1、同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 自 学 导 航要 点 导 析第2页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案07 机械能守恒定律自 学 导 航要 点 导 析第3页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案第十节 能量守恒定律与能源自 学 导 航要 点 导 析第4页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案目 标 导 向自 学 导 航要 点 导 析第5页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导
2、 思课 后 习 题 答 案知识与技能1.理解掌握能量守恒定律的内容，会用能量转化和守恒的观点分析物理现象2了解什么是能源，什么是常规能源3了解能源储量与人类需求之间的关系过程与方法可采用讨论的方法，请同学们自己谈谈对能量的认识及为什么我们要节约能源情感态度与价值观要树立科学的世界观，形成可持续发展的意识能量虽然守恒，但我们还要节约能源！自 学 导 航要 点 导 析第6页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案自 学 导 航自 学 导 航要 点 导 析第7页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习
3、 题 答 案1能量守恒定律(1)能量守恒定律最后确立的两类重要事实是：确认了_的不可能性和发现了各种_之间的相互联系和转化(2)内容：能量既不会_，也不会_，它只会从一种形式_为其他形式，或者从一个物体_到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量_，这就是能量守恒定律自 学 导 航要 点 导 析第8页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案2能源与能量耗散(1)能量耗散：燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，它就不会再次聚集起来供人类重新利用电池中的化学能转化为_，它又通过灯泡转化成_和_，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，
4、我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫做能量的耗散能量耗散表明，能量在转化过程中，数量上并未_，但在可利用的品质上降低了，从便于利用变成不便于利用了(2)能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的_能源的利用受这种_的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的自 学 导 航要 点 导 析第9页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案答案1(1)永动机 自然现象(2)消灭 创生 转化 转移 保持不变2(1)电能 内能 光能 减少(2)方向性 方向性自 学 导 航要 点 导 析第10页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越
5、梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案要 点 导 析自 学 导 航要 点 导 析第11页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案导析 1 能量与能量守恒(1)形式：能量有各种不同的形式运动的物体具有动能；被举高的重物具有重力势能；发生弹性形变的物体具有弹性势能；由大量粒子构成的系统具有内能另外自然界中还存在如化学能、电能、光能、太阳能、风能、潮汐能、原子能等等不同形式的能不同的能与物体的不同运动形式相对应，如机械能对应机械运动；内能与大量微观粒子的热运动相对应自 学 导 航要 点 导 析第12页同步导练/RJ必修 物理
6、经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(2)能量的转化：各种不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中总量保持不变也就是说当某个物体的能量减少时，一定存在其他物体的能量增加，且减少量一定等于增加量；当某种形式的能量减少时，一定存在其他形式的能量增加，且减少量一定等于增加量(3)能量守恒：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变，这个规律叫做能量守恒定律自 学 导 航要 点 导 析第13页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课
7、 后 习 题 答 案说明：该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习物理学的一条主线要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和转移自 学 导 航要 点 导 析第14页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案导析 2 功能关系的深刻理解(1)功与能的区别功是力在空间上的积累，是过程量能反映了物体能够对外做功的一种本领，与物体所处的状态相对应，是状态量(2)功能关系功是能量转化的量度不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的，做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程，而且做了多少功，就有多少能量发生转化(或转移)自 学 导 航
