1、课时作业(二十一)10能量守恒定律与能源1关于能量和能源，下列说法中正确的是()A由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少C能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造答案B解析自然界的总能量是守恒的，能量只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到别的物体，能量不可能被创造；在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，能量耗散使能量的利用品质降低了，能量转化具有方向性，因此要节约能源，故B正确，A、C、D错误2(2014大庆高一检测)下列现象中，物体动能转化为势能的是()A秋千由最高点荡向最低点B张开的弓
2、把箭水平射出去C骑自行车匀速驶上斜坡D正在腾空上升的礼花弹答案D解析秋千由最高点荡向最低点是重力势能转化为动能；张开的弓把箭水平射出去是弹性势能转化为动能；骑自行车匀速驶上斜坡是人体内的化学能转化为重力势能；正在腾空上升的礼花弹是动能转化为重力势能，故只有D正确3有关功和能，下列说法正确的是()A力对物体做了多少功，物体就具有多少能B物体具有多少能，就一定能做多少功C物体做了多少功，就有多少能量消失D能量从一种形式转化为另一种形式时，可以用功来量度能量转化的多少答案D解析功是能量转化的量度，即物体做了多少功，就有多少能量发生了转化；并非力对物体做了多少功，物体就具有多少能；也非物体具有多少能，
3、就一定能做多少功，所以A、B错误做功的过程是能量转化的过程，能量在转化过程中总量守恒并不消失，所以C错误正确选项是D.4(2014银川高一期末)关于能源的开发和利用，下列观点不正确的是()A能源是有限的，无节制地使用常规能源，是一种盲目的短期行为B根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的C能源的开发和利用，必须同时考虑其对生态环境的影响D不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的重要途径答案B解析在能源的利用过程中，虽然能量的数量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了所以，我们要节约能源，保护环境5关于“能量耗散”的下列说法中，正确的是()能量在转化过程中，
4、有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫做能量耗散；能量在转化过程中变少的现象叫做能量耗散；能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量的数量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了，而自然界的能量守恒；能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的A B C D答案A解析自然界中各种能量的总和是一定的，各种能量的转化是守恒的，只不过有些能量在转化后，不能再回收利用了，故正确答案为A.6一质量均匀的不可伸长的绳索(其重力不可忽略)A、B两端固定在天花板上，如图所示，今在最低点C施加一竖直向下的力将绳拉至D点
5、，在此过程中绳索AB的重心位置将()A逐渐升高 B逐渐降低C先降低后升高 D始终不变答案A解析由功能关系可知，拉力对绳做正功，机械能增加，而动能初、末状态均为零，所以绳的重力势能增加，重心升高，故A对7(2014合肥高一检测)质量为m的物体在竖直向上的拉力F的作用下从静止出发以2g的加速度匀加速上升h，则()A物体的机械能增加3mghB物体的重力势能增加mghC物体的动能增加FhD物体在上升过程中机械能守恒答案AB解析由Fmg2mg，得拉力F3mg，机械能的增加等于拉力F做的功，即WFFh3mgh，A对，D错重力势能的增加等于克服重力做的功mgh，B对动能的增加等于合力做的功，即W合m2gh2
