2019-2020學(xué)年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第3節(jié) 能量守恒定律 第2課時(shí) 能量守恒定律學(xué)案 魯科版必修2

第2課時(shí)能量守恒定律1.理解動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，知道機(jī)械能包括動(dòng)能和勢(shì)能2.掌握機(jī)械能守恒的條件，并學(xué)會(huì)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律分析問題3.了解自然界存在多種形式的能量，知道能量守恒定律是最基本、最普遍的自然規(guī)律之一 學(xué)生用書p28一、機(jī)械能守恒定律1機(jī)械能：物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和在一定條件下，物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化如圖所示，質(zhì)量為m的小球做自由落體運(yùn)動(dòng)的過程中經(jīng)過a、b兩點(diǎn)，則(1)重力做功與小球動(dòng)能的關(guān)系為wgmvmv(2)重力做功與小球重力勢(shì)能變化的關(guān)系為wgmgh1mgh2由(1)(2)得出mvmvmgh1mgh2或mvmgh1mvmgh22機(jī)械能守恒定律(1)定義：在只有像重力那類力做功的情況下，物體的動(dòng)能與勢(shì)能可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變(2)適用條件：只有重力做功，其他力對(duì)物體不做功，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)(3)表達(dá)式：ek1ep1ek2ep2或mvmgh1mvmgh21(1)機(jī)械能守恒時(shí)，物體一定只受重力和彈力作用()(2)物體的機(jī)械能守恒時(shí)，所受合力為零()(3)物體所受的合力不等于零，其機(jī)械能也可以守恒()提示：(1)(2)(3)二、能量守恒定律1常見的能量轉(zhuǎn)化：只有重力做功時(shí)，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化；只有彈力做功時(shí)，物體的動(dòng)能和彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化；在風(fēng)力或水力發(fā)電站中，風(fēng)能或水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能；物質(zhì)燃燒時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能2能量守恒定律：能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變3永動(dòng)機(jī)：不消耗任何能量卻能持續(xù)不斷地對(duì)外做功的機(jī)器2(1)某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加()(2)某個(gè)物體的能減少，必然有其他物體的能增加()(3)不需要任何外界的動(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器永動(dòng)機(jī)不可能制成()提示：(1)(2)(3)機(jī)械能守恒定律的理解學(xué)生用書p291研究對(duì)象(1)當(dāng)只有重力做功時(shí)，可取一個(gè)物體(其實(shí)是物體與地球構(gòu)成的系統(tǒng))作為研究對(duì)象(2)當(dāng)物體之間的彈力做功時(shí)，必須將這幾個(gè)物體包括彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象(使這些彈力成為系統(tǒng)內(nèi)力)2機(jī)械能守恒的條件“只有重力或彈力做功”可能有以下三種情況：(1)物體只受重力或彈力作用；(2)除重力和彈力外，其他力不做功；(3)除重力和彈力外，其他力做功的代數(shù)和為零(1)機(jī)械能守恒的條件不是物體所受的合力為零，也不是合力做的功為零(2)判斷單個(gè)物體的機(jī)械能是否守恒從機(jī)械能的定義或做功的力的特點(diǎn)上分析較好，而對(duì)系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒的判斷，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析比較簡(jiǎn)單，即系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)械能沒有轉(zhuǎn)化為其他形式的能 