1、课时作业(二十一)1(2013湖南师大附中月考)为了探究能量转化和守恒，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐，两端分别固定在罐盖和罐底上让该装置从不太陡的斜面上A处滚下，到斜面上B处停下，发现橡皮筋被卷紧了，接着铁罐居然能从B处自动滚了上去下列关于该装置能量转化的判断正确的是()A从A处滚到B处，主要是重力势能转化为动能B从A处滚到B处，主要是弹性势能转化为动能C从B处滚到最高处，主要是动能转化为重力势能D从B处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能解析从A处滚到B处，重力势能转化为弹性势能；从B处滚到最高处，弹性势能又转化为重力势能，所以选项D正确答案 D2重物m系在上端固定的轻
2、弹簧下端，用手托起重物，使弹簧处于竖直方向，弹簧的长度等于原长时，突然松手，重物下落的过程中，对于重物、弹簧和地球组成的系统来说，正确的是(弹簧始终在弹性限度内变化)()A重物的动能最大时，重力势能和弹性势能的总和最小B重物的重力势能最小时，动能最大C弹簧的弹性势能最大时，重物的动能最小D重物的重力势能最小时，弹簧的弹性势能最大解析重物下落过程中，只发生动能、重力势能和弹性势能的相互转化，所以当动能最大时，重力势能和弹性势能的总和最小，A正确；当重物的重力势能最小时，重物应下落到最低点，其速度为零，动能最小，此时弹簧伸长量最大，弹性势能最大，故B错误，C、D正确答案 ACD3以初速度v0竖直上
3、抛一个质量为m的小球，小球运动过程中所受阻力F阻大小不变，上升最大高度为h，则抛出过程中，人的手对小球做的功是()A.mv BmghC.mvmgh DmghF阻h解析抛出过程中，通过人的手对小球做功，由功能关系有Wmv.小球在上升过程中要克服重力做功，重力势能增加，克服阻力做功产生内能，故由能量守恒定律得mvmghF阻h综上可知，选项A、D正确答案 AD4.如右图所示，一表面光滑的木板可绕固定的水平轴O转动，木板从水平位置OA转到OB位置的过程中，木板上重为5 N的物块从靠近转轴的位置从静止开始滑到图中虚线所示位置，在这一过程中，物块的重力势能减少了4 J则以下说法正确的是()A物块的竖直高度
4、降低了0.8 mB由于木板转动，物块下降的竖直高度必大于0.8 mC物块获得的动能为4 JD由于木板转动，物块的机械能必定增加解析由重力势能的表达式Epmgh，重力势能减少了4 J，而mg5 N，故h0.8 m，A项正确、B项错误；木板转动，但是木块的支持力不做功，故物块机械能守恒，C项正确、D项错误答案 AC5(2012福建福州市质检)如右图所示，在光滑斜面上的A点先后水平抛出和静止释放两个质量相等的小球1和2，不计空气阻力，最终两小球在斜面上的B点相遇，在这个过程中()A小球1重力做的功大于小球2重力做的功B小球1机械能的变化大于小球2机械能的变化C小球1到达B点的动能大于小球2的动能D两
5、小球到达B点时，在竖直方向的分速度相等解析重力做功只与初、末位置的高度差有关，与物体经过的路径无关，所以重力对1、2两小球所做的功相等，A错误；1、2两小球从A点运动到B点的过程中，只有重力对其做功，所以它们的机械能均守恒，B错误；由动能定理可得，对小球1有：mghEk1Ek0，对小球2有：mghEk20，显然Ek1Ek2，C正确；由上面的分析可知，两小球到达B点时，小球1的速度大于小球2的速度，且小球1的速度方向与竖直方向的夹角小于小球2速度方向与竖直方向的夹角，因此，小球1在竖直方向上的速度大于小球2在竖直方向上的速度，D错误答案 C6.如右图所示，用手通过弹簧拉着物体沿光滑斜面上滑，下列
6、说法正确的是()A物体只受重力和弹簧的弹力作用，物体和弹簧组成的系统机械能守恒B手的拉力做的功，等于物体和弹簧组成的系统机械能的增加量C弹簧弹力对物体做的功，等于物体机械能的增加量D手的拉力和物体重力做的总功等于物体动能的增加量解析对于物体和弹簧组成的系统，当只有重力做功时机械能才守恒，手的拉力对系统做正功，系统的机械能增大，由功能关系可知，A错，B对；对物体，弹簧弹力是外力，物体所受外力中，除重力外只有弹簧弹力做功，因此弹簧弹力做的功等于物体机械能的增加量，C对；手的拉力作用于弹簧，因此引起弹簧的形变而改变弹性势能，D错答案 BC7如下图所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点轻弹簧
7、左端固定于竖直墙面，现将质量为m1的滑块压缩弹簧至D点，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上不计滑块在B点的机械能损失；换用相同材料质量为m2的滑块(m2m1)压缩弹簧到相同位置，然后由静止释放，下列对两滑块说法正确的是()A两滑块到达B点的速度相同B两滑块沿斜面上升的最大高度相同C两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同D两滑块上升到最高点过程机械能损失相同解析设弹簧的弹性势能为Ep.从DB过程由能量守恒得Epmv.因为m2m1所以选项A错从D最大高度过程由能量守恒得Epmghmgcos即h所以选项B错，C、D均正确答案 CD8如下图所示，水平传送带A
