2014能量守恒定律試題及完整解析答案

1、2014能量守恒定律試題及完整解析答案1、行駛中的汽車制動后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同物理過程是( ) a.重力對物體做功b.物體的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量c.物體的勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量d.物體的機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量2、 (2013·長春模擬)下面關(guān)于摩擦力做功的敘述，正確的是( )a.靜摩擦力對物體一定不做功b.滑動摩擦力對物體不一定做負功c.一對靜摩擦力中，一個靜摩擦力做正功，則另一個靜摩擦力一定做負功d.一對滑動摩擦力中，一個滑動摩擦力做負

2、功，則另一個滑動摩擦力一定做正功3、如圖所示，某人用豎直向上的力緩慢提起長為l、質(zhì)量為m的置于地面上的鐵鏈，則在將鐵鏈提起到剛要脫離地面的過程中，提力所做的功為( )a.mgl b.mgl c.mgl d.mgl4、物體在豎直方向上分別做勻速上升、加速上升和減速上升三種運動。在這三種情況下物體機械能的變化情況是( )a.勻速上升機械能不變，加速上升機械能增加，減速上升機械能減少b.勻速上升和加速上升機械能增加，減速上升機械能減少c.勻速上升和加速上升機械能增加，減速上升機械能可能增加，可能減少，也可能不變d.三種情況中，物體的機械能均增加5、將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運動至最高

3、點的過程中，v -t圖像如圖所示。以下判斷正確的是( )a.前3 s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài)b.最后2 s內(nèi)貨物只受重力作用c.前3 s內(nèi)與最后2 s內(nèi)貨物的平均速度相同d.第3 s末至第5 s末的過程中，貨物的機械能守恒6、 (2013·聊城模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的物體在水平傳送帶上由靜止釋放，傳送帶由電動機帶動，始終保持以速度v勻速運動，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，物體過一會兒能保持與傳送帶相對靜止，對于物體從靜止釋放到相對靜止這一過程中，下列說法正確的是( )a.電動機做的功為b.摩擦力對物體做的功為mv2c.傳送帶克服摩擦力做的功為d.電動機增加的功率為mgv【總結(jié)提升】摩擦力

4、做功的誤區(qū)分析常見誤區(qū)分析：(1)誤區(qū)之一：計算摩擦力做功時，誤把物體的長度當成物體對地位移。解決辦法：規(guī)范作出物體運動過程的分析示意圖，標出物體的受力情況以及運動位移;同時切記力對物體做的功等于該力與物體對地位移的乘積。(2)誤區(qū)之二：誤把外力做的功當作系統(tǒng)機械能的增量。解決辦法:認真分析系統(tǒng)內(nèi)各種能量的變化，不能遺漏對任何一種能量改變的分析；同時對能量守恒定律和功能關(guān)系要深刻理解，如果系統(tǒng)內(nèi)除機械能改變之外，無其他能量變化，如內(nèi)能的增加，則外力(除重力之外)做的功就等于系統(tǒng)機械能的增量。如果有系統(tǒng)的內(nèi)力做功情況且之和不為零，系統(tǒng)內(nèi)有其他形式的能的轉(zhuǎn)化,用能量守恒定律求解。7、光滑水平地面上

5、疊放著兩個物體a和b，如圖所示。水平拉力f作用在物體b上，使a、b兩物體從靜止出發(fā)一起運動。經(jīng)過時間t，撤去拉力f，再經(jīng)過時間t，物體a、b的動能分別設(shè)為ea和eb，在運動過程中a、b始終保持相對靜止。以下有幾個說法，其中正確的是( )a.ea+eb等于拉力f做的功b.ea+eb小于拉力f做的功c.ea等于撤去拉力f前摩擦力對物體a做的功d.ea大于撤去拉力f前摩擦力對物體a做的功8、某緩沖裝置的理想模型如圖所示，勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與輕桿相連，輕桿可在固定的槽內(nèi)移動，與槽間的滑動摩擦力恒為ff。輕桿向右移動不超過l時，裝置可安全工作。一質(zhì)量為m的小車若以速度v0撞擊彈簧，將導(dǎo)致輕桿向右移