8、要 点 导 析第15页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(3)几种常见的力做功与能量转化的对应关系不同的力做功对应不同形式能的转化定量关系合外力做的功(所有外力的功)动能变化合外力做的功等于物体动能的变化，即 W 合Ek2Ek1重力做的功重力势能变化重力做的功等于重力势能变化量的负值，即 WGEpEp1Ep2自 学 导 航要 点 导 析第16页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案弹簧弹力做的功弹性势能变化弹力做的功等于弹性势能变化量的负值，即 WFEpEp1Ep2只有重力、
9、弹簧弹力做功不引起机械能的变化机械能守恒，即 E0除重力和弹力之外的力做功机械能变化做正功，机械能增加，做负功，机械能减少，即 W 其他E一对滑动摩擦力做的总功内能变化作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加，即 QFfs 相对自 学 导 航要 点 导 析第17页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案导析 3 摩擦力做功与能量转化(1)静摩擦力做功的特点静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移(静摩擦力起着传递机械能的作用)，而没有机械能转化为其他形式的能在相互摩擦的系统内，一
10、对静摩擦力所做功的代数和总为零自 学 导 航要 点 导 析第18页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(2)滑动摩擦力做功的特点滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功相互作用的系统内，一对滑动摩擦力所做的总功不为零滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两种情况：一是相互摩擦的物体之间机械能的转移；二是机械能转化为内能，转化为内能的值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，即 QF 滑 l 相对如图 7101，上表面不光滑的长木板，放在光滑的水平地面上，一小铁块以速度v0 从木板的左端滑上木板，当铁块和木板相对静止时木板相对地面滑动的距
11、离为 s，小铁块相对木板滑动的距离为 d，滑动摩擦力对铁块所做的功为自 学 导 航要 点 导 析第19页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案图 7101W 铁f(sd)根据动能定理，铁块动能的变化量为 Ek 铁W 铁f(sd)自 学 导 航要 点 导 析第20页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案式表明，铁块从开始滑动到相对木板静止的过程中，其动能减少那么，铁块减少的动能转化为什么能量了呢？以木板为研究对象，滑动摩擦力对木板所做的功为W 板fs根据动能定理，木板动能的变化量为
12、 Ek 板W 板fs自 学 导 航要 点 导 析第21页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案式表明木板的动能是增加的，由于木板所受摩擦力的施力物体是铁块，可见铁块减少的动能有一部分(fs)转化为木板的动能将两式相加得：Ek 铁Ek 板fd式表明铁块和木板组成的系统的机械能的减少量等于滑动摩擦力与铁块相对木板的位移的乘积，这部分能量转化为系统的内能即 Qfd.自 学 导 航要 点 导 析第22页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案方 法 导 学自 学 导 航要 点 导 析第23
13、页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案思维导悟导悟 1 能量守恒问题【例 1】下列说法正确的是()A随着科技的发展，永动机是可以制成的B太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化与守恒定律，因而是不可能的D有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生自 学 导 航要 点 导 析第24页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【解析】永动机是指不消耗或少消耗能
14、量，而可以大量对外做功的装置，历史上曾出现过各式各样的所谓永动机的发明，结果都以失败告终，原因就是违背了能量转化与守恒定律人类只能发现规律、利用规律，但绝不可以创造规律、改变规律，违背规律行事，即使以后科技再发达，也要受自然规律的制约，所以永动机是永远不可能制成的，A 错太阳辐射大量的能量，地球只吸收了极小的一部分，就形成了风云雨雪，使万物生长，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一定是转化成了别的能量，B 错马和其他动物，包括人要运动，必须消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物质能，C 正确自 学 导 航要 点 导 析第25页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真
