4能量转化与守恒定律

5-45-4能量转化与守恒定律能量转化与守恒定律 一、选择题 1．跳伞运动员在刚跳离飞机、降落伞尚未打开的一段时间内：①空气阻力做正功；② 重力势能增加；③动能增加；④空气阻力做负功。以下说法中正确的是() A．①② C．②④ [答案]B [解析]跳伞运动员跳离飞机，在尚未打开降落伞的这段时间内，运动员向下运动，重 力对运动员做正功，重力势能减少；空气阻力对运动员做负功。由于重力大于空气阻力，运 动员向下做加速运动，其动能增加，故①②错，③④对。 2． (2012·温州二模)蹦床是青少年喜欢的一种体育活动， 蹦床边框用弹簧固定有弹性网， 当运动员从最高点落下直至最低点的过程中，空气阻力大小恒定，则运动员() A．刚接触网面时，动能最大 B．机械能一直减少 C．重力做功等于克服空气阻力做功 D．重力势能的减少量等于弹性势能的增加量 [答案]B [解析]运动员从最高点落下直至最低点的过程中，先做加速运动，后做减速运动，当 合力为 0 时，速度最大，动能也最大，此时弹性网发生形变，则选项A 错误；因为在整个 过程中都受阻力作用，阻力做负功，机械能减少，选项 B 正确；由动能定理，重力做功等 于重力势能的减少量，为克服空气阻力做功与克服弹力做功之和，故选项C、D 错误。 3．(2012·广东深圳一模)在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．质量为m 的跳水运动员入水后受到水的阻力而竖直向下做减速运动， 设水对他的阻力大小恒为F。那 么在他减速下降深度为 h 的过程中，下列说法正确的是(g 为当地的重力加速度)() A．他的动能减少了 Fh B．他的重力势能减少了mgh C．他的动能减少了(F－mg)h D．他的机械能减少了Fh [答案]BCD [解析]跳水运动员入水减速下降h 的过程中，他的重力势能减少了 mgh，则 B 选项正 B．③④ D．①③ 确；由动能定理知，动能减少了(F－mg)h，则 C 选项正确；重力以外的力做的功等于机械 能的变化，则 D 选项正确。 4．(2012·东北三省六校联考)如图所示，轻质弹簧的一端固定在竖直板P 上，另一端与 质量为 m1的物体 A 相连，物体 A 静止于光滑桌面上，A 右边接一细线绕过光滑的定滑轮悬 一质量为 m2的物体 B，设定滑轮的质量不计，开始时用手托住物体 B，让细线恰好拉直， 然后由静止释放 B，直到 B 获得最大速度，下列有关此过程的分析，其中正确的是() A．物体 B 机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 B．物体 B 重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 C．物体 B 动能的增加量等于细线拉力对物体B 做的功与物体 B 重力做功之和 D．物体 B 的机械能一直增加 [答案]C [解析]物体 A、B 及弹簧组成的系统机械能守恒，物体B 的机械能减少量等于弹簧弹 性势能的增加量与物体A 动能的增加量之和，则选项A、B 错误；单独对物体B，在达到最 大速度前，细线拉力做负功， 机械能减少，物体B 减少的机械能等于拉力做的功，则选项C 正确、D 错误。 5．(2012·辽宁沈阳)如图所示，甲、乙两种粗糙面不同的传送带，倾斜于水平地面放置。 以同样恒定速率 v 向上运动。 现将一质量为 m 的小物体(视为质点)轻轻放在 A 处， 小物体在 甲传送带上到达 B 处时恰好达到传送带的速率v； 在乙传送带上到达离B 竖直高度为 h 的 C 处时达到传送带的速率v。 已知 B 处离地面高度为H， 则在物体从 A 到 B 的运动过程中() A．两种传送带对小物体做功相等 B．将小物体传送到 B 处，两种传送带消耗的电能相等 C．两种传送带与小物体之间的动摩擦因数不同 D．将小物体传送到B 处，两种系统产生的热量相等 [答案]AC 1 [解析]A→B，由动能定理得W－MgH＝ mv2，A 对；动摩擦因数μ 明显不同，C 对； 2 A→B 摩擦力做功一样，但甲一直产生热量，而乙中只有 AC 段产生热量，所以产生热量不 同，D 错；再由能量守恒则消耗的电能不等，B 错。 6．(2012·潍坊模拟)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mgh B．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 [答案]CD [解析]本题考查做功与能量的转化关系。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，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。 7．(2012·北京东城示范校练习)如图所示，一根光滑的绝缘斜槽连接一个竖直放置的半 径为 R＝0.50m 的圆形绝缘光滑槽轨。槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.50T。有一个质量 m＝0.10g，带电荷量为 q＝＋1.6×10 3C 的小球在斜轨道上某位置由－ 静止自由下滑，若小球恰好能通过最高点，则下列说法中正确的是(重力加速度 取 10m/s2)() A．小球在最高点只受到洛伦兹力和重力的作用 B．小球从初始静止到达最高点的过程中机械能守恒 v2 C．若小球到最高点的线速度为v，则小球在最高点时的关系式mg＋qvB＝m成立 R 21 D．小球滑下初位置离轨道最低点为h＝m 20 [答案]ABD [解析]小球在运动的过程中，轨道光滑，洛伦兹力不做功，机械能守恒，B 正确；在 圆周运动的过程中，洛伦兹力的方向沿半径向外， 若小球恰好能通过最高点， 则小球和轨道 之间没有正压力作用，小球在最高点只受到洛伦兹力和重力的作用， A 正确，小球在最高点 v2 1 时 mg－Bqv＝m，C 错误；对全过程有 mgh＝mg·2R＋ mv2，解得初位置离轨道最低点为h R2 21 ＝m，D 正确。 20 8.(2012·湖北襄阳调研)如图所示，质量为 m 的滑块从斜面底端以平行于斜面的初速度 v0冲上固定斜面，沿斜面上升的最大高度为H。已知斜面倾角为α ，斜面与滑块间的动摩擦 因数为 μ，且μtanα，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取斜面底端为零势能面，则能表示滑 块在斜面上运动的机械能E、动能 Ek、势能 Ep与上升高度 h 之间关系的图象是() [答案]D [解析]重力势能的变化仅仅与重力做功有关，随高度h 的增大，重力势能增大，选项 h A 错误。 机械能的变化仅与重力和系统内弹力之外的其他力做功有关， 上滑过程有－f