6、動。輕桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，且不計小車與地面的摩擦。(1)若彈簧的勁度系數(shù)為k，求輕桿開始移動時，彈簧的壓縮量x；(2)求為使裝置安全工作，允許該小車撞擊的最大速度vm。9、當今流行一種“蹦極”運動，如圖所示，在距河面45 m高的橋上a點系彈性繩，另一端b點系住重50 kg男孩的腳，彈性繩原長ab為15 m，設(shè)男孩從橋面自由下墜直至緊靠水面的c點，末速度為0。假定整個過程中，彈性繩遵循胡克定律，繩的質(zhì)量、空氣阻力忽略不計，男孩視為質(zhì)點。彈性勢能可用公式es=計算，式中k為彈性繩的勁度系數(shù),x為彈性繩的形變長度，g=10 m/s2。則：(1)男孩在最低點時，彈性繩具有的彈性勢能為

7、多大？彈性繩的勁度系數(shù)又為多大？(2)在整個運動過程中，男孩的最大速度為多少？10、如圖所示，滑塊質(zhì)量為m，與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.1,它以v0=的初速度由a點開始向b點滑行，ab=5r，并滑上光滑的半徑為r的圓弧bc，在c點正上方有一離c點高度也為r的旋轉(zhuǎn)平臺，沿平臺直徑方向開有兩個離軸心距離相等的小孔p、q，旋轉(zhuǎn)時兩孔均能達到c點的正上方.若滑塊滑過c點后從p孔上升又恰能從q孔落下，求：(1)滑塊在b點時對軌道的壓力大?。?2)平臺轉(zhuǎn)動的角速度應(yīng)滿足什么條件？【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點：(1)滑塊穿過p孔后做豎直上拋運動。(2)滑塊穿過p孔豎直上拋的時間內(nèi)，平臺轉(zhuǎn)動的可能角

8、度。11、如圖1所示，在盛水的一個杯子里有一木塊。開始時木塊被一根細繩拴住而完全沒入水中，整個裝置與外界絕熱，斷開細繩，則木塊將浮到水面上，最后達到平衡，在這一過程中，水、杯子和木塊組成的系統(tǒng)()a內(nèi)能增大 b內(nèi)能減小 c內(nèi)能不變 d條件不足，無法判斷圖112、一根長為l、質(zhì)量為m的均勻鏈條放在光滑的水平桌面上，其長度的一半懸于桌邊，若要將懸著的部分拉回桌面，至少做功()a.mgl b.mglcmgl d.mgl13、質(zhì)量相等的均質(zhì)柔軟細繩a、b平放于水平地面，繩a較長。分別捏住兩繩中點緩慢提起，直至全部離開地面，兩繩中點被提升的高度分別為ha、hb，上述過程中克服重力做功分別為wa、wb。若

9、()ahahb，則一定有wawbbha>hb，則可能有wa<wbcha<hb，則可能有wawbdha>hb，則一定有wa>wb14、如圖2所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板p拴接，另一端與物體a相連，物體a靜止于光滑水平桌面上，a右端連接一細線，細線繞過光滑的定滑輪與物體b相連。開始時用手托住b，讓細線恰好伸直，然后由靜止釋放b，直至b獲得最大速度。下列有關(guān)該過程的分析正確的是() ab物體的機械能一直減少bb物體動能的增量等于它所受重力與拉力做功之和cb物體機械能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量d細線的拉力對a做的功等于a物體與彈簧組成的系統(tǒng)機械能的增加量圖21

