1、课时作业 21 能量守恒定律与能源时间：45 分钟一、单项选择题1关于“能量耗散”的下列说法中，正确的是( )能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫做能量的耗散；能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散；能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量的数量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了，而自然界的能量是守恒的；能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的A BC D解析：由能量耗散的定义可知说法正确，能量的耗散是指能源的可利用品质下降，但能量仍然是守恒的，故 A 选项正确答案：A
2、2质量为 m 的子弹，以水平速度射入放在光滑水平面上质量为M 的木块中，刚好能从木块中射出，下列说法中正确的是( )A子弹克服阻力做的功，等于系统内能的增加B子弹动能的减少量，等于子弹克服阻力做的功C子弹损失的机械能，等于木块和子弹组成的系统内能的增加D阻力对子弹做的功，等于木块获得的动能解析：对子弹射击木块的过程，由于子弹和木块之间存在相互作用力，子弹受到阻力作用，木块受动力推动而获得动能，所以子弹克服阻力做的功等于子弹动能的减少量，而子弹减小的动能一部分使木块的动能增加，另一部分转化为系统的内能，B 选项正确答案：B3下列说法中正确的是( )A能就是功，功就是能B做功越多，物体的能量就越大
3、C外力对物体不做功，这个物体就没有能量D能量转化的多少可以用做功来量度解析：功和能是两个不同的概念，做功的多少只是说明了能量转化的多少而不能说明能量的多少，外力做功与否不能说明物体能量的有无功是能量转化的量度，故 D 正确，正确把握功、能关系，理解能量守恒答案：D4自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法中正确的是( )A机械能守恒B能量正在消失C只有动能和重力势能的相互转化D减少的机械能转化为内能，但总能量守恒解析：秋千在摆动过程中受阻力作用，克服阻力做功，机械能减小，内能增加，但总能量不变答案：D5利用下列哪种能源时，给人类带来污染较小( )A煤 B石油C天然气 D核能答案：D二、多项选择
4、题6如图所示，在升降机内固定一光滑的斜面体，一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板 B 上，另一端与质量为 m 的物块A 相连，弹簧与斜面平行整个系统由静止开始加速上升高度 h 的过程中( )A物块 A 的重力势能增加量一定等于 mghB物块 A 的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和C物块 A 的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和D物块 A 和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和 B 对弹簧拉力做功的和解析：由于斜面光滑，物块 A 静止时弹簧弹力与斜面支持力的合力与重力平衡，当整个装置加速上升时，由牛顿第二定律可知物块A 受到的合力 应向上，
5、故弹簧伸长量增加，物 块 A 相对斜面下滑一段距离，下滑高度小于 h，故 选项 A 错误；根据 动能定理可知，物块 A动能的增加量应等于重力、支持力及弹簧弹力对其做功的代数和，故选项 B 错误 ；物块 A 机械能的增加量应等于除重力以外的其他力对其做功的代数和，选项 C 正确；物块 A 和弹簧组成的系统机械能增加量应等于除重力和弹簧弹力以外的其他力做功的代数和，故选项 D正确答案：CD7滑雪是人们喜爱的一种冬季户外活动，某滑雪场有一种双人无动力滑雪车，两人前后相隔一定距离坐在车上，沿倾斜雪道加速滑到坡底水平雪道上，惊险刺激甲、乙两人同乘一辆滑雪车，甲在前，乙在后，如果两人可视为质点，忽略滑雪车
6、质量，且不计各种机械能损耗，当两人都到达水平雪道上时，甲的机械能与出发时相比( )A一定增加B一定减少C两人下滑时间距越大，甲的机械能变化越大D两人下滑时间距越大，甲的机械能变化越小解析：该题考查了机械能的变化问题忽略滑雪车质量，甲、乙相当于相互牵拉的连接体，下滑过程中乙的作用力对甲做正功，甲对乙的作用力做负功，因此甲的机械能增加，乙的机械能减少，故 A 对，B 错 ；设两人 质量都为 m，间距为 x，甲距地面高度为 h，根据系统机械能原理得 mghmg (hxsin) (2m)v2，甲机械能增加量12E mv2mgh mgxsin，所以 x 越大，机械能增加越大， C 正12 12确D 错误