命題視角1對(duì)機(jī)械能守恒條件的理解(多選)下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述正確的是()a做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能一定守恒b做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能可能守恒c合外力對(duì)物體做功為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒d只有重力對(duì)物體做功，物體機(jī)械能一定守恒解析做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，若重力做功，則還有其他力做功，此時(shí)機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，可能只受重力或只有重力做功(如自由落體運(yùn)動(dòng))，物體機(jī)械能可能守恒，選項(xiàng)b正確；合外力對(duì)物體做功為零時(shí)，說明物體的動(dòng)能不變，但勢(shì)能有可能變化，如降落傘在空氣中勻速下降，機(jī)械能減少，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；d項(xiàng)符合機(jī)械能守恒的條件，選項(xiàng)d正確答案bd 命題視角2機(jī)械能守恒條件的應(yīng)用如圖所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是()a甲圖中，物體在不計(jì)空氣阻力時(shí)由a到b的擺動(dòng)過程中機(jī)械能守恒b乙圖中，a置于光滑水平面，物體b沿光滑斜面下滑，物體b機(jī)械能守恒c丙圖中，不計(jì)任何阻力時(shí)a加速下落，b加速上升過程中，a、b系統(tǒng)機(jī)械能守恒d丁圖中，小球沿水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球的機(jī)械能不守恒解析甲圖中重力和彈力做功，物體和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但物體a機(jī)械能不守恒，a錯(cuò)誤乙圖中物體b除受重力外，還受彈力，彈力對(duì)b做負(fù)功，機(jī)械能不守恒，但從能量特點(diǎn)看a、b組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，b錯(cuò)誤丙圖中繩子張力對(duì)a做負(fù)功，對(duì)b做正功，代數(shù)和為零，a、b系統(tǒng)機(jī)械能守恒，c正確丁圖中動(dòng)能不變，勢(shì)能不變，機(jī)械能守恒，d錯(cuò)誤答案c判斷機(jī)械能是否守恒的方法判斷機(jī)械能是否守恒，可以從各力的做功情況著手分析，也可以從能量轉(zhuǎn)化情況著手分析；要根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇合適的分析方法 機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用學(xué)生用書p291常見的表達(dá)式(1)ek1ep1ek2ep2，即初狀態(tài)的動(dòng)能與勢(shì)能之和等于末狀態(tài)的動(dòng)能與勢(shì)能之和用此式必須選擇參考平面(2)ekep或epek，即動(dòng)能(或勢(shì)能)的增加量等于勢(shì)能(或動(dòng)能)的減少量用此式不必選擇參考平面(3)eaeb，即a物體機(jī)械能的增加量等于b物體機(jī)械能的減少量用此式不必選擇參考平面2應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的思路 命題視角1單個(gè)物體的機(jī)械能守恒以20 m/s的速度將一物體豎直上拋，若忽略空氣阻力，g取10 m/s2，試求：(1)物體上升的最大高度；(2)以水平地面為參考平面，物體在上升過程中重力勢(shì)能和動(dòng)能相等的位置解題探究(1)機(jī)械能守恒的條件是什么？(2)忽略空氣阻力，物體的上拋運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒嗎？解析(1)設(shè)物體上升的最大高度為h，在物體整個(gè)上升過程中應(yīng)用機(jī)械能守恒定律，有mghmv解得h m20 m.(2)設(shè)物體重力勢(shì)能和動(dòng)能相等的位置距地面的高度為h，此時(shí)物體的速度為v，則有mghmv2在物體被拋出到運(yùn)動(dòng)至該位置的過程中應(yīng)用機(jī)械能守恒定律，有mghmv2mv由以上兩式解得h m10 m.答案(1)20 m(2)距地面高10 m處 命題視角2多個(gè)物體的機(jī)械能守恒質(zhì)量分別為m和2m的兩個(gè)小球p和q，中間用輕質(zhì)桿固定連接，桿長(zhǎng)為l，在離p球處有一個(gè)光滑固定軸o，如圖所示現(xiàn)在把桿置于水平位置后自由釋放，在q球順時(shí)針擺動(dòng)到最低位置時(shí)，求：(1)若已知運(yùn)動(dòng)過程中q的速度大小是p的2倍，小球p的速度大小(2)在此過程中小球p機(jī)械能的變化量解析(1)兩球和桿組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，設(shè)小球q擺到最低位置時(shí)p球的速度為v，q球的速度為2v.由機(jī)械能守恒定律得2mglmglmv22m(2v)2解得v.(2)小球p機(jī)械能增加量為emglmv2mgl答案(1)(2)增加mgl【通關(guān)練習(xí)】1如圖所示，質(zhì)量m50 kg的跳水運(yùn)動(dòng)員從距水面高h(yuǎn)10 m的跳臺(tái)上以v05 m/s的速度斜向上起跳，最終落入水中，若忽略運(yùn)動(dòng)員的身高，取g10 m/s2.求：(1)運(yùn)動(dòng)員在跳臺(tái)上時(shí)具有的重力勢(shì)能(以水面為參考平面)(2)運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)的動(dòng)能(3)運(yùn)動(dòng)員入水時(shí)的速度大小解析：(1)以水面為零重力勢(shì)能參考平面，則運(yùn)動(dòng)員在跳臺(tái)上時(shí)具有的重力勢(shì)能為epmgh5 000 j.