15、题 导 思课 后 习 题 答 案所谓“全自动”手表内部还是有能量转化装置的，一般是一个摆锤，当人戴着手表活动时，使摆锤不停摆动，给游丝弹簧补充能量，才会维持手表的走时如果把这种表放在桌面上静置两天，它一定会停摆的，D 错【答案】C自 学 导 航要 点 导 析第26页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【点悟】任何自然现象都满足能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会消失，只能转化或转移，且在转移或转化过程中总量保持不变自 学 导 航要 点 导 析第27页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后
16、习 题 答 案【变式训练 1】某地平均风速为 5 m/s，已知空气密度是 1.2 kg/m3，有一风车，它的风叶转动时可形成半径为 12 m 的圆面如果这个风车能将圆面内 10%的气流动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？解析：在 t 时间内作用于风车的气流质量 mr2vt这些气流的动能为12mv2，转变成的电能 E12mv210%所以风车带动发电机的功率为 PEt 12r2v310%代入数据得 P3 391.2 W.自 学 导 航要 点 导 析第28页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案答案:3 391.2 W自 学 导
17、航要 点 导 析第29页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案导悟 2 功能关系【例 2】(多选)如图 7102 所示，质量为 m 的物体(可视为质点)以某一初速度由底端冲上倾角为 30的固定斜面，上升的最大高度为 h，其沿斜面方向的加速度大小为34g，在这个过程中有关该物体的说法中正确的是()图 7102A重力势能增加了 mgh B动能损失了 mghC动能损失了12mghD机械能损失了12mgh自 学 导 航要 点 导 析第30页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【解析】物
18、体重力势能的增加量等于克服重力做的功，选项 A 正确；物体所受的合力做的功等于动能的减少量 Ekmasmahsin3032mgh，选项 B、C 错误；物体机械能的损失量等于克服摩擦力做的功，因 mgsin30Ffma，所以 Ff14mg，故物体克服摩擦力做的功为 Ffx14mg2h12mgh，选项 D 正确【答案】AD自 学 导 航要 点 导 析第31页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【点悟】应正确把握几种功能关系(1)合外力对物体所做的功等于物体动能的增量；(2)重力做功等于重力势能的减少量；弹簧弹力做功等于弹性势能的减少量；(
19、3)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少功等于物体机械能的增加量自 学 导 航要 点 导 析第32页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【变式训练 2】(多选)竖直向上的恒力 F 作用在质量为 m 的物体上，使物体从静止开始运动升高 h，速度达到 v，在这个过程中，设阻力恒为 Ff.则下列表述正确的是()A恒力 F 对物体做的功等于物体动能的增量，即 Fh12mv2B恒力 F 对物体做的功等于物体机械能的增量，即 Fh12mv2mghC恒力 F 与阻力 Ff对物体做的功等于物体机械能的增量，即(FFf)h12mv2mghD物体所受合力
20、的功，等于物体动能的增量，即(FFfmg)h12mv2自 学 导 航要 点 导 析第33页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案解析：施加恒力 F 的物体是所述过程能量的总来源加速运动过程终结时，物体的动能、重力势能均得到增加除此之外，在所述过程中，因为有阻力的存在，还将有内能产生，其值为 Ffh，由能量守恒得 Fhmgh12mv2Ffh，故 A、B 不正确经变形后，可得 C、D 正确选项 C 的含义为除重力、弹簧弹力以外，物体所受力对物体做的功等于物体机械能的增量，这个结论通常又称功能原理选项 D 是动能定理的具体表述，虽说表述各有不
21、同，但都是能量守恒的具体反映 答案：CD自 学 导 航要 点 导 析第34页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案导悟 3 功能关系的综合应用【例 3】(多选)如图 7103 所示，质量为 M、长度为 l 的小车静止在光滑的水平面上，质量为 m 的小物块放在小车的最左端现用一水平恒力 F 作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动物块和小车之间的摩擦力的大小为 f.经过时间 t，小车运动的位移为 x，物块刚好滑到小车的最右端物块可以看成质点，则()图 7103自 学 导 航要 点 导 析第35页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/
