2014能量守恒定律试题及完整解析答案

1、2014能量守恒定律试题及完整解析答案1、行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同物理过程是()重力对物体做功物体的动能转化为其他形式的能量物体的势能转化为其他形式的能量物体的机械能转化为其他形式的能量2、(2013长春模拟)下面关于摩擦力做功的叙述，正确的是()静摩擦力对物体一定不做功滑动摩擦力对物体不一定做负功一对静摩擦力中，一个静摩擦力做正功，则另一个静摩擦力一定做负功对滑动摩擦力中，一个滑动摩擦力做负功，则另一个滑动摩擦力一定做正功3、如图所示，某人用竖

2、直向上的力缓慢提起长为L、质量为m的置于地面上的铁链，则在将铁链提起到刚要脱离地面的过程中，提力所做的功为()111A.mgLmgLC5mgLD.WmgL=F*41maa卡4p*nbibibaH二.a忧厶二4、物体在竖直方向上分别做匀速上升、加速上升和减速上升三种运动。在这三种情况下物体机械能的变化情况是()匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减少匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减少匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能可能增加，可能减少，也可能不变三种情况中，物体的机械能均增加5、将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v-t图像如

3、图所示。以下判断正确的是()前3s内货物处于超重状态最后2s内货物只受重力作用前3s内与最后2s内货物的平均速度相同第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒6、(2013聊城模拟)如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为卩，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程中，下列说法正确的是()电动机做的功为摩擦力对物体做的功为mv2传送带克服摩擦力做的功为尹*电动机增加的功率为ymgv【总结提升】摩擦力做功的误区分析常见误区分析：(1)误区之一：计算摩擦力做功时，误把物体的长度当成

4、物体对地位移。解决办法：规范作出物体运动过程的分析示意图，标出物体的受力情况以及运动位移;同时切记力对物体做的功等于该力与物体对地位移的乘积。(2)误区之二：误把外力做的功当作系统机械能的增量。解决办法:认真分析系统内各种能量的变化，不能遗漏对任何一种能量改变的分析；同时对能量守恒定律和功能关系要深刻理解，如果系统内除机械能改变之外，无其他能量变化，如内能的增加，则外力(除重力之外)做的功就等于系统机械能的增量。如果有系统的内力做功情况且之和不为零，系统内有其他形式的能的转化,用能量守恒定律求解。7、光滑水平地面上叠放着两个物体A和B,如图所示。水平拉力F作用在物体B上，使A、B两物体从静止出

5、发一起运动。经过时间t,撤去拉力F,再经过时间t,物体A、B的动能分别设为EA和EB,在运动过程中A、B始终保持相对静止。以下有几个说法，其中正确的是()EA+EB等于拉力F做的功EA+EB小于拉力F做的功EA等于撤去拉力F前摩擦力对物体A做的功EA大于撤去拉力F前摩擦力对物体A做的功777777777777777777777778、某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为Ff。轻杆向右移动不超过1时，装置可安全工作。一质量为m的小车若以速度v0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动补。轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计

6、小车与地面的摩擦。若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x；求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度vm。9、当今流行一种“蹦极”运动，如图所示，在距河面45m高的桥上A点系弹性绳，另一端B点系住重50kg男孩的脚，弹性绳原长AB为15m，设男孩从桥面自由下坠直至紧靠水面的C点，末速度为0。假定整个过程中，弹性绳遵循胡克定律，绳的质量、r桥面空气阻力忽略不计，男孩视为质点。弹性Bokx2势能可用公式Es二丁计算，式中k为弹性绳的劲度系数,x为弹性绳的形变长度，朮iVg=10m/s2。则:男孩在最低点时，弹性绳具有的弹性势能为多大？弹性绳的劲度系数又为多大？在整个运动过程中，男