6、mghFh，C错8(2014衡水高一检测)2012年3月24日在国际泳联大奖赛北京站中，中国选手何冲在男子3米板决赛中获得冠军若何冲的质量为m，他入水后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，在水中下降高度h的过程中，他的(g为当地重力加速度)()A重力势能减少了mghB动能减少了FhC机械能减少了(Fmg)hD机械能减少了Fh答案AD解析重力势能的减少量等于重力做的功mgh，A对动能的减少量等于克服合力做的功，为(Fmg)h，B错机械能的减少量等于克服阻力F做的功Fh，C错，D对9足够长的传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小物体A由静止轻放于传送带上，若小物体与传送带之间的动摩
7、擦因数为，如图所示，当物体与传送带相对静止时，转化为内能的能量为()Amv2 B2mv2 C.mv2 D.mv2答案D解析物体A被放于传送带上做匀加速直线运动，加速度ag，匀加速过程前进的距离x1.该时间内传送带前进的距离x2vtv.所以物体相对传送带滑动距离xx2x1，故产生的内能为Qmgxmgmv2，D正确10如图所示，木块A放在木块B的左端，用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功为W1，产生的热量为Q1；第二次让B可以在光滑地面上自由滑动，F做的功为W2，产生的热量为Q2，则应有()AW1W2，Q1Q2 BW1W2，Q1Q2CW1W2，Q1Q2 DW1W2，Q1Q2答案
8、A解析F做的功WFlA，第一次lA1比第二次lA2小，故W1W2；而Qmgl相对，两次木块的相对位移相等，故Q1Q2，选项A正确11如图所示，在高h0.8 m的水平光滑桌面上，有一轻弹簧，其左端固定，质量为m1 kg的小球在外力作用下使弹簧处于压缩状态由静止释放小球，将小球水平弹出，小球离开弹簧时的速度为v13 m/s，不计空气阻力求：(1)弹簧处于压缩状态时所具有的弹性势能是多少？(2)小球落地时速度v2的大小(取g10 m/s2)答案(1)4.5 J(2)5 m/s解析(1)根据动能定理，弹簧的弹力对小球所做的功等于小球增加的动能Wmv132 J4.5 J由功能关系知，弹力做的功等于弹性势
9、能的减少量，则弹簧处于压缩状态时，所具有的弹性势能Ep4.5 J.(2)由动能定理得mghmvmv代入数据解得v25 m/s.12如图所示，传送带与水平面之间的夹角30，其上A、B两点间的距离L5 m，传送带在电动机的带动下以v1 m/s的速度匀速运动现将一质量m10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：(取g10 m/s2)(1)传送带对小物体做的功；(2)电动机做的功答案(1)255 J(2)270 J解析(1)小物体加速过程根据牛顿第二定律有：mgcos mgsin ma，小物体上升的加速度ag2
10、.5 m/s2，当小物体的速度v1 m/s时，位移是：x0.2 m.即小物体将以v1 m/s的速度完成4.8 m的路程，由功能关系得：WEkEpmgLsin mv2255 J.(2)电动机做功使小物体机械能增加，同时小物体与传送带间因摩擦产生热量Q，由vat得t0.4 s，相对位移xvtvt0.2 m，摩擦生热Qmgxcos 15 J，故电动机做的功W电WQ270 J.13如图所示，MNP为竖直面内一固定轨道，其圆弧段MN与水平段NP相切于N，P端固定一竖直挡板M相对于N的高度为h，NP长度为s.一木块自M端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处若在MN段的摩擦
11、可忽略不计，物块与NP段轨道间的动摩擦因数为，求物块停止的位置与N点距离的可能值答案2s或2s解析根据功能原理，在物块从开始下滑到停止在水平轨道上的过程中，物块的重力势能的减少Ep与物块克服摩擦力所做功的数值相等EpW设物块的质量为m，在水平轨道上滑行的总路程为s，则EpmghWmgs联立化简得s第一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，在N前停止，则物块停止的位置距N的距离为d2ss2s另一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，可再一次滑上光滑圆弧轨道，滑下后在水平轨道上停止，则物块停止的位置距N的距离为ds2s2s所以物块停止的位置距N的距离可能为2s或2s.班级：_姓名：_分数：_第五章综合微评(时