22、超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案A物块受到的摩擦力对物块做的功与小车受到的摩擦力对小车做功的代数和为零B整个过程物块和小车增加的机械能为 F(xl)C整个过程物块和小车间摩擦生热为 flD小车的末动能为 fx自 学 导 航要 点 导 析第36页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【解析】摩擦力对物块做的功为f(lx)，摩擦力对小车做功为 fx，则物块受到的摩擦力对物块做的功与小车受到的摩擦力对小车做功的代数和为fl，不等于零，故 A错误根据功能关系得知，整个过程物块和小车增加的机械能为 F(xl)fl，故
23、B 错误滑动摩擦力对系统做功为fl，则整个过程物块和小车间摩擦生热为 fl，故 C 正确对小车，由动能定理得：Ek0fx，得小车的末动能为 Ekfx，故 D 正确【答案】CD自 学 导 航要 点 导 析第37页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【点悟】功是能量转化的量度当能量的变化不能直接求解时，可利用功能关系将其转化为对功的求解同理，当功不方便求解时，可利用功能关系将其转化为对能量变化的求解，但功能关系要对应明确自 学 导 航要 点 导 析第38页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习
24、 题 答 案【变式训练 3】如图 7104 所示，在摩擦力不计的水平面上，放一辆质量为 M的小车，小车左端放一只箱子，其质量为 m，水平恒力 F 把箱子拉到小车的右端如果第一次小车被固定在地面上，第二次小车没固定，可沿水平面运动，在上述两种情况下()图 7104自 学 导 航要 点 导 析第39页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案A箱子与小车之间的摩擦力大小不相等BF 做的功一样多C箱子获得的动能一样多D由摩擦转变成内能的能量一样多自 学 导 航要 点 导 析第40页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题
25、 导 思课 后 习 题 答 案解析：根据滑动摩擦力公式 fFN 知，两种情况下，m 对车的压力 FN相等，都等于 mg，动摩擦因数是一定的，故滑动摩擦力一定相等，A 错误；第二次由于小车也会向右移动，故滑块对地的位移比第一次大，F 一样大，由 WFl 知，第二次拉力做的功多，B 错误；第二次滑块对地的位移 x 大，根据动能定理：(Ff)x12mv2 可知，第二次 m 获得的动能大，C 错误；摩擦产生的热量等于滑动摩擦力乘以相对位移，即：Qfx，两次的相对位移相同，都等于车长，所以摩擦产生的热量一样多，D 正确 答案：D自 学 导 航要 点 导 析第41页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越
26、梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案探究导引探究 1 传送带中的能量问题【例 1】电动机带动水平传送带以速度 v 匀速传动，一质量为 m 的小木块由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为，如图 7105 所示传送带足够长，当小木块与传送带相对静止时求：图 7105(1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦过程中产生的内能自 学 导 航要 点 导 析第42页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【解析】(1)由牛顿第二定律：mgma，得 ag由公式 vat 得 t v
27、g，小木块的位移 s1v2t v22g(2)传送带始终匀速运动，路程 s2vtv2g(3)小木块获得的动能 Ek12mv2自 学 导 航要 点 导 析第43页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(4)滑动摩擦力对木块做了正功，使得木块的机械能增加，且增加的机械能为 Emgs112mv2而滑动摩擦力对传送带做了负功，使传送带输出了能量，且输出的能量为 E输出mgs2mv2所以整个系统在这一过程中产生的内能(摩擦热)为 QE输出Emg(s2s1)12mv2.自 学 导 航要 点 导 析第44页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想
28、方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【答案】(1)v22 g(2)v2 g(3)12mv2(4)12mv2【点悟】摩擦生热要点(1)注意本题结论 Q 热Ffs 相对；(2)s 相对的求法若两物体同向运动 s 相对s2s1(s2、s1分别指物体 2 与物体 1 对地位移)；若两物体运动方向相反 s 相对s1s2.自 学 导 航要 点 导 析第45页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案探究 2 功能关系的综合应用【例 2】一辆车通过一根跨过定滑轮的绳 PQ 提升井中的质量为 m 的物体，如图7106 所示，绳的 P 端挂在车
