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1、1 / 12 5-4 能量转化与守恒定律 一、选择题 1跳伞运动员在刚跳离飞机、降落伞尚未打开的一段时间内： 空气阻力做正功；重力势能增加；动能增加； 空气阻力做负功。以下说法中正确的是( b5E2RGbCAP A B C D 答案B 解读跳伞运动员跳离飞机，在尚未打开降落伞的这段时间内， 运动员向下运动，重力对运动员做正功，重力势能减少；空气阻力 对运动员做负功。由于重力大于空气阻力，运动员向下做加速运 动，其动能增加，故错，对。p1EanqFDPw 2(2018 温州二模 蹦床是青少年喜欢的一种体育活动，蹦床边 框用弹簧固定有弹性网，当运动员从最高点落下直至最低点的过程 中，空气阻力大小恒
2、定，则运动员( DXDiTa9E3d A刚接触网面时，动能最大 B机械能一直减少 C重力做功等于克服空气阻力做功 D重力势能的减少量等于弹性势能的增加量 答案B 解读运动员从最高点落下直至最低点的过程中，先做加速运 动，后做减速运动，当合力为0 时，速度最大，动能也最大，此时 弹性网发生形变，则选项A 错误；因为在整个过程中都受阻力作 用，阻力做负功，机械能减少，选项B正确；由动能定理，重力做 功等于重力势能的减少量，为克服空气阻力做功与克服弹力做功之 和，故选项 C、D 错误。RTCrpUDGiT 2 / 12 3(2018 广东深圳一模 在奥运比赛工程中，高台跳水是我国运 动员的强项质量为
3、 m的跳水运动员入水后受到水的阻力而竖直向下 做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F。那么在他减速下降深度为 h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度 ( 5PCzVD7H xA A他的动能减少了 Fh B他的重力势能减少了 mgh C他的动能减少了 (Fmgh D他的机械能减少了 Fh 答案BCD 解读跳水运动员入水减速下降h 的过程中，他的重力势能减少 了 mgh，则 B 选项正确；由动能定理知，动能减少了(Fmgh，则 C 选项正确；重力以外的力做的功等于机械能的变化，则D 选项正 确。jLBHrnAILg 4(2018 东北三省六校联考 如图所示，轻质弹簧的一端固定在 竖直板
4、P上，另一端与质量为 m1的物体 A相连，物体 A静止于光滑桌 面上， A右边接一细线绕过光滑的定滑轮悬一质量为m2的物体 B，设 定滑轮的质量不计，开始时用手托住物体B，让细线恰好拉直，然后 由静止释放 B，直到B获得最大速度，下列有关此过程的分析，其中 正确的是 ( xHAQX74J0X A物体 B机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 3 / 12 B物体 B重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 C物体 B动能的增加量等于细线拉力对物体B做的功与物体 B重 力做功之和 D物体 B的机械能一直增加 答案C 解读物体 A、B 及弹簧组成的系统机械能守恒，物体B 的机械 能减少量等于弹簧弹
5、性势能的增加量与物体A动能的增加量之和， 则选项 A、B错误；单独对物体B，在达到最大速度前，细线拉力做 负功，机械能减少，物体B 减少的机械能等于拉力做的功，则选项 C 正确、 D 错误。 LDAYtRyKfE 5(2018 辽宁沈阳 如图所示，甲、乙两种粗糙面不同的传送带 ，倾斜于水平地面放置。以同样恒定速率v向上运动。现将一质量为 m的小物体 (视为质点 轻轻放在 A处，小物体在甲传送带上到达B处 时恰好达到传送带的速率v；在乙传送带上到达离 B竖直高度为 h的C 处时达到传送带的速率 v。已知 B处离地面高度为 H，则在物体从 A到 B的运动过程中 ( Zzz6ZB2Ltk A两种传送
6、带对小物体做功相等 B将小物体传送到 B处，两种传送带消耗的电能相等 C两种传送带与小物体之间的动摩擦因数不同 D将小物体传送到 B处，两种系统产生的热量相等 答案AC 4 / 12 解读AB，由动能定理得WMgH错误 !mv 2，A 对；动摩擦 因数 明显不同， C 对；AB 摩擦力做功一样，但甲一直产生热 量，而乙中只有AC 段产生热量，所以产生热量不同，D 错；再由能 量守恒则消耗的电能不等，B 错。dvzfvkwMI1 6(2018 潍坊模拟 如图所示，在升降机内固定一光滑的斜面体 ，一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上，另一端与质 量为m的物块 A相连，弹簧与斜面平行。整个