10、5、如圖3所示，一個質(zhì)量為m的鐵塊沿半徑為r的固定半圓軌道上邊緣由靜止滑下，到半圓底部時，軌道所受壓力為鐵塊重力的1.5倍，則此過程中鐵塊損失的機械能為()a.mgr b.mgr c.mgr d.mgr圖316、如圖4所示，bc是豎直面內(nèi)的四分之一圓弧形光滑軌道，下端c與水平直軌道相切。一個小物塊從b點正上方r處的a點處由靜止釋放，從b點剛好進入圓弧形光滑軌道下滑，已知圓弧形軌道半徑為r0.2 m，小物塊的質(zhì)量為m0.1 kg，小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)0.5，取g10 m/s2。小物塊在水平面上滑動的最大距離是()a0.1 m b0.2 mc0.6 m d0.8 m圖417、如圖5所示是某

11、中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動小車的裝置。當太陽光照射到小車上方的光電板時，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機帶動小車前進。若小車在平直的公路上以初速度v0開始加速行駛，經(jīng)過時間t，前進了距離l，達到最大速度vmax，設(shè)此過程中電動機功率恒為額定功率p，受的阻力恒為ff，則此過程中電動機所做的功為() affvmaxt bptcfft d.mvmax2fflmv02圖518、如圖6所示，某段滑雪雪道傾角為30°，總質(zhì)量為m(包括雪具在內(nèi))的滑雪運動員從距底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑，加速度為g。在他從上向下滑到底端的過程中，下列說法正確的是()a運動員減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動

12、能 b運動員獲得的動能為mghc運動員克服摩擦力做功為mghd下滑過程中系統(tǒng)減少的機械能為mgh圖619、如圖7所示，質(zhì)量為m的可看成質(zhì)點的物塊置于粗糙水平面上的m點，水平面的右端與固定的斜面平滑連接，物塊與水平面及斜面之間的動摩擦因數(shù)處處相同。物塊與彈簧未連接，開始時物塊擠壓彈簧使彈簧處于壓 縮狀態(tài)。現(xiàn)從m點由靜止釋放物塊，物塊運動到n點時恰好靜止，彈簧原長小于mm。若物塊從m點運動到n點的過程中，物塊與接觸面之間由于摩擦所產(chǎn)生的熱量為q，物塊、彈簧與地球組成系統(tǒng)的機械能為e，物塊通過的路程為s。不計轉(zhuǎn)折處的能量損失，下列圖象所描述的關(guān)系中可能正確的是()圖7 圖820、足夠長的粗糙斜面上，

13、用力推著一物體沿斜面向上運動，t0時撤去推力，06 s內(nèi)速度隨時間的變化情況如圖9所示，由圖象可知()a01 s內(nèi)重力的平均功率大小與16 s內(nèi)重力平均功率大小之比為51b01 s內(nèi)摩擦力的平均功率大小與16 s內(nèi)摩擦力平均功率大小之比為11c01 s內(nèi)位移大小與16 s內(nèi)位移大小之比為15d01 s內(nèi)機械能變化量大小與16 s內(nèi)機械能變化量大小之比為1521、如圖10所示，質(zhì)量m1 kg的小物塊放在一質(zhì)量為m4 kg的足夠長的木板右端，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)0.2，木板與水平面間的摩擦不計。物塊用勁度系數(shù)k25 n/m的彈簧拴住，彈簧的左端固定(與木板不粘連)。開始時整個裝置靜止，彈簧處于

14、原長狀態(tài)?，F(xiàn)對木板施以12 n的水平向右的恒力(物塊與木板間最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力，g10 m/s2)。已知彈簧的彈性勢能epkx2，式中x為彈簧的伸長量或壓縮量。求：(1)開始施力的瞬間小物塊的加速度；(2)物塊達到的最大速度是多少？圖1022、如圖11所示，傳送帶與水平面之間的夾角為30°，其上a、b兩點間的距離為l5 m，傳送帶在電動機的帶動下以v1 m/s的速度勻速運動，現(xiàn)將一質(zhì)量為m10 kg的小物體(可視為質(zhì)點)輕放在傳送帶的a點，已知小物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)，在傳送帶將小物體從a點傳送到b點的過程中，求：(g取10 m/s2) (1)傳送帶對小物體做的功