29、后的钩上，Q 端拴在物体上，设绳的质量、定滑轮的尺寸及摩擦都忽略不计开始时车在 A 点，左、右两侧绳都已绷紧，并是竖直的，左侧绳长为 H.提升时车加速向左运动，沿水平方向从 A 点经过 B 到 C.设 A 到 B 的距离也是 H，车过 B 点时的速度为 vB，求在车由 A 移到 B 的过程中，绳 Q 端的拉力对物体做的功图 7106自 学 导 航要 点 导 析第46页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【解析】物体开始静止在井中，它在被提升的过程中，重力势能增加，动能也增加，绳子对物体做的功应等于物体机械能的增加量开始时左侧绳长 DA
30、H，车行驶到 B 点时左侧绳长 DB H2H2 2H，则 m 升高 h(21)H，增加的重力势能 Epmgh(21)mgH.在 B 点的车速是向左的 vB，此时绳 DB 段与水平方向夹角是 45，则沿绳的速度 vvBcos45 22 vB.自 学 导 航要 点 导 析第47页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案此时，m 的瞬时速度 v 22 vB，具有的动能 Ek12mv214mv2B，绳拉力对物体做的功WEpEk(21)mgH14mv2B.所以，绳 Q 端拉力对物体做的功为(21)mgH14mv2B.【答案】(21)mgH14mvB
31、2自 学 导 航要 点 导 析第48页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【点悟】根据功能关系，物体的机械能若是增加，一定是外力对物体做了功；机械能若是减少，一定是克服阻力做了功，机械能转化为其他形式的能自 学 导 航要 点 导 析第49页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案真 题 导 思自 学 导 航要 点 导 析第50页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案1(2017 年高考课标全国卷)如图 7107 所示，一质
32、量为 m，长度为 l 的均匀柔软细绳 PQ 竖直悬挂用外力将绳的下端 Q 缓慢地竖直向上拉起至 M 点，M 点与绳的上端 P 相距13l.重力加速度大小为 g.在此过程中，外力做的功为()A.19mgl B.16mglC.13mglD.12mgl图 7107自 学 导 航要 点 导 析第51页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案解析：QM 段绳的质量为 m23m，未拉起时，QM 段绳的重心在 QM 中点处，与M 点距离为13l，绳的下端 Q 拉到 M 点时，QM 段绳的重心与 M 点距离为16l，此过程重力做功 WGmg13l16l
33、19mgl，对绳的下端 Q 拉到 M 点的过程，应用动能定理，可知外力做功 WWG19mgl，可知 A 项正确，B、C、D 项错误答案：A自 学 导 航要 点 导 析第52页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案2(2019 年高考江苏卷)(多选)如图 7108 所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态小物块的质量为 m，从 A 点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到 A点恰好静止物块向左运动的最大距离为 s，与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度在上述过程中()图 7108自 学 导 航要 点 导 析第53
34、页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案A弹簧的最大弹力为 mgB物块克服摩擦力做的功为 2mgsC弹簧的最大弹性势能为 mgsD物块在 A 点的初速度为 2gs自 学 导 航要 点 导 析第54页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案解析：小物块压缩弹簧最短时有 F 弹mg，故 A 错误；全过程小物块的路程为 2s，所以全过程中克服摩擦力做的功为 mg2s，故 B 正确；小物块从弹簧压缩最短处到 A 点由能量守恒得 Epmaxmgs，故 C 正确；小物块从 A 点返回 A 点由
35、动能定理得mg2s012mv02，解得 v02 gs，故 D 错误 答案：BC自 学 导 航要 点 导 析第55页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案3(2016 年高考课标全国卷)轻质弹簧原长为 2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为 5m 的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为 l.现将该弹簧水平放置，一端固定在 A 点，另一端与物块 P 接触但不连接AB 是长度为 5l 的水平轨道，B 端与半径为 l 的光滑半圆轨道 BCD 相切，半圆的直径 BD 竖直，如图 7109所示物块 P 与 AB 间的动摩擦因数
36、 0.5.用外力推动物块 P，将弹簧压缩至长度 l，然后放开，P 开始沿轨道运动重力加速度大小为 g.图 7109自 学 导 航要 点 导 析第56页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(1)若 P 的质量为 m，求 P 到达 B 点时速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到 AB上的位置与 B 点之间的距离；(2)若 P 能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求 P 的质量的取值范围解析：一看到题目中含有弹簧，物体的运动轨道有水平直轨道，也有光滑半圆形轨道，这样的题首选能量的观点解决问题(1)依题意，当弹簧竖直放置，长度被压缩至 l 时，质