7、系统由静止开始加速上 升高度 h的过程中 ( rqyn14ZNXI A物块 A的重力势能增加量一定等于mgh B物块 A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做 功的和 C物块 A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其 做功的和 D物块 A和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支 持力和 B对弹簧拉力做功的和 答案CD 解读本题考查做功与能量的转化关系。由于斜面光滑，物块A 静止时弹簧弹力与斜面支持力的合力与重力平衡，当整个装置加速 上升时，由牛顿第二定律可知物块A 受到的合力应向上，故弹簧伸 长量增加，物块A相对斜面下滑一段距离，下滑高度小于h，故选 项 A 错误；根据动
8、能定理可知，物块A 动能的增加量应等于重力、 5 / 12 支持力及弹簧弹力对其做功的代数和，故选项B 错误；物块 A 机械 能的增加量应等于除重力以外的其他力对其做功的代数和，选项C 正确；物块 A和弹簧组成的系统机械能增加量应等于除重力和弹簧 弹力以外的其他力做功的代数和，故选项D 正确。EmxvxOtOco 7(2018 北京东城示范校练习 如图所示，一根光滑的绝缘斜槽 连接一个竖直放置的半径为R0.50m的圆形绝缘光滑槽轨。槽轨处 在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B0.50T。有一个质量 m 0.10g，带电荷量为 q1.610 3C的小球在斜轨道上某位置由静 止自由下滑，若小球
9、恰好能通过最高点，则下列说法中正确的是(重 力加速度取 10m/s 2( SixE2yXPq5 A小球在最高点只受到洛伦兹力和重力的作用 B小球从初始静止到达最高点的过程中机械能守恒 C若小球到最高点的线速度为v，则小球在最高点时的关系式 mgqvBm错误 !成立 6ewMyirQFL D小球滑下初位置离轨道最低点为h错误 !m 答案ABD 解读小球在运动的过程中，轨道光滑，洛伦兹力不做功，机械 能守恒， B 正确；在圆周运动的过程中，洛伦兹力的方向沿半径向 外，若小球恰好能通过最高点，则小球和轨道之间没有正压力作 用，小球在最高点只受到洛伦兹力和重力的作用，A 正确，小球在 最高点时 mgB
10、qvm错误 !，C 错误；对全过程有mghmg 2R 错误 !mv 2，解得初位置离轨道最低点为 h错误 !m，D 正确。kavU42VRUs 6 / 12 8.(2018 湖北襄阳调研 如图所示，质量为 m的滑块从斜面底端以 平行于斜面的初速度 v0冲上固定斜面，沿斜面上升的最大高度为H。 已知斜面倾角为 ，斜面与滑块间的动摩擦因数为 ，且 y6v3ALoS89 答案D 解读重力势能的变化仅仅与重力做功有关，随高度h的增大， 重力势能增大，选项A 错误。机械能的变化仅与重力和系统内弹力 之外的其他力做功有关，上滑过程有f错误 !EE0，即 EE0f 7 / 12 错误 !；下滑过程有 f错误
11、 !EE0，即 EE02f错误 !f错误 !， 故上滑和下滑过程Eh图象均为直线，选项B 错误。动能的变化与 合外力做功有关，上滑过程有(mg错误 !hEkEk0，即 EkEk0 (mg错误 !h，下滑过程有 mghf错误 !Ek Ek，即 Ek Ek02f错误 !(mg错误 !h，故 Ekh图象为直线，但下滑过程斜率 小，选项 C 错误，选项 D 正确。M2ub6vSTnP 二、非选择题 9(2018 广东深圳一模 如图所示，在光滑水平地面上放置质量 M2kg的长木板，木板上表面与固定的竖直弧形轨道相切。一质量 m1kg的小滑块自 A点沿弧面由静止滑下， A点距离长木板上表面高 度h0.6m
12、。滑块在木板上滑行 t1s 后，和木板以共同速度 v1m/s 匀速运动，取 g10m/s 2。求： 0YujCfmUCw (1滑块与木板间的摩擦力； (2滑块沿弧面下滑过程中克服摩擦力做的功； (3滑块相对木板滑行的距离。 答案(12N (21.5J (31.5m 解读(1对木板 FfMa1 由运动学公式 ，有 va1t 解得 Ff2N。 (2对滑块 Ffma2 设滑块滑上木板时的初速度为v0 由公式 vv0a2t 解得 v03m/s 8 / 12 滑块沿弧面下滑的过程，由动能定理得 mghWFf错误 !mv错误 ! WFfmgh错误 !mv错误 !1.5J (3t1s内木板的位移 s1错误
