7-10能量守恒定律與能源 每課一練(人教版必修2)

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1、7-10能量守恒定律與能源 每課一練(人教版必修2) 知識點 基礎 中檔 稍難 功能關系 2、3、4、5 7、8、9 能量守恒 1、6、10 摩擦生熱 11 綜合 12 1. 關于能量和能源,下列說法中正確的是 (   ) A. 由于自然界的能量守恒,所以不需要節(jié)約能源 B. 在利用能源的過程中,能量在數(shù)量上并未減少 C. 能量耗散說明能量在轉化過程中沒有方向性 D. 人類在不斷地開發(fā)和利用新能源,所以能量可以被創(chuàng)造 答案:B 解析:自然界的總能量是守恒的,能量只能從一種形式轉化為另一種形式或從一個物體轉移到另一個

2、物體,能量不可能被創(chuàng)造;在利用能源的過程中,能量在數(shù)量上并未減少,能量耗散使能量的利用品質(zhì)降低了,能量轉化具有方向性,因此要節(jié)約能源,故B正確,A、C、D錯誤. 2. [2013·大慶高一檢測]下列現(xiàn)象中,物體動能轉化為勢能的是 (   ) A. 秋千由最高點蕩向最低點 B. 張開的弓把箭水平射出去 C. 騎自行車勻速駛上斜坡 D. 正在騰空上升的禮花彈 答案:D 解析:秋千由最高點蕩向最低點是重力勢能轉化為動能;張開的弓把箭水平射出去是彈性勢能轉化為動能;騎自行車勻速駛上斜坡是人體內(nèi)的化學能轉化為重力勢能;正在騰空上升的禮花彈是動能轉化為重力勢能,故只有D正確.

3、3. [2013·合肥高一檢測]質(zhì)量為m的物體在豎直向上拉力F的作用下從靜止出發(fā)以2g的加速度勻加速上升h,則 (   ) A. 物體的機械能增加3mgh B. 物體的重力勢能增加mgh C. 物體的動能增加Fh D. 物體在上升過程中機械能守恒 答案:AB 解析:由F-mg=2mg得拉力F=3mg,機械能的增加等于拉力F做的功,即WF=Fh=3mgh,A對,D錯.重力勢能的增加等于克服重力做的功mgh,B對.動能的增加等于合力做的功,即W合=m·2g·h=2mgh=Fh,C錯. 4. [2013·衡水高一檢測] 2012年3月24日在國際泳聯(lián)大獎賽北京站中,中國選手何

4、沖在男子3米板決賽中獲得冠軍.若何沖的質(zhì)量為m,他入水后受到水的阻力而做減速運動,設水對他的阻力大小恒為F,在水中下降高度h的過程中,他的(g為當?shù)刂亓铀俣? (   ) A. 重力勢能減少了mgh B. 動能減少了Fh C. 機械能減少了(F+mg)h D. 機械能減少了Fh 答案:AD 解析:重力勢能的減少量等于重力做的功mgh,A對.動能的減少量等于克服合力做的功,為(F-mg)h,B錯.機械能的減少量等于克服阻力F做的功Fh,C錯,D對. 5. 行駛中汽車制動后滑行一段距離,最后停下;流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰;降落傘在空中勻速下降.上述不同現(xiàn)象所包含的

5、相同的物理過程中(  ) A. 物體克服阻力做功 B. 物體的動能轉化為其他形式的能量 C. 物體的勢能轉化為其他形式的能量 D. 物體的機械能轉化為其他形式的能量 答案:AD 解析:降落傘勻速下降,動能不變,重力勢能轉化為內(nèi)能.汽車制動,動能轉化為內(nèi)能. 6. 一質(zhì)量均勻、不可伸長的繩索,重為G,A、B兩端固定在天花板上,現(xiàn)在最低點C處施加一豎直向下的力,將最低點緩慢拉至D點,在此過程中,繩的重心位置 (   ) A. 逐漸升高       B .逐漸降低 C. 先降低后升高 D. 始終不變 答案:A 解析:外力對繩索做正功,繩索的機

6、械能增加,由于繩索的動能不變,增加的必是重力勢能,重力勢能增加是重心升高的結果,故A正確. 7. [2012·安徽高考]如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道,半徑OA水平、OB豎直,一個質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點由靜止開始自由下落,小球沿軌道到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力.已知AP=2R,重力加速度為g,則小球從P到B的運動過程中 (  ) A. 重力做功2mgR B. 機械能減少mgR C. 合外力做功mgR D. 克服摩擦力做功mgR 答案:D 解析:重力做功與路徑無關,所以WG=mgR,選項A錯;小球在B點時所受重力提供向心力,即mg=m,所以v=,