(2)運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)的速度為v05 m/s，則運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)的動(dòng)能為ekmv625 j.(3)運(yùn)動(dòng)員從起跳到入水過程中，只有重力做功，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能守恒，則mghmvmv2，即v15 m/s.答案：(1)5 000 j(2)625 j(3)15 m/s2如圖所示，有一輕質(zhì)桿oa可繞o點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在桿的另一端a點(diǎn)和中點(diǎn)b各固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，桿長(zhǎng)為l.開始時(shí)，桿靜止在水平位置，求釋放桿后，當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)va2vb，則a、b兩小球的速度各是多少？解析：把a(bǔ)、b兩小球和桿看成一個(gè)系統(tǒng)，桿對(duì)a、b兩小球的彈力為系統(tǒng)的內(nèi)力，對(duì)系統(tǒng)而言，只有重力對(duì)系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒以a球在最低點(diǎn)所處的水平面為零勢(shì)能參考平面，則初狀態(tài)：系統(tǒng)動(dòng)能ek10，重力勢(shì)能ep12mgl末狀態(tài)(即桿轉(zhuǎn)到豎直位置)：系統(tǒng)動(dòng)能ek2mvmv，重力勢(shì)能ep2mgl由機(jī)械能守恒定律得2mglmglmvmv其中va2vb聯(lián)立式解得va 2 ，vb .答案：2 對(duì)能量守恒定律的理解學(xué)生用書p301做功與能量的轉(zhuǎn)化功能量轉(zhuǎn)化關(guān)系式重力做功重力勢(shì)能的改變w合ep彈力做功彈性勢(shì)能的改變w合ep合外力做功動(dòng)能的改變w合ek除重力、系統(tǒng)內(nèi)彈力以外的其他力做功機(jī)械能的改變we機(jī)2.表達(dá)式及含義(1)表達(dá)式：e減e增(2)含義某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加，且減少量一定和增加量相等某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等 命題視角1做功與能量轉(zhuǎn)化關(guān)系(多選)如果質(zhì)量為m的物體，從靜止開始，以2g的加速度豎直下落高度h，那么()a物體的機(jī)械能守恒b物體的機(jī)械能增加了mghc物體的重力勢(shì)能減少了mghd物體的機(jī)械能增加了mgh解題探究(1)物體下落過程中受幾個(gè)力的作用？(2)各力的做功分別是多大？解析由于加速度大于g，則物體下落過程中受到外力，外力做正功，因此機(jī)械能增加，由功能關(guān)系知除重力、系統(tǒng)內(nèi)的彈力以外的力做功等于機(jī)械能的變化，而根據(jù)牛頓第二定律，fmgm2g，所以fmg，即機(jī)械能增加了mgh.由于重力做正功，所以重力勢(shì)能減少了mgh.答案cd 命題視角2能量守恒定律的應(yīng)用如圖所示，在光滑的水平面上，有一質(zhì)量為m的長(zhǎng)木塊以一定的初速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，將質(zhì)量為m的小鐵塊無初速度地輕放到長(zhǎng)木塊右端，小鐵塊與長(zhǎng)木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，當(dāng)小鐵塊在長(zhǎng)木塊上相對(duì)長(zhǎng)木塊滑動(dòng)l時(shí)與長(zhǎng)木塊保持相對(duì)靜止，此時(shí)長(zhǎng)木塊對(duì)地的位移為l，求這個(gè)過程中(1)小鐵塊增加的動(dòng)能；(2)長(zhǎng)木塊減少的動(dòng)能；(3)系統(tǒng)機(jī)械能的減少量；(4)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量解題探究(1)小鐵塊放在長(zhǎng)木塊上后受哪些力作用？有哪些力做功？(2)小鐵塊的動(dòng)能是哪種形式的能轉(zhuǎn)化的？(3)摩擦力對(duì)小鐵塊做的功與摩擦力對(duì)長(zhǎng)木塊做的功相等嗎？解析畫出這一過程兩物體位移示意圖，如圖所示設(shè)木板的初速度為v0，相對(duì)靜止的共同速度為v.(1)根據(jù)動(dòng)能定理有mg(ll)mv20即摩擦力對(duì)小鐵塊做的正功等于小鐵塊動(dòng)能的增加量(2)摩擦力對(duì)長(zhǎng)木塊做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理：mglmvmv2即長(zhǎng)木塊減少的動(dòng)能等于長(zhǎng)木塊克服摩擦力做的功mgl.(3)系統(tǒng)機(jī)械能的減少量emglmg(ll)，得emgl.