15、；(2)電動機做的功。圖111、【解析】選d。汽車在水平路面上的制動過程，重力對其不做功，選項a、c錯誤；降落傘勻速下降時動能并沒有變化，選項b錯誤。上述各物理過程中減少的機械能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，選項d正確。 2、【解析】選b、c。物體在靜摩擦力作用下可以向各個方向運動，所以靜摩擦力可以對物體做功，故a錯。物體在滑動摩擦力的作用下也可以運動，即運動方向可以與滑動摩擦力的方向相同，從而對物體做正功，故b對。由于一對靜摩擦力等大反向，且作用位移相同，故一個力做正功，另一個力一定做負功，故c對。在一對滑動摩擦力中，力的大小相等、方向相反，但兩力的作用位移大小不相同，方向也不相同，故d錯誤。 3、

16、【解析】選b。緩慢提起的過程中鐵鏈動能不變，由功能關(guān)系得：wf=e機=mgl，故選b。 4、【解析】選c。無論物體向上加速還是勻速運動，除重力外，其他外力一定對物體做正功，物體機械能都增加，物體向上減速運動時，除重力外，物體受到的其他外力不確定，故無法確定其機械能的變化，c正確。 5、【解析】選a、c。由貨物運動的v -t圖像可知，前3 s內(nèi)貨物向上做勻加速直線運動，貨物處于超重狀態(tài)，a正確；最后2 s內(nèi)貨物向上做勻減速直線運動，加速度為-3 m/s2，說明貨物除受重力外，還受其他力的作用，b錯誤；由平均速度公式得，前3 s內(nèi)與最后 2 s 內(nèi)貨物的平均速度都為3 m/s，c對；第3 s末至第

17、5 s 末的過程中，貨物的速度不變，動能不變，重力勢能增加，故機械能增加，d錯誤。 6、【解析】選d。由能量守恒定律知，電動機做的功等于物體獲得的動能和由于摩擦而產(chǎn)生的熱量，故a錯；對物體受力分析知，僅有摩擦力對物體做功，由動能定理知，b錯；傳送帶克服摩擦力做功等于摩擦力與傳送帶對地位移的乘積，而易知這個位移是物體對地位移的兩倍，即w=mv2,故c錯；由功率公式易知傳送帶增加的功率為mgv,故d對。【總結(jié)提升】摩擦力做功的誤區(qū)分析常見誤區(qū)分析：(1)誤區(qū)之一：計算摩擦力做功時，誤把物體的長度當成物體對地位移。解決辦法：規(guī)范作出物體運動過程的分析示意圖，標出物體的受力情況以及運動位移;同時切記力

18、對物體做的功等于該力與物體對地位移的乘積。(2)誤區(qū)之二：誤把外力做的功當作系統(tǒng)機械能的增量。解決辦法:認真分析系統(tǒng)內(nèi)各種能量的變化，不能遺漏對任何一種能量改變的分析；同時對能量守恒定律和功能關(guān)系要深刻理解，如果系統(tǒng)內(nèi)除機械能改變之外，無其他能量變化，如內(nèi)能的增加，則外力(除重力之外)做的功就等于系統(tǒng)機械能的增量。如果有系統(tǒng)的內(nèi)力做功情況且之和不為零，系統(tǒng)內(nèi)有其他形式的能的轉(zhuǎn)化,用能量守恒定律求解。7、【解析】選a、c。由于a、b始終相對靜止，故a、b之間沒有相對運動，沒有摩擦生熱，所以拉力f做的功全部轉(zhuǎn)化為a、b的動能。物體a獲得的能量是在a、b加速過程中靜摩擦力對a所做的功，故選項a、c正

