2019高中物理 第四章 机械能和能源 能量守恒定律与能源课时跟踪练习 教科版必修2.doc

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1、1能量守恒定律与能源能量守恒定律与能源一、选择题： 1有关功和能，下列说法正确的是( ) A力对物体做了多少功，物体就具有多少能 B物体具有多少能，就一定能做多少功 C物体做了多少功，就有多少能量消失 D能量从一种形式转化为另一种形式时，可以用功来量度能量转化的多少 2一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 不正确的是( ) A子弹减少的机械能等于木块增加的机械能 B子弹减少的动能等于木块增加的动能和子弹增加的内能 C子弹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 3有人设想在

2、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 4质量为 m 的物体，从静止开始以 2g 的加速度竖直向下运动距离 h，不计空气阻力，则下列说法中正确 的是( ) A物体的重力势能减少 2mghB物体的机械能保持不变 C物体的动能增加 2mghD物体的机械能增加 mgh5如图所示，一根长为1l的橡皮条和一根长为2l的绳子悬于同一点，已知1l2l。橡皮条另一端系 A 球，绳子另一端系 B 球，两球质量相等。现从悬线水平

3、位置（橡皮条保持原长）将两球由静止释放，当两球 摆至最低点时，橡皮条的长度与绳子长度相等，此时两球速度的大小( ) AB 球的速度较大BA 球的速度较大 C两球速度大小相等D不能确定谁的速度大6物体以 100J 的初动能从斜面底端沿斜面向上运动到某一点时，动能减少 80J，其机械能减少了 32J。 则物体重返斜面底端时的动能为( ) A68JB64JC48JD20J 7如图所示，质量为 m 的木块放在地面上，一根弹簧下端连着木块。用恒力 F 竖直向上拉弹簧的上端， 使木块离开地面。如果恒力 F 的作用点向上移动的距离为 h，则( ) A木块的重力势能增加了 Fh B木块的机械能增加了 Fh C

4、恒力 F 所做的功为 Fh D木块的动能增加了 Fh2二、解答题： 1风力发电是一种环保的电能获取方式。设计每台风力发电机的功率为 40 kW实验测得风的动能转化 为电功的效率约为 20，空气的密度是 1.29kg/m3，当地水平风速约为 10 m/s，问风力发电机的叶片长 度约为多少才能满足设计要求?2.一个质量 m=0.20kg 的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光滑竖立的圆环上的 B 点，弹簧的上端固定于 环的最高点 A，环的半径 R=0.50m， 弹簧的原长 L0=0.50m，劲度系数为 4.8N/m，如图所示.若小球 从图中所示位置 B 点由静止开始滑到最低点 C 时，弹簧的弹性 势能

5、 E=0.60J.取重力加速度 g=10m/s2,求： (1)小球到 C 点时的速度 vC的大小； (2)小球在 C 点时对环的作用力大小和方向。3.如图，在竖直平面内有一半径为 R 的半圆形圆柱截面，用轻质不可伸长的细绳连接的 A、B 两球，悬挂 在圆柱面边缘两侧，A 球质量为 B 球质量的两倍，现将 A 球从圆柱边缘处由静止释放，已知 A 始终不离开 球面，且细绳足够长，圆柱固定.若不计一切摩擦.求: (1)A 球沿圆柱截面滑至最低点时速度的大小； (2)A 球沿圆柱截面运动的最大位移.4如图所示，静止在水平桌面的纸带上有一质量为 0. 1kg 的小铁块，它离纸带的右端距离为 0. 5 m

6、， 铁块与纸带间动摩擦因数为 0.1现用力向左以 2 m/s2的加速度将纸带从铁块下抽出，求：（不计铁块 大小，铁块不滚动） (1)将纸带从铁块下抽出需要多长时间？ (2)纸带对铁块做多少功？5.一个质量为 m=0. 20 kg 的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光竖直的圆环上，弹簧固定于环的最高点 A，环的半径 R=0. 50 m,弹簧原长 L0 = 0. 50 m，劲度系数为 4.8 N/m，如图所示，若小球从图示位置 B点由静止开始滑到最低点 C 时，弹簧的弹性势能弹E=0. 60J；求：(1)小球到 C 点时的速度 vC的大小 (2)小球在 C 点时对环的作用力（g=10 m/s2)BA