8、B长21 m，以6 m/s顺时针匀速转动，台面与传送带平滑连接于B点，半圆形光滑轨道半径R1.25 m，与水平台面相切于C点，BC长s5.5 m，P点是圆弧轨道上与圆心O等高的一点一质量为m1 kg的物块(可视为质点)，从A点无初速释放，物块与传送带及台面间的动摩擦因数均为0.1，则关于物块的运动情况，下列说法正确的是()A物块不能到达P点B物块能越过P点做斜抛运动C物块能越过P点做平抛运动D物块能到达P点，但不会出现选项B、C所描述的运动情况解析物块从A点释放后在传送带上做加速运动，假设达到台面之前能够达到传送带的速度v，则由动能定理得，mgx1mv2，得x118 m21m，假设成立物块以6
9、 m/s冲上台面，假设物块能到达P点，则到达P点时的动能EkP，可由动能定理求得，mgxmgREkPmv2，得EkP0，可见，物块能到达P点，速度恰为零，之后从P点滑回来，不会出现选项B、C所描述的运动情况，D正确答案 D9(2012浙大附中期中)如右图所示，一质量为m的滑块以初速度v0从固定于地面的斜面底端A开始冲上斜面，到达某一高度后返回A，斜面与滑块之间有摩擦如下图所示，下列各项分别表示它在斜面上运动的速度v，加速度a，重力势能Ep和机械能E随时间的变化图象，可能正确的是()解析设斜面倾角为，上滑过程中，滑块沿斜面向上做匀减速直线运动，加速度大小为a1(gsingcos)恒定不变，下滑过
10、程中，滑块做匀加速直线运动，加速度大小为a2(gsingcos)恒定不变，显然a2|v2|)已知传送带的速度保持不变(g取10 m/s2)，则()A0t1内，物块对传送带做正功B物块与传送带间的动摩擦因数为，mgsin，tan，选项B错误；0t2内，传送带对物块做的功W加上物块重力做的功WG等于物块动能的增加量，即WWGmvmv，根据vt图象的“面积”法求位移可知，WG0，所以选项C错误；在0t2内时间内，物块与传送带之间有相对滑动，系统的一部分机械能会通过“摩擦生热”转化为热量即内能，其大小Qfs相对，该过程中，物块受到的摩擦力f大小恒定，设0t1内物块的位移大小为s1，t1t2内物块的位移
11、大小为s2，则s相对s1s2，对0t1内和t1t2内的物块运用动能定理有：(fmgsin)s10mv，(fmgsin)s2mv，所以fs1mvmgsins1，fs2mvmgsins2，所以Qfs相对f(s1s2)mvmvmgsin(s1s2)mvmv，故选项D正确本题答案为D.答案 D11(2012浙江联考)如下图甲所示，在圆形水池正上方，有一半径为r的圆形储水桶水桶底部有多个水平小孔，小孔喷出的水在水池中的落点离水池中心的距离为R，水桶底部与水池水面之间的高度差是h.为了维持水桶水面的高度不变，用水泵通过细水管将洒落的水重新抽回到高度差为H的水桶上方水泵由效率为1的太阳能电池板供电，电池板与
12、水平面之间的夹角为，太阳光竖直向下照射(如下图乙所示)，太阳光垂直照射时单位时间、单位面积接受的能量为E0.水泵的效率为2，水泵出水口单位时间流出水的质量为m0，流出水流的速度大小为v0(不计水在细水管和空气中运动时所受的阻力)求：(1)水从小孔喷出时的速度大小；(2)水泵的输出功率；(3)为了使水泵的工作能维持水面的高度不变，太阳能电池板面积的最小值S.解析(1)水从小孔喷出时速度沿水平方向，只受重力作用，做平抛运动，设水喷出时的速度大小为v，有Rrvt，hgt2，解得v.(2)水泵做功，既改变水的势能，又改变水的动能由功能关系得Pm0gHm0v.(3)考虑单位时间内的能量转化及利用效率，太
13、阳能电池板接收太阳能的其中一部分转变成电能E1，电能通过水泵将其中的部分转变成水的势能与动能E2，有E11E0Scos，E22E1，由能量守恒得E2m0gHm0v，联立以上各式解得S.12(2012辽宁大连测试)如右图所示，固定斜面的倾角30，物体A与斜面之间的动摩擦因数为，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为2m，B的质量为m，初始时物体A到C点的距离为L.现给A、B一初速度v0使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点已知重力加速度为g，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，求此过程中：(1)物体A向下运动刚到C点时的速度；(2)弹簧的最大压缩量；(3)弹簧中的最大弹性势能解析(1)A和斜面间的滑动摩擦力f2mgcos，物体A向下运动到C点的过程中，根据能量关系有：2mgLsin3mv3mv2mgLfL，v .(2)从物体A接触弹簧，将弹簧压缩到最短后又恰回到C点，对系统应用动能定理，f2x03mv2，x.(3)弹簧从压缩最短到恰好能弹到C点的过程中，对系统根据能量关系有Epmgx2mgxsinfx，因为mgx2mgxsin，所以EpfxmvmgL.答案 (1) (2)(3)mvmgL