(4)根據(jù)能量守恒定律，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量，即qemgl即系統(tǒng)機(jī)械能的減少量等于摩擦力乘以相對(duì)位移答案(1)mg(ll)(2)mgl(3)mgl(4)mgl利用能量守恒定律解題的基本思路(1)分清有哪幾種形式的能(如機(jī)械能、內(nèi)能等)在變化(2)分別列出減少的能量e減和增加的能量e增的表達(dá)式(3)列等式e減e增求解 如圖所示，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳送帶以速度v勻速傳動(dòng)，一質(zhì)量為m的小木塊靜止放在傳送帶上(傳送帶足夠長(zhǎng))，若小木塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，當(dāng)小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，求：(1)小木塊獲得的動(dòng)能；(2)摩擦過程產(chǎn)生的熱量；(3)傳送帶克服摩擦力所做的功；(4)電動(dòng)機(jī)輸出的總能量解析：木塊剛放上時(shí)速度為零，必然受到傳送帶的滑動(dòng)摩擦力作用做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到與傳送帶相同速度后不再有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過程中木塊獲得一定的動(dòng)能，系統(tǒng)要產(chǎn)生摩擦熱對(duì)木塊：相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，ag，達(dá)到相對(duì)靜止所用的時(shí)間為t，木塊的位移l1vt，傳送帶的位移l2vt，木塊相對(duì)傳送帶的位移ll2l1.(1)小木塊獲得的動(dòng)能ekmv2.(2)產(chǎn)生的熱量qfflff(l2l1)mg(l2l1)mv2.(3)傳送帶克服摩擦力所做的功wmgl2mv2.(4)電動(dòng)機(jī)輸出的總能量轉(zhuǎn)化為小木塊的動(dòng)能和系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量eekqmv2.答案：(1)mv2(2)mv2(3)mv2(4)mv2隨堂檢測(cè)學(xué)生用書p311下列幾種情況中，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒的是()a圖甲中一顆彈丸在碗內(nèi)做速率不變的螺旋運(yùn)動(dòng)b圖乙中運(yùn)動(dòng)員在蹦床上越跳越高c圖丙中小車上放一木塊，小車的左側(cè)由彈簧與墻壁相連小車在左右振動(dòng)時(shí)，木塊相對(duì)于小車無滑動(dòng)(車輪與地面摩擦不計(jì))d圖丙中如果小車振動(dòng)時(shí)，木塊相對(duì)于小車有滑動(dòng)解析：選c.彈丸在碗內(nèi)做速率不變的螺旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，除重力做功外，還會(huì)有其它力做功，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故a錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員越跳越高，表明她不斷做功，機(jī)械能不守恒，故b錯(cuò)誤；由于一對(duì)靜摩擦力做的總功為零，故系統(tǒng)中只有彈簧彈力做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故c正確；滑動(dòng)摩擦力做功，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故d錯(cuò)誤2(多選)如圖所示，一物體在直立彈簧的上方h處下落，然后又被彈回，若不計(jì)空氣阻力，則下列說法中正確的是()a物體在任何時(shí)刻的機(jī)械能都跟初始時(shí)刻的機(jī)械能相等b物體和彈簧組成的系統(tǒng)任何兩時(shí)刻機(jī)械能相等c在重力和彈簧的彈力相等時(shí)，物體的速度最大d物體在把彈簧壓縮到最短時(shí)，它的機(jī)械能最小解析：選bcd.物體與彈簧接觸前，自由下落，其機(jī)械能守恒，但與彈簧接觸后，彈簧彈力對(duì)物體做功，物體機(jī)械能不守恒，物體與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，選項(xiàng)a說法錯(cuò)誤，選項(xiàng)b說法正確；物體與彈簧接觸后加速下落，彈簧彈力不斷增大，物體下落的加速度不斷減小，當(dāng)彈簧彈力等于物體重力時(shí)，加速度減為零，速度達(dá)到最大，選項(xiàng)c說法正確；根據(jù)能量守恒可知，彈簧被壓縮至最短時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大，物體的機(jī)械能最小，選項(xiàng)d說法正確3如圖所示，一小孩從公園中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的變化情況是()a重力勢(shì)能減少，動(dòng)能不變，機(jī)械能減少b重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，機(jī)械能減少c重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，機(jī)械能增加d重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，機(jī)械能守恒解析：選b.