7、孩的最大速度为多少？10、如图所示，滑块质量为m,与水平地面间的动摩擦因数为0.1,它以v0=届的初速度由A点开始向B点滑行，AB=5R,并滑上光滑的半径为R的习圆弧BC,在C点正上方有一离C点高度也为R的旋转平台，沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q,旋转时两孔均能达到C点的正上方.若滑块滑过C点后从P孔上升又恰能从Q孔落下，求：滑块在B点时对轨道的压力大小；平台转动的角速度应满足什么条件？【解题指南】解答本题时应注意以下两点：滑块穿过P孔后做竖直上抛运动。滑块穿过P孔竖直上抛的时间内，平台转动的可能角度。11、如图1所示，在盛水的一个杯子里有一木块。开始时木块被一根细绳拴住而完

8、全没入水中，整个装置与外界绝热，断开细绳，则木块将浮到水面上，最后达到平衡，在这一过程中，水、杯子和木块组成的系统()A内能增大B内能减小C内能不变D.条件不足，无法判断图112、一根长为L、质量为m的均匀链条放在光滑的水平桌面上,其长度的一半悬于桌边，若要将悬着的部分拉回桌面，至少做功()A耳mgLB.WmgLC.mgLDmgL13、质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面，绳A较长。分别捏住两绳中点缓慢提起，直至全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为hA、hB,上述过程中克服重力做功分别为WA、WB。若()hA=hB，则一定有WA=WBhAhB，则可能有WAvWBhAhB，则一定有WA

9、WB14、如图2所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。开始时用手托住B,让细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度。下列有关该过程的分析正确的是()B物体的机械能一直减少B物体动能的增量等于它所受重力与拉力做功之和B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量细线的拉力对A做的功等于A物体与弹簧组成的系统机械能的增加量15、如图3所示，一个质量为m的铁块沿半径为R的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的1.5倍，则此过程中铁块损失的机械能为()AJmgR

10、B.EmgRC.2mgRD.4mgR图316、如图4所示，BC是竖直面内的四分之一圆弧形光滑轨道，下端C与水平直轨道相切。一个小物块从B点正上方R处的A点处由静止释放，从B点刚好进入圆弧形光滑轨道下滑，已知圆弧形轨道半径为R=0.2m,小物块的质量为m=0.1kg,小物块与水平面间的动摩擦因数p=0.5,取g=10m/s2。小物块在水平面上滑动的最大距离是()A0.1mB0.2mC0.6mD0.8m图417、如图5所示是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若小车在平直的公路上以初速度v0开始加速行驶，经过时间t

11、,前进了距离1,达到最大速度vmax.设此过程中电动机功率恒为额定功率P，受的阻力恒为Ff，则此过程中电动机所做的功为()BPtAFfvmaxtC.Fft2图518、如图6所示，某段滑雪雪道倾角为30,总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为耳go在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是()运动员减少的重力势能全部转化为动能运动员获得的动能为耳mghC运动员克服摩擦力做功为2mghD下滑过程中系统减少的机械能为Wmgh图619、如图7所示，质量为m的可看成质点的物块置于粗糙水平面上的M点，水平面的右端与固定的斜面平滑连接，物块与水平面及

12、斜面之间的动摩擦因数处处相同。物块与弹簧未连接，开始时物块挤压弹簧使弹簧处于压缩状态。现从M点由静止释放物块，物块运动到N点时恰好静止，弹簧原长小于MM。若物块从M点运动到N点的过程中，物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为Q,物块、弹簧与地球组成系统的机械能为E,物块通过的路程为s。不计转折处的能量损失，下列图象所描述的关系中可能正确的是()20、足够长的粗糙斜面上，用力推着一物体沿斜面向上运动，t=0时撤去推力，06s内速度随时间的变化情况如图9所示，由图象可知()01s内重力的平均功率大小与16s内重力平均功率大小之比为5:101s内摩擦力的平均功率大小与16s内摩擦力平均功率大小之比为