13、!a1t2 此过程中滑块的位移s2v0t错误 !a2t2 故滑块相对木板滑行距离Ls2s11.5m 10(2018 山东威海一模 如图所示为某工厂的货物传送装置， 水平运输带与一斜面 MP连接，运输带运行的速度为v05m/s。在运 输带上的 N点将一小物体轻轻地放在上面，N点距运输带的右端 x1. 5m，小物体的质量为 m0.4kg，设货物到达斜面最高点 P时速度恰 好为零，斜面长度 L0.6m，它与运输带的夹角为 30 ，连接点 M 处是平滑的，小物体在此处无碰撞能量损失，小物体与斜面间的动 摩擦因数为 1错误 !，取g10m/s 2，空气阻力不计，求： eUts8ZQVRd (1小物体运动
14、到运输带右端时的速度大小； (2小物体与运输带间的动摩擦因数； (3小物体在运输带上运动的过程中由于摩擦而产生的热量。 答案(13m/s (20.3 (34.2J 解读(1对物体在斜面上受力分析， 由牛顿第二定律得，mgsin 1mgcos ma1，v 2 2a 1L， 联立解得： v3m/s。 (2因为 v设物体在运输带上运动的时间为t，则 t错误 !， 物体与传递带的相对位移为： xv0tx 产生的热量为： Qmg x，联立解得： Q4.2J。 11(2018 浙江金华 跳水运动员从高于水面 H10m的跳台自由 落下，身体笔直且与水面垂直。假设运动员的质量，m50kg，其身 体可等效为一长
15、度 L1.0m、直径 d0.30m的圆柱体，略去空气阻力 。运动员落水后，水的等效阻力f作用于圆柱体的下端面，f的量值随 落水深度 Y变化的函数曲线如图所示。该曲线可近似看做椭圆的一部 分，该椭圆的长、短轴分别与坐标轴OY和Of重合。运动员入水后受 到的浮力 FgV (V是排开水的体积 是随着入水深度线性增加的。已 知椭圆的面积公式是 S ab，水的密度 1.0103kg/m3，g取10m/s 2。试求： sQsAEJkW5T (1运动员刚入水时的速度； (2运动员在进入水面过程中克服浮力做的功； (3为了确保运动员的安全，水池中水的深度h至少应等于多少？ 答案(110错误 !m/s (235
16、3.25J (34.51m 解读(1v错误 !错误 !10错误 !m/sGMsIasNXkA (2浮力做功分为两个阶段，运动员进入水面为第一阶段，水的 浮力线性增加，其做功为： WF1错误 !L错误 ! d 2L2g 10 / 12 WF1353.25J。 (3设水深为 h，第二阶段浮力是恒力，其所做的功为 WF2 错误 ! d2Lg(hL 水的阻力做功为题图中曲线与横轴所围的面积： Wf错误 ! 错误 !mgh错误 ! mghTIrRGchYzg 运动员的始、末状态的速度均为零，对整个过程应用动能定 理： WGWF1WF2Wf0 将 WGmg(Hh及式代入式： mg(Hh错误 ! L 2d2
17、g 错误 ! Ld 2g(hL错误 ! mgh0， 7EqZcWLZNX 代入数据解得水深至少为h4.51m。 12(2018 广东四校联考 如图所示，水平传送带以v4m/s的速 度逆时针转动，两个转轴间的距离L4m。竖直光滑圆弧轨道 CD所 对的圆心角 37 ，圆弧半径 r2.75m。轨道末端 D点切线水平，且 紧贴水平转盘边缘上方。水平转盘半径R3.6m。沿逆时针方向绕圆 心匀速转动。质量 m1kg的小物块，与传送带间的动摩擦因数 0. 8。将物块轻放到传送带右端，物块从左端水平抛出，恰好沿C点的 切线滑入 CD轨道，再由 D点水平滑落到转盘上。物块落到转盘上时 的速度恰好与落点的线速度相
18、等，物块立即无相对滑动地随盘转动 。取sin370.6，cos37 0.8，g10m/s 2。求： lzq7IGf02E (1物块在传送带上加速运动过程的位移x(相对于地面 ； (2传送带的上表面到水平转盘的竖直高度H； (3物块随转盘转动时所受摩擦力F的大小。 11 / 12 答案(11m (21m (310N 解读(1物块在传送带上滑动时，有 mg ma ag8m/s 2 由 v 22as 得 s错误 !错误 !m1m 由 s由(1知物体在传送带上将先加速后随传送带一起匀速运动， 从左端抛出的速度为v4m/s。 由题意和几何关系知，物块在C 点的速度 v1错误 !错误 !m/s 5m/szvpgeqJ1hk 根据机械能守恒，有 mgh1错误 !mv错误 !错误 !mv 2 NrpoJac3v1 得 h10.45m 由几何关系，有h2EDr(1cos 0.55m Hh1h21m (3物块从抛出点到 D 点过程中，有 mgH错误 !mv错误 !错误 !mv 2 1nowfTG4KI 12 / 12 物块做圆周运动时，有Fm错误 !? 联立解得 F10N? 申明： 所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。