7、從P點到B點,由動能定理知:W合=mv2=mgR,故選項C錯;根據(jù)能量的轉化與守恒知:機械能的減少量為|ΔE|=|ΔEp|-|ΔEk|=mgR,故選項B錯;克服摩擦力做的功等于機械能的減少量,等于mgR,故選項D對. 8. 如圖所示,木塊靜止在光滑水平桌面上,一子彈水平射入木塊的深度為d時,子彈與木塊相對靜止,在子彈入射的過程中,木塊沿桌面移動的距離為L,木塊對子彈的平均阻力為Ff,那么在這一過程中不正確的是 (   ) A. 木塊的機械能增量為FfL B. 子彈的機械能減少量為Ff(L+d) C. 系統(tǒng)的機械能減少量為Ffd D. 系統(tǒng)的機械能減少量為Ff(L+d)

8、 答案:D 解析:木塊機械能的增量等于子彈對木塊的作用力Ff做的功FfL,A對.子彈機械能的減少量等于動能的減少量,即子彈克服阻力做的功Ff(L+d),B對.系統(tǒng)增加的機械能等于力Ff做的總功,即ΔE=FfL-Ff(L+d)=-Ffd,故機械能減少量為Ffd,C對、D錯. 9. [2013·廣州高一檢測]如圖所示,一塊長木板B放在光滑的水平面上,在B上放一物體A,現(xiàn)以恒定的外力拉B,由于A、B間摩擦力的作用,A將在B上滑動,以地面為參照物,A、B都向前移動一段距離.在此過程中 (   ) A. 外力F做的功等于A和B動能的增量 B. B對A的摩擦力所做的功等于A的動能

9、增量 C. A對B的摩擦力所做的功等于B對A的摩擦力所做的功 D. 外力F對B做的功等于B的動能的增量與B克服摩擦力所做的功之和 答案:BD 解析:物體A所受的合外力等于B對A的摩擦力,對物體A運用動能定理,則有B對A的摩擦力所做的功等于A的動能增量,B對.A對B的摩擦力與B對A的摩擦力是一對作用力與反作用力,大小相等,方向相反,但是由于A在B上滑動,A、B對地的位移不相等,故二者做功不相等,C錯.對B應用動能定理,WF-Wf=ΔEkB,即WF=Wf+ΔEkB就是外力F對B做的功,等于B的動能增量與B克服摩擦力所做的功之和,D對.由上述討論知B克服摩擦力所做的功與A的動能增量(等于B對

10、A的摩擦力所做的功)不相等,故A錯. 10. 某地平均風速為5 m/s,已知空氣密度是1.2 kg/m3,有一風車,它的風葉轉動時可形成半徑為12 m的圓面.如果這個風車能將圓面內(nèi)10%的氣流動能轉變?yōu)殡娔?,則該風車帶動的發(fā)電機功率是多大? 答案:3.4 kW 解析:在t時間內(nèi)作用于風車的氣流質(zhì)量m=πr2v·tρ這些氣流的動能為mv2, 轉變成的電能E=mv2×10% 所以風車帶動發(fā)電機的功率為P==πr2ρv3×10% 代入數(shù)據(jù)是P=3.4 kW. 11. [2013·大理高一檢測]質(zhì)量為m的鋼球以速度v落入沙坑,鋼球在沙坑中下陷的深度為d,(重力加速度為g)求: (1

11、)鋼球在沙坑中受到的阻力大小Ff; (2)鋼球下陷過程中產(chǎn)生的內(nèi)能. 答案:(1)mg+ (2)mgd+mv2 解析:(1)鋼球在沙坑中下陷過程由動能定理得: mgd-Ffd=0-mv2 解得:Ff=mg+. (2)由能量守恒定律可知內(nèi)能的增量等于鋼球機械能的減少量, 故ΔE內(nèi)=mgd+mv2. 12. 如圖所示,一個質(zhì)量為0.6 kg的小球以某一初速度從P點水平拋出,恰好從光滑圓弧ABC的A點的切線方向進入圓弧(不計空氣阻力,進入圓弧時無機械能損失).已知圓弧的半徑R=0.3 m,θ=60°,小球到達A點時的速度v=4 m/s.(g取10 m/s2)試求: (1)小球做

12、平拋運動的初速度v0; (2)P點與A點的水平距離和豎直高度; (3)小球到達圓弧最高點C時對軌道的壓力. 答案:(1)2 m/s (2)0.69 m 0.60 m (3)8 N 豎直向上 解析:(1)作出小球到達A點時的速度分解圖如圖所示,有: v0=vcosθ=4×cos60°m/s =2 m/s vy=vsinθ=4×sin60° m/s =2m/s. (2)設平拋運動的時間為t,水平位移為x,豎直位移為h,由平拋運動規(guī)律有:vy=gt x=v0t h=gt2 代入數(shù)據(jù)解得:x= m≈0.69 m,h=0.60 m. (3)設到達C點時的速度為vC,取A點重力勢能為零,由機械能守恒定律有: mv2=mv+mg(R+Rcosθ) 設C處軌道對小球的壓力為FN,有:FN+mg=m 代入數(shù)據(jù)解得:FN=8 N 由牛頓第三定律得小球對軌道的壓力大小為8 N,方向豎直向上.

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