19、確。 8、【解題指南】解答本題時可按以下思路分析：(1)根據(jù)胡克定律求解彈簧的壓縮量；(2)小車每次撞擊時克服彈簧的彈力做功相同；(3)撞擊時小車克服彈力和摩擦力做功?！窘馕觥?1)輕桿開始移動時，彈簧的彈力f=kx (2分)且f=ff (2分)解得x= (2分)(2)設(shè)輕桿移動前小車對彈簧所做的功為w，則小車從撞擊到停止的過程中由動能定理得 (2分)同理，小車以vm撞擊彈簧時(2分)解得 (2分)答案：(1) (2)9、【解析】男孩從橋面自由下落到緊靠水面的c點的過程中，重力勢能的減少量對應(yīng)彈性勢能的增加量，男孩速度最大時，應(yīng)位于加速度為零的位置。(1)由功能轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，mgh=es (2

20、分)es=50×10×45 j=2.25×104 j (1分)又es=kx2,x=45 m-15 m=30 m (2分)所以 (2分)(2)男孩加速度為零時，mg=kx (2分)解得x=10 m (1分)由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得：(4分)所以vm=20 m/s (2分)答案：(1)2.25×104 j 50 n/m (2)20 m/s10、【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點：(1)滑塊穿過p孔后做豎直上拋運動。(2)滑塊穿過p孔豎直上拋的時間內(nèi)，平臺轉(zhuǎn)動的可能角度?！窘馕觥?1)設(shè)滑塊滑至b點時速度為vb,對滑塊由a點到b點應(yīng)用動能定理有(2分)對滑塊在

21、b點，由牛頓第二定律有(2分)解得fn=9mg (1分)由牛頓第三定律可知，滑塊在b點時對軌道的壓力大小fn=fn=9mg (1分)(2)滑塊從b點開始運動后機械能守恒，設(shè)滑塊到達p處時速度為vp,則(2分)解得 (2分)滑塊穿過p孔后再回到平臺的時間(2分)要想實現(xiàn)題述過程，需滿足t=(2n+1) (2分)(2分)答案：(1)9mg (2)11、答案：選a木塊上升時，同體積的水下移，水、杯子和木塊組成的系統(tǒng)總重力勢能減小，轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，故a正確。12、答案：選a懸于桌邊的鏈條質(zhì)量為。將其拉上桌面，重心升高，故至少做功為mgl。選項a正確。13、答案：選b當hahb時，則一定有wa<

22、wb，故選項a錯；當ha>hb時，有wa<wb、wa>wb、wawb三種可能，故選項b正確，d錯誤；當ha<hb時一定有wa<wb，選項c錯誤。14、答案：選abd由于細線的拉力對b做負功，故b物體機械能一直減少，a正確；根據(jù)動能定理可確定b正確；由于該過程中a的動能增加，故b物體機械能的減少量等于彈簧彈性勢能與物體a動能增加量的和，故c錯誤；細線的拉力對a和彈簧組成的系統(tǒng)做正功，根據(jù)功能關(guān)系，d正確。15、答案：選d由fnmgm，fn1.5 mg可得：v2。由功能關(guān)系可知，鐵塊損失的機械能emgrmv2mgr，故d正確。16、答案：選d設(shè)小物塊在水平面上滑動的最大距離為x，由動能定理得：mg·2rmgx0，x0.8 m，選項d正確。17、答案：選abd因小車以恒定的功率運動，故此過程小車電動機做功為wptffvmaxt，a、b均正確；由動能定理可得wfflmvmax2mv02，得：wmvmax2mv02ffl。故d正確，c錯誤。18、答案：選d運動員的加速度為g，沿斜面：mgffm·g，ffmg，wffmg·2hmgh，所以a、c項錯誤，d項正確；ekmghmghmgh，b項錯誤。19、答案：選c因摩擦力始終做負功，故系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量q隨s增大，而系統(tǒng)的機械能隨s而減小，b、d均錯