2018高中物理第四章機(jī)械能和能源能量守恒定律與能源課時跟蹤練習(xí)教科版必修2

1、 能量守恒定律與能源 、選擇題: 1 .有關(guān)功和能，下列說法正確的是 （） A. 力對物體做了多少功，物體就具有多少能 B. 物體具有多少能，就一定能做多少功 C. 物體做了多少功，就有多少能量消失 D. 能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式時，可以用功來量度能量轉(zhuǎn)化的多少 2 .一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，并從中穿出.對于這一過程，下列說法 不正確的是（） A. 子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能 B. 子彈減少的動能等于木塊增加的動能和子彈增加的內(nèi)能 C. 子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內(nèi)能之和 D. 子彈減少的動能等于木塊增加的動能與子彈和木塊增加的

2、內(nèi)能之和 3 .有人設(shè)想在夏天用電冰箱來降低房間的溫度.他的辦法是：關(guān)好房間的門窗然后打開冰箱的所有門讓 冰箱運轉(zhuǎn)，且不考慮房間內(nèi)外熱量的傳遞，則開機(jī)后，室內(nèi)的溫度將 （） A. 逐漸有所升高 B. 保持不變 C. 開機(jī)時降低，停機(jī)時又升高 D. 開機(jī)時升高，停機(jī)時降低 4. 質(zhì)量為 m 的物體，從靜止開始以 2g 的加速度豎直向下運動距離 h,不計空氣阻力， 則下列說法中正確 的是（） A. 物體的重力勢能減少 2mgh B.物體的機(jī)械能保持不變 C.物體的動能增加 2mgh D.物體的機(jī)械能增加 mgh 5. 如圖所示，一根長為li的橡皮條和一根長為12的繩子懸于同一點，已知 11 12。

3、橡皮條另一端系 A 球, 繩子另一端系 B 球，兩球質(zhì)量相等。現(xiàn)從懸線水平位置（橡皮條保持原長）將兩球由靜止釋放，當(dāng)兩球擺 至最低點時，橡皮條的長度與繩子長度相等，此時兩球速度的大小 （） A. B 球的速度較大 B. A 球的速度較大 C.兩球速度大小相等 D.不能確定誰的速度大 6. 物體以 100J 的初動能從斜面底端沿斜面向上運動到某一點時，動能減少 則物體重返斜面底端時的動能為 （） A. 68J B. 64J C. 48J D. 20J 7. 如圖所示，質(zhì)量為 m 的木塊放在地面上， 一根彈簧下端連著木塊。用恒力 使木塊離開地面。如果恒力 F 的作用點向上移動的距離為 h,則（）

4、A. 木塊的重力勢能增加了 Fh 80J，其機(jī)械能減少了 32J。 F 豎直向上拉彈簧的上端， C. 恒力 F 所做的功為 Fh D. 木2 3. 如圖， 在豎直平面內(nèi)有一半徑為 R 的半圓形圓柱截面，用輕質(zhì)不可伸長的細(xì)繩連接的 A、B 兩球，懸掛 在圓柱面邊緣兩側(cè)，A 球質(zhì)量為 B 球質(zhì)量的兩倍，現(xiàn)將 A 球從圓柱邊緣處由靜止釋放，已知 A 始終不離開 球面，且細(xì)繩足夠長，圓柱固定 .若不計一切摩擦.求： (1) A 球沿圓柱截面滑至最低點時速度的大小； (2) A 球沿圓柱截面運動的最大位移 . 4如圖所示，靜止在水平桌面的紙帶上有一質(zhì)量為 0. 1kg 的小鐵塊，它離紙帶的右端距離為 0

5、. 5 m，鐵 塊與紙帶間動摩擦因數(shù)為 0.1 現(xiàn)用力向左以 2 m/s2的加速度將紙帶從鐵塊下抽出，求： (不計鐵塊大小， 鐵塊不滾動) (1) 將紙帶從鐵塊下抽出需要多長時間？ (2) 紙帶對鐵塊做多少功？ 二、解答題： 1 風(fēng)力發(fā)電是一種環(huán)保的電能獲取方式。設(shè)計每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率為 40 kW 實驗測得風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為 電功的效率約為 20%，空氣的密度是 1.29kg/m3，當(dāng)?shù)厮斤L(fēng)速約為 10 m/s，問風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長度約 為多少才能滿足設(shè)計要求 ？ 2. 一個質(zhì)量 m=0.20kg 的小球系于輕質(zhì)彈簧的一端，且套在光滑豎立的圓環(huán)上的 環(huán)的最高點 A,環(huán)的半徑 R=0.50m,

6、 彈簧的原長 Lo=O.5Om，勁度系數(shù)為 4.8N/m，如圖所示.若小球 從圖中所示位置 B 點由靜止開始滑到最低點 C 時，彈簧的彈性 勢能 E=0.60J.取重力加速度 g=10m/s2,求： (1) 小球到 C 點時的速度 vc的大??； 小球在 C 點時對環(huán)的作用力大小和方向。 B 點，彈簧的上端固定于 3 5. 一個質(zhì)量為 m=0. 20 kg 的小球系于輕質(zhì)彈簧的一端， 且套在光豎直的圓環(huán)上， 彈簧固定于環(huán)的最高點 A, 環(huán)的半徑 R=0. 50 m,彈簧原長 Lo = 0. 50 m ，勁度系數(shù)為 4.8 N/m，如圖所示，若小球從圖示位置 B 點由 靜止開始滑到最低點 C 時，

