1、课时训练 17 能量的转化与守恒基础夯实1.如图所示,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.重力势能减少,动能不变,机械能减少B.重力势能减少,动能增加,机械能减少C.重力势能减少,动能增加,机械能增加D.重力势能减少,动能增加,机械能守恒答案 B解析 小孩在下滑过程中重力势能减少,由于小孩做加速运动,故动能增加.又因为小孩下滑过程中克服摩擦力做功,故机械能减少.选项 B 正确.2.水流从高处落下,对水轮机做了 3108 J 的功,关于这句话的正确理解为 ( )A.水流在对水轮机做功前,具有 3108 J 的能量B.水流在对水轮机做功时,具有 3108 J 的能量
2、C.水流在对水轮机做功后,具有 3108 J 的能量D.水流在对水轮机做功的过程中 ,其能量减少了 3108 J答案 D解析 功是能量转化的量度,力对物体做了多少功就有多少能量发生了转化,选项 D 正确.3.(多选) 下列对于能量转化具有方向性的理解正确的是 ( )A.若甲种形式的能可以转化为乙种形式的能 ,则乙种形式的能不可以转化为甲种形式的能B.虽然能量的转化具有方向性,但这种自发的转化方向可以改变C.所谓方向性是指能量的自发转化方向D.反向的转化在一定条件下是可以进行的答案 CD解析 能量转化具有方向性是指自发地转化,而不引起其他变化,是有方向性的,但在一定外在条件下也可以发生反向的转化
3、,所以选项 A、B 错误,选项 C、D 正确.4.一质量均匀的不可伸长的绳索(其重力不可忽略) A、B 两端固定在天花板上 ,如图所示,今在最低点 C 施加一竖直向下的力将绳拉至 D 点,在此过程中绳索 AB 的重心位置将( )A.逐渐升高 B.逐渐降低C.先降低后升高 D.始终不变答案 A解析 由功能关系可知,拉力对绳做正功机械能增加,而初、末状态动能均为零,所以绳的重力势能增加,重心升高,选项 A 正确 .能力提升5.(多选) 升降机底板上放一质量为 100 kg 的物体,物体随升降机由静止开始竖直向上移动 5 m 时速度达到 4 m/s,则此过程中(g 取 10 m/s2)( )A.升降
4、机对物体做功 5 800 JB.合力对物体做功 5 800 JC.物体的重力势能增加 5 000 JD.物体的机械能增加 5 000 J答案 AC解析 设升降机的加速度为 a,则 v2=2ah,得 a= m/s2=1.6m/s2,故升降机对物体的支持力 FN4225满足 FN-mg=ma,得 FN=1160N,则此过程中,升降机对物体做功 W=FNh=11605J=5800J,选项A 正确;合力对物体做功 W=mah=800J,选项 B 错误; Ep=mgh=5000J,选项 C 正确;机械能变化等于支持力做功,即 E=5800J,选项 D 错误.6.(多选) 将物体从地面以 60 J 的初动
5、能竖直向上抛出,当它上升到某一高度 A 点时,动能减少了 30 J,机械能减少了 10 J.若空气阻力大小不变,以地面为零势能面,则下列说法正确的是( )A.物体在最高点处重力势能为 40 JB.物体落地时动能为 20 JC.物体上升过程中动能与重力势能相等时,动能小于 30 JD.物体下落过程中动能与重力势能相等时 ,重力势能大于 20 J答案 ABC解析 物体以 60J 的初动能从地面出发做竖直上抛运动,当上升到某一高度时,动能减少了 30J,而机械能损失了 10J.则当上升到最高点时,动能为零,而机械能损失了 20J.故在最高点处重力势能为 40J,故 A 正确;当下落过程中,由于阻力做
6、功不变,所以机械能又损失了 20J,因此该物体回到出发点时的动能为 20J,故 B 正确; 上升过程中由于存在机械能损失 ,当动能与重力势能相等时,动能小于 30J,故 C 正确; 下落过程中仍有机械能损失 .当动能与重力势能相等时,重力势能小于 20J,故 D 错误.7.(多选) 一颗子弹以某一速度击中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.子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量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.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块和子弹增加的内能之和答
7、案 BD解析 整个过程中,子弹的动能减少,子弹的内能增加,木块的动能增加,木块的内能增加.根据能量守恒定律,-E k 子弹 =Ek 木块 +Q 子弹 +Q 木块 或-E k 子弹 -Ek 木块 =Q 子弹 +Q 木块 ,故选项 B、D 正确.8.(多选) 如图所示,质量为 m 的物体( 可视为质点)以某一速度由底端冲上倾角为 30的固定斜面,上升的最大高度为 h,其加速度大小为 g.在这个过程中,物体( )34A.重力势能增加了 mgh B.动能损失了 mghC.动能损失了 D.机械能损失了 mgh32答案 AC解析 物体重力势能的增加量等于克服重力做的功,选项 A 正确;合力做的功等于动能的
8、减少量 Ek=mas=ma mgh,选项 B 错误,选项 C 正确;机械能的损失量等于克服摩擦力做30=32的功,因 mgsin30+f=ma,所以 f= mg,故克服摩擦力做的功为 fs= mg2h= mgh,选项 D 错误.14 14 129.如图所示,滑块静止于光滑水平面上,与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态,现用恒定的水平外力 F 作用于弹簧右端,在向右移动一段距离的过程中拉力 F 做了 10 J 的功.在上述过程中( )A.弹簧的弹性势能增加了 10 JB.滑块的动能增加了 10 JC.滑块和弹簧组成的系统机械能增加了 10 JD.滑块和弹簧组成的系统机械能守恒答案 C解析 若滑块静
9、止,拉力 F 做了 10J 的功,则弹簧的弹性势能增加了 10J;现在滑块通过弹簧在水平外力 F 作用下做加速运动,拉力 F 做了 10J 的功,使滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10J,选项 C 正确 .10.(2018 全国 )如图,abc 是竖直面内的光滑固定轨道 ,ab 水平,长度为 2R;bc 是半径为 R 的四分之一圆弧,与 ab 相切于 b 点.一质量为 m 的小球,始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自 a 点处从静止开始向右运动.重力加速度大小为 g.小球从 a 点开始运动到其轨迹最高点,机械能的增量为( )A.2mgR B.4mgR C.5mgR D.6mgR答案 C解析 本题中水平外力所做的功转化为小球的机械能,即小球机械能的增量等于水平外力所做的功.从 ac,水平外力做的功为 WF=mg3R,根据动能定理有 mg3R-mgR= ,解得 vc=2 ,方向竖直向上.当竖直方向速度变为零时,到达轨迹最高122 点 d,由 c 到 d 所用时间 t= =2 .小球通过 c 点时,水平方向做 ax= =g 的匀加速直线运动, 小球运动到最高点 d 时水平位移 scd= axt2=2R.所以整个过程中水平外力做的功为12mg(2R+3R)=5mgR,故 C 正确.