13、1:101s内位移大小与16s内位移大小之比为1：501s内机械能变化量大小与16s内机械能变化量大小之比为1:521、如图10所示，质量m=1kg的小物块放在一质量为M=4kg的足够长的木板右端，物块与木板间的动摩擦因数p=0.2,木板与水平面间的摩擦不计。物块用劲度系数k=25N/m的弹簧拴住，弹簧的左端固定(与木板不粘连)。开始时整个装置静止，弹簧处于原长状态。现对木板施以12N的水平向右的恒力(物块与木板间最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，g=10m/s2)。已知弹簧的弹性势能Ep=kx2,式中x为弹簧的伸长量或压缩量。求：开始施力的瞬间小物块的加速度物块达到的最大速度是多少？图102

14、2、如图11所示，传送带与水平面之间的夹角为0=30,其上A、B两点间的距离为l=5m,传送带在电动机的带动下以v=lm/s的速度匀速运动，现将一质量为m=10kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数卩=亍，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：(g取10m/s2)传送带对小物体做的功；电动机做的功。图111、【解析】选D。汽车在水平路面上的制动过程，重力对其不做功，选项A、C错误；降落伞匀速下降时动能并没有变化，选项B错误。上述各物理过程中减少的机械能转化成其他形式的能量，选项D正确。2、【解析】选B、C。物体在静摩擦力作用下可以向各个方向运动

15、，所以静摩擦力可以对物体做功，故A错。物体在滑动摩擦力的作用下也可以运动，即运动方向可以与滑动摩擦力的方向相同，从而对物体做正功，故B对。由于一对静摩擦力等大反向，且作用位移相同，故一个力做正功，另一个力一定做负功，故C对。在一对滑动摩擦力中，力的大小相等、方向相反，但两力的作用位移大小不相同，方向也不相同，故D错误。3、【解析】选B。缓慢提起的过程中铁链动能不变，由功能关系得：WF=AE机=mgL，故选B。4、【解析】选C。无论物体向上加速还是匀速运动，除重力外，其他外力一定对物体做正功，物体机械能都增加，物体向上减速运动时，除重力外，物体受到的其他外力不确定，故无法确定其机械能的变化，C正

16、确。5、【解析】选A、C。由货物运动的v-t图像可知，前3s内货物向上做匀加速直线运动，货物处于超重状态，A正确；最后2s内货物向上做匀减速直线运动，加速度为-3m/s2，说明货物除受v0+vt重力外，还受其他力的作用,B错误；由平均速度公式2得,前3s内与最后2s内货物的平均速度都为3m/s，C对；第3s末至第5s末的过程中，货物的速度不变，动能不变，重力势能增加，故机械能增加，D错误。6、【解析】选D。由能量守恒定律知，电动机做的功等于物体获得的动能和由于摩擦而产生的热量，故A错；对物体受力分析知，仅有摩擦力对物体做功，由动能定理知，B错；传送带克服摩擦力做功等于摩擦力与传送带对地位移的乘

17、积，而易知这个位移是物体对地位移的两倍，即W=mv2,故C错；由功率公式易知传送带增加的功率为ymgv，故D对。【总结提升】摩擦力做功的误区分析常见误区分析：(1)误区之一：计算摩擦力做功时，误把物体的长度当成物体对地位移。解决办法：规范作出物体运动过程的分析示意图，标出物体的受力情况以及运动位移;同时切记力对物体做的功等于该力与物体对地位移的乘积。(2)误区之二：误把外力做的功当作系统机械能的增量。解决办法:认真分析系统内各种能量的变化，不能遗漏对任何一种能量改变的分析；同时对能量守恒定律和功能关系要深刻理解，如果系统内除机械能改变之外，无其他能量变化，如内能的增加，则外力(除重力之外)做的

18、功就等于系统机械能的增量。如果有系统的内力做功情况且之和不为零，系统内有其他形式的能的转化,用能量守恒定律求解。7、【解析】选A、C。由于A、B始终相对静止，故A、B之间没有相对运动，没有摩擦生热，所以拉力F做的功全部转化为A、B的动能。物体A获得的能量是在A、B加速过程中静摩擦力对A所做的功，故选项A、C正确。8、【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：(1)根据胡克定律求解弹簧的压缩量；桥面SO（2）小车每次撞击时克服弹簧的弹力做功相同；來止（3）撞击时小车克服弹力和摩擦力做功。二二二二二二二二【解析】（1）轻杆开始移动时，弹簧的弹力F=kx（2分）且F=Ff（2分）解得x=（2分）（2）