7、 答案：AC8如图所示，倾角 30的粗糙斜面固定在地面上，长为 l、质量为 m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面) ，在此过程中( )A物块的机械能逐渐增加B软绳重力势能共减少了 mgl14C物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和解析：物块克服绳的拉力做功，其机械能减少，故 A 错误；软绳重力势能减少量 E mg mg sin mgl，故 B 正确；由功能关l2 l2 14系知 C 错误， D 正确答案：BD三
8、、非选择题9如图甲所示，一倾角为 37的传送带以恒定速度运行现将一质量 m2 kg 的小物体以某一初速度放上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g 取 10 m/s2，sin37 0.6，cos37 0.8.求：(1)0 10 s 内物体位移的大小；(2)物体与传送带间的动摩擦因数；(3)0 10 s 内物体机械能的增量及因与传送带摩擦产生的热量 Q.解析：(1) 从 题图乙中求出物体位移为 s 4 862m 23 m33 m.12(2)由图 象知，物体在传送带上滑动时的加速度 a1.5 m/s2，在此过程中对物体分析得：mgcosmgsin ma，得
9、 .1516(3)物体被送上的高度 hssin19.8 m ，重力势能增量 Epmgh396 J，动能增量 Ek mv mv 27 J，12 2 12 21机械能增量 EE pE k423 J.因 010 s 内只有前 6 s 发生相对滑动，而 06 s 内传送带运动距离 s 带 6 6 m36 m.06 s 内物体位移 s 物 46 m 23 m9 m，所以12 12xs 带 s 物 27 m，故产生的热量 Qmgcosx405 J.答案：(1)33 m (2) (3)423 J 405 J151610太阳能烟囱式热力发电原理如图所示，像种蔬菜大棚一样的太阳能集热棚将太阳能收集起来，对空气加
10、热，热空气进入烟囱由于烟囱内热空气的压强大于外界的大气压，在烟囱中就形成了强大的热气流，推动安置在烟囱底部的空气涡轮发电机发电已知太阳在地面每平方米面积上的辐射功率为 P0，太阳能集热棚的面积为 S0，烟囱内部的半径为 R，烟囱底部与外界冷空气的压强差为p，烟囱内热空气的密度为 ，热空气的动能转化为电能的效率为.以下分析中可不考虑发电过程中空气温度的变化求：(1)烟囱热空气的流速；(2)发电机的发电功率解析：(1) 太阳能集 热棚吸收太阳热辐射的功率应等于烟囱内热气流的机械功率，即 P0S0 pR2v热气流流速 v .P0S0pR2(2)根据能量守恒定律知发电机发电功率为P 电 mv212其中
11、 mv2为单 位时间内流过发电机的热空气的动能，则 P 电12 R2vv2.12将式代入此式中， 结果得 P 电 .P30S302p32R4答案：(1) (2)P0S0pR2 P30S302p32R411如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为 h，质量为 m 的小物块 A 从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使 A 制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线 M 处的墙上，另一端恰位于坡道的底端 O 点已知在 OM 段，物块 A 与水平面间的动摩擦因数均为 ，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求：(1)物块滑到 O 点时的速度大小(2)弹簧为最大压缩量 d 时的弹性势能( 设弹簧处于原长时弹性势能为零) (3)若物块 A 能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少？解析：(1) 由机械能守恒定律得 mgh mv212解得 v .2gh(2)在水平滑道上物块 A 克服摩擦力所做的功为Wmgd由能量守恒定律得 mv2E pmgd12以上各式联立得Epmghmgd .(3)物块 A 被弹回的过程中，克服摩擦力所做的功仍 为 Wmgd由能量守恒定律得 Epmgdmgh 所以物块 A 能够上升的最大高度为hh2d.答案：(1) (2)mghmgd (3)h2d2gh