小孩在下滑過程中總能量守恒，但摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能減少，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能，即重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，故選項(xiàng)b正確4如圖所示，小球的質(zhì)量為m，自光滑的斜槽的頂端無初速度滑下，沿虛線軌跡落地，不計(jì)空氣阻力，則小球著地瞬間的動(dòng)能和重力勢(shì)能分別是(選取斜槽末端切線所在平面為參考平面)()amg(hh)，mghbmg(hh)，mghcmgh，0 dmgh，mgh解析：選a.選取斜槽末端切線所在平面為零勢(shì)能參考平面，小球初始狀態(tài)的重力勢(shì)能為ep1mgh，落地時(shí)的重力勢(shì)能為ep2mgh，小球下落過程機(jī)械能守恒，則有mghek(mgh)，即ekmg(hh)，選項(xiàng)a正確，其他選項(xiàng)均錯(cuò)誤課時(shí)作業(yè)學(xué)生用書p107(單獨(dú)成冊(cè))一、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示，某同學(xué)利用橡皮條將模型飛機(jī)彈出，在彈出過程中，下列說法不正確的是()a橡皮條收縮，彈力對(duì)飛機(jī)做功b模型飛機(jī)的動(dòng)能增加c橡皮條的彈性勢(shì)能減少d模型飛機(jī)的重力勢(shì)能減小，轉(zhuǎn)化為飛機(jī)的動(dòng)能解析：選d.在飛機(jī)彈出過程中，橡皮條對(duì)飛機(jī)做正功，彈性勢(shì)能減少，模型飛機(jī)的動(dòng)能增加2如圖是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖，圖中和為楔塊，和為墊板，楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦，在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中()a緩沖器的機(jī)械能守恒b摩擦力做功消耗機(jī)械能c墊板的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能d彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能解析：選b.由于車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中存在克服摩擦力做功，所以緩沖器的機(jī)械能減少，選項(xiàng)a錯(cuò)誤、b正確；彈簧壓縮的過程中，墊板的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和彈簧的彈性勢(shì)能，選項(xiàng)c、d錯(cuò)誤3在物體自由下落過程中，下列說法正確的是()a動(dòng)能增大，勢(shì)能減小，機(jī)械能增大b動(dòng)能減小，勢(shì)能增大，機(jī)械能不變c動(dòng)能增大，勢(shì)能減小，機(jī)械能不變d動(dòng)能不變，勢(shì)能減小，機(jī)械能減小解析：選c.在自由下落過程中，只有重力做功，物體的機(jī)械能守恒，重力勢(shì)能不斷減小，動(dòng)能不斷增大，選項(xiàng)c正確4運(yùn)動(dòng)會(huì)中的投擲鏈球、鉛球、鐵餅和標(biāo)槍等體育比賽項(xiàng)目都是把物體斜向上拋出的運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若不計(jì)空氣阻力，這些物體從被拋出到落地的過程中()a物體的機(jī)械能先減小后增大b物體的機(jī)械能先增大后減小c物體的動(dòng)能先增大后減小，重力勢(shì)能先減小后增大d物體的動(dòng)能先減小后增大，重力勢(shì)能先增大后減小解析：選d.若不計(jì)空氣阻力，這些物體被拋出后只有重力做功，故機(jī)械能均守恒，a、b均錯(cuò)誤；因物體均被斜向上拋出，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中重力先做負(fù)功再做正功，因此重力勢(shì)能先增大后減小，而動(dòng)能先減小后增大，d正確，c錯(cuò)誤5如圖所示，質(zhì)量為m的物體，以速度v離開高為h的桌子，當(dāng)它落到距地面高為h的a點(diǎn)時(shí)，在不計(jì)空氣阻力的情況下，下列判斷正確的是()a若取桌面為零勢(shì)能面，物體在a點(diǎn)具有的機(jī)械能是mv2mghb若取桌面為零勢(shì)能面，物體在a點(diǎn)具有的機(jī)械能是mv2mg(hh)c物體在a點(diǎn)具有的動(dòng)能是mv2mg(hh)d物體在a點(diǎn)具有的動(dòng)能大小與零勢(shì)能面的選取有關(guān)，因此是不確定的解析：選c.以桌面為零勢(shì)能面時(shí)，物體最初機(jī)械能只有動(dòng)能e1mv2，由于運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，故a點(diǎn)的機(jī)械能為mv2，選項(xiàng)a、b錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理知物體在a點(diǎn)的動(dòng)能為ekamv2mg(hh)，故選項(xiàng)c正確，d錯(cuò)誤6.