19、设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为W,则小车从撞击到停止的过程中由动能定理得_Ff，4_W=0_2mv2（2分）同理，小车以vm撞击弹簧时_耳/_0-（2分）解得%+翌2m（2分）M甲2m9、【解析】男孩从桥面自由下落到紧靠水面的C点的过程中，重力势能的减少量对应弹性势能的增加量，男孩速度最大时，应位于加速度为零的位置。（1）由功能转化关系可知，mgh=Es（2分）Es=50 x10 x45J=2.25x104J（1分）又Es=kx2,x=45m-15m=30m（2分）2x2.25xl043?N/m=50N/m（2分）（2）男孩加速度为零时，mg=kx，（2分）解得X=10m（1分）由能量转化和

20、守恒定律得m或+0）=|kxf2+|mvm（4分）所以vm=20m/s（2分）答案：（1）2.25x104J50N/m（2）20m/s10、【解题指南】解答本题时应注意以下两点（1）滑块穿过P孔后做竖直上抛运动。（2）滑块穿过P孔竖直上抛的时间内，平台转动的可能角度。-|_Lmg5R=【解析】（1）设滑块滑至B点时速度为vB,对滑块由A点到B点应用动能定理有（2分）对滑块在B点，由牛顿第二定律有盼呷云（2分）解得FN=9mg（1分）由牛顿第三定律可知，滑块在B点时对轨道的压力大小FN=FN=9mg（1分）（2）滑块从B点开始运动后机械能守恒，设滑块到达P处时速度为vP,则nivE2=-iniV

21、p2+mg2R（2分）解得叫=2廊（2分）滑块穿过P孔后再回到平台的时间理=4IRg业(2分)要想实现题述过程，需满足血=（2n+l）n（2分）(2分)答案：(1)9mg(2)11、答案：选A木块上升时，同体积的水下移，水、杯子和木块组成的系统总重力势能减小，转化为系统的内能，故A正确。12、答案：选A悬于桌边的链条质量为。将其拉上桌面，重L1心升高H，故至少做功为mgL。选项A正确。13、答案：选B当hA=hB时，则一定有WAvWB，故选项A错；当hAhB时，有WAvWB、WAWB、WA=WB三种可能,故选项B正确，D错误；当hAvhB时一定有WAvWB，选项C错误。14、答案：选ABD由于

22、细线的拉力对B做负功，故B物体机械能一直减少，A正确；根据动能定理可确定B正确；由于该过程中A的动能增加，故B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能与物体A动能增加量的和，故C错误；细线的拉力对A和弹簧组成的系统做正功，根据功能关系，D正确。gR15、答案：选D由FNmg=mN，FN=1.5mg可得：v2=。13由功能关系可知，铁块损失的机械能AE=mgRmv2=弓mgR,故D正确。16、答案：选D设小物块在水平面上滑动的最大距离为x,由2R动能定理得：mg2Rymgx=0,x=i=0.8m,选项D正确。17、答案：选ABD因小车以恒定的功率运动，故此过程小车电动机做功为W=Pt=Ffvmaxt,A、B均正确；由动能定理可得11WFfl=mvmax2mv02,得：W=mvmax2mvO2+Ffl。故D正确，C错误。18、答案：选D运动员的加速度为耳g,沿斜面:2mg_Ff=mg,Ff=&mg,WFf=&mg2h=hmgh,所以A、C项错误，D项12正确；Ek=mghWmgh=mgh,B项错误。19、答案：选C因摩擦力始终做负功，故系统产生的热量Q随s增大，而系统的机械能随s而减小，B、D均错误；当因sxMM,故Q=ymgxMM，+ymg