37、量为 5m 的物体的动能为零，其重力势能转化为弹性势能由机械能守恒定律，弹簧长度为 l 时的弹性势能为 Ep5mgl自 学 导 航要 点 导 析第57页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案设 P 的质量为 M，到达 B 点时的速度大小为 vB，由能量守恒定律得Ep12Mv2BMg4l取 Mm，联立上式得 vB 6gl若 P 能沿圆轨道运动到 D 点，其到达 D 点时的向心力不能小于重力，即 P 此时的速度大小 v 应满足mv2l mg0设 P 滑到 D 点时的速度为 vD，由机械能守恒定律得12mv2B12mv2Dmg2l联立得 vD
38、 2gl自 学 导 航要 点 导 析第58页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案vD 满足要求，故 P 能运动到 D 点，并从 D 点以速度 vD 水平射出设 P 落回到轨道AB 所需的时间为 t，由运动学公式得 2l12gt2P 落回到 AB 上的位置与 B 点之间的距离为 svDt联立得 s2 2l自 学 导 航要 点 导 析第59页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(2)为使 P 能滑上圆轨道，它到达 B 点时的速度不能小于零，由此可知5mglMg4l要使 P 仍能沿
39、圆轨道滑回，P 在圆轨道上的上升高度不能超过半圆轨道的中点 C.由机械能守恒定律有12Mv2BMgl由此可得：53mM52m答案：(1)6gl 2 2l(2)53mM52m自 学 导 航要 点 导 析第60页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案4(2019 年高考浙江卷)如图 71010 所示，在地面上竖直固定了刻度尺和轻质弹簧，弹簧原长时上端与刻度尺上的 A 点等高质量 m0.5 kg 的篮球静止在弹簧正上方，其底端距 A 点高度 h11.10 m篮球静止释放，测得第一次撞击弹簧时，弹簧的最大形变量 x10.15 m，第一次反弹至最
40、高点，篮球底端距 A 点的高度 h20.873 m，篮球多次反弹后静止在弹簧的上端，此时弹簧的形变量 x20.01 m，弹性势能为 Ep0.025 J若篮球运动时受到的空气阻力大小恒定，忽略篮球与弹簧碰撞时的能量损失和篮球的形变，弹簧形变在弹性限度范围内求：自 学 导 航要 点 导 析第61页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案图 71010(1)弹簧的劲度系数；(2)篮球在运动过程中受到的空气阻力；(3)篮球在整个运动过程中通过的路程；(4)篮球在整个运动过程中速度最大的位置自 学 导 航要 点 导 析第62页同步导练/RJ必修 物
41、理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案解析：(1)球静止在弹簧上，根据共点力平衡条件可得 mgkx20，解得 k500 N/m.(2)球从开始运动到第一次上升到最高点，动能定理 mg(h1h2)f(h1h22x1)0，解得 f0.5 N(3)球在整个运动过程中总路程 s：mg(h1x2)fsEp，解得 s11.05 m 自 学 导 航要 点 导 析第63页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(4)球在首次下落过程中，合力为零处速度最大，速度最大时弹簧形变量为 x3；则 mgfkx30；在 A 点下方
42、，离 A 点 x30.009 m 答案：(1)500 N/m (2)0.5 N(3)11.05 m(4)位置为 A 点下方 0.009 m自 学 导 航要 点 导 析第64页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案课 后 习 题 答 案自 学 导 航要 点 导 析第65页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案解答与说明1家用电饭锅是把电能转化为内能；洗衣机是把电能转化为动能；煤气炉燃烧时，是把化学能转化为内能；等等2(1)由题意可知，三峡水库第二期蓄水后，用于发电的水流量Q1.35
43、104 m3/s3500 m3/s1.0104 m3/s每秒转化成的电能即发电功率是Pmgh20%tVgh20%t 1.01031.01041010020%J/s 2.0109J/s发电功率最大为 2.0109 W2.0106 kW.自 学 导 航要 点 导 析第66页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(2)设三口之家每户家庭的生活用电功率为 1 kW，考虑到不是每家同时用 1 kW 的电，我们假设平均每家同时用电 0.5 kW，则三峡发电站能供给2.01060.54.0106 户用电，人口数为 34.010612106人，即可供 12 个百万人口的城市的生活用电3略可以布置学生做做能源的合理利用方面的小课题，在培养学生课题意识的同时，也可以提高分析问题和解决问题的能力自 学 导 航要 点 导 析第67页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案能力导练二十三