7、600 ORCROAB36.如图所示，光滑 1/4 圆弧的半径为 0.8m，有一质量为 1.0kg 的物体自 A 点从静止开始下滑到 B 点，然 后沿水平面前进 4.0m，到达 C 点停止.g 取 10m/s2，求： （1）物体到达 B 点时的速率； （2）在物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功； （3）物体与水平面间的动摩擦因数.【答案与解析】 一、选择题：1 D 解析:功是能量转化的量度，即物体做了多少功，就有多少能量发生了转化；并非力对物体做了多少功， 物体就具有多少能；也非物体具有多少能，就一定能做多少功，所以 A、B 错误做功的过程是能量转化 的过程，能量在转化过程中总量守恒并不消失

8、，所以 C 错误正确选项是 D 2A、B、C 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 选项漏考虑系统增加的内能，B 选项漏考虑 木块增加的内能，C 选项应考虑的是系统(子弹、木块)内能的增加，故 A、B、C 错 3A 解析:电冰箱消耗电能，部分转化成焦耳热，房间内温度逐渐升高4.CD解析：重力势能的减少为mgh，故 A 错误；动能增量为合外力做的功，即.2kEF hmgh合，故 C 正确；动能增量减去重力势能的减少量即机械能的增量，即2mghmghmgh，故 D 正确。5.A 解析：由能

9、量守恒知，B 球的重力势能完全转化为动能，而 A 球的重力势能一部分转化为动能一部分转化 为橡皮条的弹性势能，故 B 的速度大。6.D 解析：动能减少 80J，其机械能减少了 32J，那么动能减少 100J 时，机械能减少 40J，即向上运动过程克 服阻力做功 40J，向下运动过程也需要克服阻力做功 40J，共克服阻力做功 80J，那么返回时还有动能 20J。即 D 选项正确。7.C4解析：恒力向上移动 h，做功为 Fh，故 C 选项正确；由能量守恒可知，恒力做的功一部分转化为木块的 重力势能，一部分为弹簧的弹性势能，故 ACD 错误；二、解答题： 1. 解析：设叶片长度为 r，则叶片转动的面

10、积 Sr2取时间 t 内作用到横截面积为 S 的面积上的空气 流为研究对象，则这部分空气流的质量为 mVSvt空气流的动能为23 k11 22EmvSv t，则电功率23k20%1 t10EPr v得310Prv9.94 m，所以叶片长度约为 9.94m2解析：(1)小球在运动过程中受重力，环对它的弹力和弹簧对它的弹力作用，机械能守恒， 设 C 点为重力势能零点 PCEmvCDmg2 21cosRRCD 由得 vC=3m/s (2)小球在 C 点时受重力、弹簧弹力和环对它的作用力，受力如图所示：小球在 C 点所受合外力等于向心力:RvmmgFNC2 F=kx x=R 由得 N=3.2N 3.

11、解析：(1)设 A 球沿圆柱面滑至最低点时速度的大小为 v，则根据机械能守恒定律可得22 2122122BmvmvmgRmgR又045cosvvB解得 gRv5222(2)当 A 球的速度为零时，A 球沿圆柱面运动的位移最大，设为 S，则根据机械能守恒定律可得02 mgSmgh由几何关系 222hSS SR得2242SRRSh解得RS3 4. 解析：(1)设纸带的加速度为 a1，铁块的加速度为 a2则2 22 12 22 121 21,/1,/2tataLsmgasma ，得 t=1s。BA600 ORCDFNmg5(2),05. 0,212 2JmgsfsWtas铁块铁块 .05. 021,

12、/12 2JmvEWsmtavK铁块铁块5. 解析：小球由 B 点滑到 C 点，由能量守恒得JWmvWRRmgC60. 021)60cos(20弹力弹力， 得 vC=3 m/s.(2）在 C 点时有NlRkF4 . 2)2(0弹,设环对小球作用力为 N，方向指向圆心，则NNRvmmgNF2 . 3,2 弹 弹.小球对环作用力为N, NNN2 . 3. 6. 解析：由题意知，圆弧半径 R=0.8m，物体质量 m=1.0kg ，水平位移 S=4.0m （1）设物体到达 B 点时的速率为 v，从 A 到 B 过程中，由机械能守恒定律有mgR=21mv2上式带入数据解得 v=4 m/s （2）由动能定理得物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功 W= -21mv2 上式带入数据得 W= -8J （3）设物体与水平面间的动摩擦因数为 ，由做功公式得 W=mgS 上式带入数据解得 =0.2