的物体都具有弹性势能 B只有弹簧在发生形变时才具有弹性势能C弹性势能可以与其他形式的能相互转化 D弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳解析发生弹性形变的物体的各部分之间，具有的势能叫弹性势能，A正确、B错误；弹性势能跟重力势能一样，可以与其他形式的能相互转化，C正确；所有能的单位与功的单

16、位相同，都是焦耳，D正确答案ACD图2278.如图227所示，轻质弹簧拴着小球放在光滑水平面上，小球在O点时弹簧的长度为原长现将小球拉至A点后释放，则小球在A、B间往复运动，下列说法正确的是A从B到O，小球的速度不断减小 B在O处弹簧的弹性势能最小C从B到O，小球的速度不断增大 D在B处弹簧的弹性势能最小解析弹簧的弹性势能与它的形变量有关，小球在O点时弹簧的长度为原长，弹性势能最小，故B正确、D错误；从B到O，弹力方向向右，小球向右做加速度逐渐减小的加速运动，速度不断增大，故A错误、C正确答案BC9如图228所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点若将其下端向上提起使其对折，则做功至少为

17、()Amgl B. mgl C. mgl D. mgl解析将软绳下端向上提起，相当于把下半段向上移动了，重力势能增加了mgmgl，即外力至少要做的功为mgl，D正确答案D10.如图229所示，某工人用定滑轮提升重物，重物质量m30 kg，工人拉着绳从滑轮正下方A处缓慢走到B处的过程中，不计绳的质量以及绳与滑轮间的摩擦，已知60，图229h3 m，取g10 m/s2，求工人对重物做的功为多少解析工人拉绳使重物上升的高度lh，工人对重物做的功等于绳拉重物做的功Wmglmg900 J.11.图2210 如图2210所示，一质量为m的木块，以初速度v0冲上倾角为的斜面，沿斜面上升距离l后停在P点若木块

18、与斜面间的动摩擦因数为，求：(1)木块上升过程中重力的平均功率是多少？(2)木块的重力势能变化了多少？解析(1)木块上升过程做匀减速直线运动，其平均速度v0，所经历的时间t，上升过程中重力做的功WGmglsin ，所以木块上升过程中重力做功的平均功率mgv0sin (负号表示物体克服重力做功)(2)木块的重力势能变化了 EpWGmglsin ，说明重力势能增加了mglsin . 第3节 能量守恒定律知识点一验证机械能守恒定律1利用自由落体运动验证机械能守恒定律，就是看mv是否等于mghn.下列说法中正确的是 ()A打点计时器打第一个点O时，重物的速度为零 Bhn是点n到点O的距离Cm为重物的质

19、量，需用天平称量 D计算vn要用vngtn，其中tn(n1)T解析从机械能守恒来看，重力势能全部转化为动能，要使mvmghn，初动能必须为零，A正确；hn代表下落的高度，所以B正确；从等式中看出m可以约掉，所以不需要用天平测出其质量，C错误；求vn应该用点n前1点到后1点的距离除以这段长度对应的时间来求，也就是求中间时刻的瞬时速度，D错误答案AB2如图239所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平回答下列问题：(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_(填入正确选项前的字母)A米尺 B秒表C012 V的直流电源 D

20、012 V的交流电流(2)实验中误差产生的原因有_ _(写出两个原因)解析(1)需要米尺来测量两点之间的距离，电磁打点计时器需用交流电源，故选A、D.(2)纸带与电磁打点计时器之间存在摩擦阻力；测量两点之间距离时的读数有误差；计算势能变化时，选取的两点距离过近；交变电流频率不稳定(选取两个原因即可)答案(1)AD(2)见解析知识点二机械能守恒定律的理解及应用3下列运动中不能满足机械能守恒的是 ()A手榴弹从手中抛出后的运动 B汽车在水平路面上匀速行驶C物体沿光滑圆弧面从下向上滑动 D降落伞在空中匀速下降解析手榴弹从手中抛出后，在不计空气阻力的情况下，只受重力的作用，机械能守恒，A正确；汽车在水

21、平路面匀速行驶，牵引力和阻力做功大小相等，合外力不做功，机械能守恒，B正确；物体沿光滑圆弧面向上运动时，除重力做功外，弧面对物体的弹力不做功，故机械能守恒，C正确；降落伞在空中匀速下降，除受重力外，还受与重力大小相等、方向相反的空气阻力的作用，空气阻力对降落伞做负功，故它的机械能不守恒，D错误答案D4如图2310所示，质量为m的小球以速度v0离开桌面，若以桌面为零势能面，则它经过A点时所具有的机械能是(不计空气阻力) ()A. mvmgh B. mvmgh C. mv D. mvmg(Hh)解析小球下落过程机械能守恒，所以EAE0Ekmv.答案C5. 两个质量不同的小铁块A和B，分别从高度相同

22、的都是光滑的斜面和圆弧面的顶点滑向底部，如图2311所示如果它们的初速度都为零，则下列说法正确的是 ()A下滑过程中重力所做的功相等 B它们到达底部时动能相等C它们到达底部时速率相等D它们在最高点时的机械能和它们到达最低点时的机械能大小各自相等解析小铁块A和B在下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，则由mgHmv2，得v，所以A和B到达底部时速率相等，故C、D正确；由于A和B的质量不同，所以下滑过程中重力所做的功不相等，到达底部时的动能也不相等，故A、B错误答案CD知识点三能量守恒的理解及应用7如图2313所示，图2313一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是 ()A重力势

23、能减小，动能不变，机械能减小B重力势能减小，动能增加，机械能减小C重力势能减小，动能增加，机械能增加D重力势能减小，动能增加，机械能守恒解析由能量守恒定律知，小孩在下滑过程中总能量守恒，故A、C错误；由于摩擦力要做负功，机械能不守恒，故D错误；下滑过程中重力势能转化为动能和内能，B正确8.图2314 如图2314所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是 AA开始运动时 BA的速度等于v时CB的速度等于零时 DA和B的速度相等时解析A、B和弹簧组成的系统机械能守

24、恒，当A、B速度相等时，弹簧的形变量最大，弹性势能最大，即A、B组成的系统动能损失最大答案D9. 如图2315所示，两个完全相同的物体分别自斜面AC和BC顶端由静止开始下滑，物体与两斜面的动摩擦因数相同，物体滑至斜面底部C点时的动能分别为EA和EB，下滑过程中克服摩擦力做功分别为WA和WB，则 ()AEAEBWAWB BEAEBEAWBCEAEBWAWB DEAEBWAWB解析设斜面倾角为，底边长为b，则Wfmgcos mgb，即摩擦力做功与斜面倾角无关，所以两物体的摩擦力做功相同由图知A物体的重力做的功大于B物体的重力做的功，再由动能定理知，EAEB.故A正确答案A12. 如图2319所示，AB与CD为两个对称斜面，其上部足够长，下部分别与一个光滑圆弧面的两端相切，圆弧圆心角为120，半径R2 m一物体在离圆弧底E的高度h3 m处以速率v4 m/s沿斜面向下运动若物体与斜面间的动摩擦因数0.02，求物体在两斜面上(不包括圆弧部分)通过的路程(取g10 m/s2)图2319解析由几何关系知，斜面与水平面的夹角为60，因tan 600.02，所以当物体的机械能减少到一定程度时，物体就只在光滑圆弧面上滑动，不能再滑到斜面上取最底端为零势能面，设物体在两斜面上通过的路程为l，则由能量守恒得mghmv2mgR(1cos 60)mglcos 60，得l280 m.答案280 m