水平傳送帶以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，一質(zhì)量為m的小木塊a由靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，如圖所示，在小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為()amv2 b2mv2c.mv2 d.mv2解析：選d.小木塊所受的滑動(dòng)摩擦力為fmg小木塊的加速度ag加速至v的時(shí)間t小木塊對(duì)地運(yùn)動(dòng)的位移savt這段時(shí)間內(nèi)傳送帶向前運(yùn)動(dòng)的位移s帶vt則小木塊相對(duì)于傳送帶向后滑動(dòng)的位移為s相對(duì)s帶sa根據(jù)能量守恒定律得e內(nèi)fs相對(duì)mv2.二、多項(xiàng)選擇題7.如圖所示，a和b兩個(gè)小球固定在一根輕桿的兩端，此桿可繞穿過其中心的水平軸o無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)使輕桿從水平狀態(tài)無初速度釋放，發(fā)現(xiàn)桿繞o沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則桿從釋放起轉(zhuǎn)動(dòng)90的過程中()ab球的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加ba球的重力勢(shì)能增加，動(dòng)能減少ca球的重力勢(shì)能和動(dòng)能都增加了da球和b球的總機(jī)械能是守恒的解析：選acd.桿繞水平軸o順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故mbma，則系統(tǒng)的總勢(shì)能減少，減少的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為a、b的動(dòng)能對(duì)于a、b來說，桿的彈力和重力對(duì)其做功，使得b球的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加；a球的動(dòng)能、重力勢(shì)能都增加；但對(duì)系統(tǒng)來說桿做的功為0，故系統(tǒng)的機(jī)械能守恒故選項(xiàng)a、c、d正確，選項(xiàng)b錯(cuò)誤8節(jié)日燃放禮花彈時(shí)，要先將禮花彈放入豎直的炮筒中，然后點(diǎn)燃發(fā)射部分，通過火藥劇烈燃燒產(chǎn)生高壓燃?xì)猓瑢⒍Y花彈由筒底射向空中若禮花彈在由筒底發(fā)射至筒口的過程中，克服重力做功為w1，克服炮筒阻力及空氣阻力做功為w2，高壓燃?xì)鈱?duì)禮花彈做功為w3，則禮花彈在筒中的運(yùn)動(dòng)過程中(設(shè)它的質(zhì)量不變)()a動(dòng)能變化量為w3w2w1b動(dòng)能變化量為w1w2w3c機(jī)械能增加量為w3w2w1d機(jī)械能增加量為w3w2解析：選ad.動(dòng)能變化量取決于合外力做的功，即重力、阻力、推動(dòng)力做功的代數(shù)和，所以動(dòng)能變化量為w3w2w1，a項(xiàng)正確，b項(xiàng)錯(cuò)誤；機(jī)械能增加量取決于除重力外的其他力做的功，所以機(jī)械能增加量為w3w2，c項(xiàng)錯(cuò)誤，d項(xiàng)正確9如圖所示，上表面有一段光滑圓弧的質(zhì)量為m的小車a置于光滑水平面上，在一質(zhì)量為m的物體b自圓弧上端自由滑下的同時(shí)釋放a，則 ()a在b下滑過程中，b的機(jī)械能守恒b軌道對(duì)b的支持力對(duì)b不做功c在b下滑的過程中，a和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加da、b和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析：選cd.由于a不固定，所以在b下滑的過程中a向左運(yùn)動(dòng)，軌道對(duì)b的支持力與b的運(yùn)動(dòng)方向不再垂直，軌道支持力對(duì)b做負(fù)功，b的機(jī)械能減少，故a、b均錯(cuò)誤b對(duì)a的壓力做正功，所以a的機(jī)械能增加，故c正確對(duì)于a、b及地球組成的整體，在運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功，所以機(jī)械能守恒，故d正確三、非選擇題10如圖所示，在大型露天游樂場(chǎng)中翻滾過山車的質(zhì)量為1 t，從軌道一側(cè)的頂點(diǎn)a處由靜止釋放，到達(dá)底部b處后又沖上環(huán)形軌道，使乘客頭朝下通過c點(diǎn)，再沿環(huán)形軌道到達(dá)底部b處，最后沖上軌道另一側(cè)的頂端d處，已知d與a在同一水平面上a、b間的高度差為20 m，圓環(huán)半徑為5 m，如果不考慮車與軌道間的摩擦和空氣阻力，g取10 m/s2.試求：(1)過山車通過b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能(2)過山車通過c點(diǎn)時(shí)的速度(3)過山車通過d點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能(取過b點(diǎn)的水平面為零勢(shì)能面)解析：(1)過山車由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，由機(jī)械能守恒定律ek增ep減可得過山車在b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能mv0mghabekbmvmghab1031020 j2105 j.