7、彈簧的彈性勢能 E彈=0. 60J ;求: (1)小球到 C 點時的速度 Vc的大小. 小球在 C 點時對環(huán)的作用力(g=10 m/s 2) 6. 如圖所示，光滑 1/4 圓弧的半徑為 0.8m,有一質(zhì)量為 1.0kg 的物體自 A 點從靜止開始下滑到 B 點，然后 沿水平面前進(jìn) 4.0m,到達(dá) C 點停止.g 取 10m/s，求： (1) 物體到達(dá) B 點時的速率； (2) 在物體沿水平面運動的過程中摩擦力做的功； (3) 物體與水平面間的動摩擦因數(shù) . 【答案與解析】 一、選擇題： 1. D 解析：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，即物體做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化；并非力對物體做了多少功， 物體

8、就具有多少能；也非物體具有多少能，就一定能做多少功，所以 A、B 錯誤.做功的過程是能量轉(zhuǎn)化 的過程，能量在轉(zhuǎn)化過程中總量守恒并不消失，所以 C 錯誤正確選項是 D. 2. A、B、C 解析：子彈射穿木塊的過程中，由于相互間摩擦力的作用使得子彈的動能減少，木塊獲得動能，同時產(chǎn)生 熱量，且系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量在數(shù)值上等于系統(tǒng)機(jī)械能的損失. A 選項漏考慮系統(tǒng)增加的內(nèi)能， B 選項漏考慮 木塊增加的內(nèi)能，C 選項應(yīng)考慮的是系統(tǒng)(子彈、木塊)內(nèi)能的增加，故 A、B C 錯. 3. A 解析：電冰箱消耗電能，部分轉(zhuǎn)化成焦耳熱，房間內(nèi)溫度逐漸升高. 4. CD 4 解析：重力勢能的減少為 mgh，故 A 錯誤

9、；動能增量為合外力做的功，即 厶Ek二F合h二2mgh， 故 C正5 確；動能增量減去重力勢能的減少量即機(jī)械能的增量，即 5. A 解析：由能量守恒知，B 球的重力勢能完全轉(zhuǎn)化為動能，而 A 球的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為動能一部分轉(zhuǎn)化 為橡皮條的彈性勢能，故 B 的速度大。 6. D 解析：動能減少 80J，其機(jī)械能減少了 32J，那么動能減少 100J 時，機(jī)械能減少 40J，即向上運動過程克 服阻力做功 40J，向下運動過程也需要克服阻力做功 40J，共克服阻力做功 80J，那么返回時還有動能 20J。 即 D 選項正確。 7. C 解析：恒力向上移動 h，做功為 Fh，故 C 選項正確；由能

10、量守恒可知，恒力做的功一部分轉(zhuǎn)化為木塊的重 力勢能，一部分為彈簧的彈性勢能，故 ACD 錯誤； 二、解答題： 1.解析：設(shè)葉片長度為 r，則葉片轉(zhuǎn)動的面積 S= n r2取時間 t 內(nèi)作用到橫截面積為 S 的面積上的空氣 流為研究對象，則這部分空氣流的質(zhì)量為 m= p V= p Svt 11 E X 20% 1 空氣流的動能為Ek二一mv 2=PSv3t，則電功率 P= - =_ hr2v3 2 2 t 10 10P 3 =9.94 m，所以葉片長度約為 9.94m. ；：v3 2 解析： (1)小球在運動過 程中受重 力，環(huán)對它的 彈力和彈 簧對它的彈力 作用，機(jī) 械能守恒， 1 設(shè) C 點

11、為重力勢能零點 mgCD = mvC +EP 2 CD = R Rcos 丁 由得 vc=3m/s 小球在 C 點時受重力、彈簧彈力和環(huán)對它的作用力，受力如圖所示: 小球在 C 點所受合外力等于向心力 2 N F -mg = m 乞 R F=kx x=R 由得 N=3.2N 3.解析：(1)設(shè) A 球沿圓柱面滑至最低點時速度的大小為 v,則根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得 J 2mgh _ mgh = mgh，故 D 正確。 6 2mgR -、2mgR =丄 2mv2 mvB 2 27 上式帶入數(shù)據(jù)得 W= -8J (3) 設(shè)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為 W=-mgS 上式帶入數(shù)據(jù)解得 1 =0.2 4

12、. 5. 6. 又 vB =vcos45 252gR (2)當(dāng) A 球的速度為零時，A 球沿圓柱面運動的位移最大，設(shè)為 S,則根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得 2mgh -mgS = 0 由幾何關(guān)系鄂叮斤得2R4RS2 解得S .3R 解析：(1)設(shè)紙帶的加速度為 ai，鐵塊的加速度為 a2.則 2 1 2 1 2 Jg =1m/s2, L a1t2 a2t2，得 t=1s。 2 2 aj =2m/s2,a2 1 2 s鐵塊 a?t ,W 二 fs -mgs鐵塊=0.05J, 1 2 v鐵塊=a2t = 1m/s,W - ；：EK mv鐵塊 0.05J. 2 解析：小球由 B 點滑到 C 點，由能量守恒得 1 2 mg(R Rcos60) W彈力二-mvC , W彈力二-0.60 J 2 得 vc=3 m/s. (2 )在 C 點時有 F彈=k(2R -1) =2.4N , 設(shè)環(huán)對小球作用力為 N,方向指向圓心，則 F彈 N - mg =m-,N =3.2N .