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1、小初高K12教育学习资料能量守恒定律与能源、选择题:1 .有关功和能,下列说法正确的是()A. 力对物体做了多少功,物体就具有多少能B. 物体具有多少能,就一定能做多少功C. 物体做了多少功,就有多少能量消失D. 能量从一种形式转化为另一种形式时,可以用功来量度能量转化的多少2 .一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块,并从中穿出.对于这一过程,下列说法不正确的是()A. 子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B. 子弹减少的动能等于木块增加的动能和子弹增加的内能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. 子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能
2、之和3 .有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度.他的办法是:关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转,且不考虑房间内外热量的传递,则开机后,室内的温度将()A. 逐渐有所升高B. 保持不变C. 开机时降低,停机时又升高D. 开机时升高,停机时降低4. 质量为m的物体,从静止开始以2g的加速度竖直向下运动距离h,不计空气阻力,则下列说法中正确的是()A. 物体的重力势能减少2mghB.物体的机械能保持不变C.物体的动能增加2mghD.物体的机械能增加mgh5. 如图所示,一根长为li的橡皮条和一根长为12的绳子悬于同一点,已知1112。橡皮条另一端系A球,绳子另一端系B球,两球质量相等。现
3、从悬线水平位置(橡皮条保持原长)将两球由静止释放,当两球摆至最低点时,橡皮条的长度与绳子长度相等,此时两球速度的大小()A.B球的速度较大B.A球的速度较大C.两球速度大小相等D.不能确定谁的速度大6. 物体以100J的初动能从斜面底端沿斜面向上运动到某一点时,动能减少则物体重返斜面底端时的动能为()A.68JB.64JC.48JD.20J7. 如图所示,质量为m的木块放在地面上,一根弹簧下端连着木块。用恒力使木块离开地面。如果恒力F的作用点向上移动的距离为h,则()A. 木块的重力势能增加了FhB. 木块的机械能增加了FhC. 恒力F所做的功为FhD. 木块的动能增加了Fh80J,其机械能减
4、少了32J。F竖直向上拉弹簧的上端,二、解答题:1风力发电是一种环保的电能获取方式。设计每台风力发电机的功率为40kW实验测得风的动能转化为电功的效率约为20%,空气的密度是1.29kg/m3,当地水平风速约为10m/s,问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求?2. 一个质量m=0.20kg的小球系于轻质弹簧的一端,且套在光滑竖立的圆环上的环的最高点A,环的半径R=0.50m,弹簧的原长Lo=O.5Om,劲度系数为4.8N/m,如图所示.若小球从图中所示位置B点由静止开始滑到最低点C时,弹簧的弹性势能E=0.60J.取重力加速度g=10m/s2,求:(1) 小球到C点时的速度vc的大小
5、;小球在C点时对环的作用力大小和方向。B点,弹簧的上端固定于3. 如图,在竖直平面内有一半径为R的半圆形圆柱截面,用轻质不可伸长的细绳连接的A、B两球,悬挂在圆柱面边缘两侧,A球质量为B球质量的两倍,现将A球从圆柱边缘处由静止释放,已知A始终不离开球面,且细绳足够长,圆柱固定.若不计一切摩擦.求:(1) A球沿圆柱截面滑至最低点时速度的大小;(2) A球沿圆柱截面运动的最大位移.4如图所示,静止在水平桌面的纸带上有一质量为0.1kg的小铁块,它离纸带的右端距离为0.5m,铁块与纸带间动摩擦因数为0.1现用力向左以2m/s2的加速度将纸带从铁块下抽出,求:(不计铁块大小,铁块不滚动)(1) 将纸
6、带从铁块下抽出需要多长时间?(2) 纸带对铁块做多少功?5. 一个质量为m=0.20kg的小球系于轻质弹簧的一端,且套在光竖直的圆环上,弹簧固定于环的最高点A,环的半径R=0.50m,弹簧原长Lo=0.50m,劲度系数为4.8N/m,如图所示,若小球从图示位置B点由静止开始滑到最低点C时,弹簧的弹性势能E弹=0.60J;求:(1)小球到C点时的速度Vc的大小.小球在C点时对环的作用力(g=10m/s2)6. 如图所示,光滑1/4圆弧的半径为0.8m,有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点,然后沿水平面前进4.0m,到达C点停止.g取10m/s,求:(1) 物体到达B点时的速率;(
7、2) 在物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功;(3) 物体与水平面间的动摩擦因数.【答案与解析】一、选择题:1. D解析:功是能量转化的量度,即物体做了多少功,就有多少能量发生了转化;并非力对物体做了多少功,物体就具有多少能;也非物体具有多少能,就一定能做多少功,所以A、B错误.做功的过程是能量转化的过程,能量在转化过程中总量守恒并不消失,所以C错误正确选项是D.2. A、B、C解析:子弹射穿木块的过程中,由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减少,木块获得动能,同时产生热量,且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失.A选项漏考虑系统增加的内能,B选项漏考虑木块增加的内能,C选项应考虑的是系
8、统(子弹、木块)内能的增加,故A、BC错.3. A解析:电冰箱消耗电能,部分转化成焦耳热,房间内温度逐渐升高.4. CD解析:重力势能的减少为mgh,故A错误;动能增量为合外力做的功,即厶Ek二F合h二2mgh,故C正确;动能增量减去重力势能的减少量即机械能的增量,即2mgh一mgh=mgh,故D正确。5. A解析:由能量守恒知,B球的重力势能完全转化为动能,而A球的重力势能一部分转化为动能一部分转化为橡皮条的弹性势能,故B的速度大。6. D解析:动能减少80J,其机械能减少了32J,那么动能减少100J时,机械能减少40J,即向上运动过程克服阻力做功40J,向下运动过程也需要克服阻力做功40
9、J,共克服阻力做功80J,那么返回时还有动能20J。即D选项正确。7. C解析:恒力向上移动h,做功为Fh,故C选项正确;由能量守恒可知,恒力做的功一部分转化为木块的重力势能,一部分为弹簧的弹性势能,故ACD错误;二、解答题:1.解析:设叶片长度为r,则叶片转动的面积S=nr2取时间t内作用到横截面积为S的面积上的空气流为研究对象,则这部分空气流的质量为m=pV=pSvt1 iex20%1空气流的动能为Ek二一mv2=PSv3t,则电功率P=一hr2v32 2t10J10P3=9.94m,所以叶片长度约为9.94m.;:v32解析:(1)小球在运动过程中受重力,环对它的弹力和弹簧对它的弹力作用
10、,机械能守恒,1设C点为重力势能零点mgCD=mvC+EP2CD=RRcos丁由得vc=3m/s小球在C点时受重力、弹簧弹力和环对它的作用力,受力如图所示:小球在C点所受合外力等于向心力2NF-mg=m乞RF=kxx=R由得N=3.2N3.解析:(1)设A球沿圆柱面滑至最低点时速度的大小为v,则根据机械能守恒定律可得2mgR-、2mgR=丄2mv21mvB224.5.6.又vB=vcos45252gR(2)当A球的速度为零时,A球沿圆柱面运动的位移最大,设为S,则根据机械能守恒定律可得2mgh-mgS=0由几何关系鄂叮斤得2R4RS2解得S.3R解析:(1)设纸带的加速度为ai,铁块的加速度为
11、a2.则21212Jg=1m/s2,La1t2a2t2,得t=1s。22aj=2m/s2,a212s铁块a?t,W二fs-mgs铁块=0.05J,12v铁块=a2t=1m/s,W-;:Ekmv铁块0.05J.2解析:小球由B点滑到C点,由能量守恒得12mg(RRcos60)W弹力二-mvC,W弹力二-0.60J2得vc=3m/s.(2)在C点时有F弹=k(2R-1)=2.4N,设环对小球作用力为N,方向指向圆心,则F弹N-mg=m-,N=3.2N.小球对环作用力为N,N=-N=-3.2N.解析:由题意知,圆弧半径R=0.8m,物体质量m=1.0kg,水平位移S=4.0m(1)设物体到达B点时的速率为v,从A到B过程中,由机械能守恒定律有12mgRmv2上式带入数据解得v=4m/s(2)由动能定理得物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功W=-1m72上式带入数据得W=-8J卩,由做功公式得(3) 设物体与水平面间的动摩擦因数为W=-mgS上式带入数据解得1=0.2