12、间90分钟，满分100分)第卷(选择题共48分)一、选择题(本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1关于曲线运动，下列说法正确的是()A物体在恒力作用下不可能做曲线运动B物体在变力作用下一定做曲线运动C做曲线运动的物体，其速度大小可能不变D速度大小和加速度大小均不变的运动不可能是曲线运动答案C解析物体做曲线运动的条件是物体所受的合力与速度方向不在同一条直线上，与恒力和变力无关，A、B错误；做曲线运动的物体速度方向不断变化，速度大小可以变化也可以不变，C正确；速度大小和
13、加速度大小均不变的运动也可能是曲线运动，如匀速圆周运动，D错误2关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是()A平抛运动是匀变速曲线运动B匀速圆周运动是速度不变的运动C圆周运动是匀变速曲线运动D做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的答案A解析平抛运动的加速度恒定，所以平抛运动是匀变速曲线运动，A正确；平抛运动水平方向做匀速直线运动，所以落地时速度一定有水平分量，不可能竖直向下，D错误；匀速圆周运动的速度方向时刻变化，B错误；匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，也就是方向时刻变化，所以不是匀变速运动，C错误3狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速率行驶，如图为4个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力
14、Ff的示意图(图中O为圆心)，其中正确的是()答案C解析物体做曲线运动时，其线速度方向沿曲线上某点的切线方向，该题中，雪橇沿圆周运动到某点时，速度沿该点圆周的切线方向，所受的摩擦力Ff方向一定与其线速度方向相反；由于雪橇做匀速圆周运动，所以它所受牵引力F和摩擦力Ff的合力一定指向圆心，由此推知只有图C满足条件4一探照灯照射在云层底面上，云层底面是与地面平行的平面，如图所示，云层底面距地面高h，探照灯以角速度在竖直平面内转动，当光束转到与竖直方向夹角为时，云层底面上光点的移动速度是()AhB.C.Dhtan 答案C解析当光束转到与竖直方向夹角为时，由vr知云层底面上光点转动的线速度为.设云层底面
15、上光点的移动速度为v，则有vcos ，解得云层底面上光点的移动速度v，选项C正确5如图所示，斜面上a、b、c三点等距，小球从a点正上方O点抛出，做初速为v0的平抛运动，恰落在b点若小球初速变为v，其落点位于c，则()Av0v2v0 Bv2v0C2v0v3v0答案A解析小球落在b点水平位移x1v0t1，小球落在c点水平位移x2vt2，因a、b、c三点等距，则x22x1，由t知t2t1，所以v0vrA可知vBvA，A错误；向心加速度a2r，因相等r不等，故a不相等，B错误；水平方向mgtan m2r，即tan ，因rBrA，故BA，C错误；竖直方向Tcos mg，绳子拉力T，因BA，故TBTA，D
16、正确第卷(非选择题共52分)二、填空题(本大题共3小题，共14分将答案填写在题中横线上或按题目要求做答)13(4分)如图所示，轻绳通过定滑轮拉动物体，使其在水平面上运动若拉绳的速度为v0，当绳与水平方向夹角为时，物体的速度v为_若此时绳上的拉力大小为F，物体的质量为m，忽略地面的摩擦力，那么，此时物体的加速度为_答案解析物体的运动(即绳的末端的运动)可看做两个分运动的合成：(1)沿绳的方向被牵引，绳长缩短，缩短的速度等于v0；(2)垂直于绳以定滑轮为圆心的摆动，它不改变绳长即速度v分解为沿绳方向和垂直绳方向的分速度，如图所示，vcos v0，v.拉力F产生竖直向上拉物体和水平向右拉物体的效果，
17、其水平分量为Fcos ，加速度a.14(4分)如图是某次实验中用频闪照相方法拍摄的小球(可视为质点)做平抛运动的闪光照片如果图中每个方格的边长l表示的实际距离和闪光频率f均为已知量，那么在小球的质量m、平抛的初速度大小v0、小球通过P点时的速度大小v和当地的重力加速度值g这四个未知量中，利用上述已知量和图中信息()A可以计算出m、v0和vB可以计算出v、v0和gC只能计算出v0和vD只能计算出v0和g答案B解析在竖直方向：y5l3lgT2，可求出g；水平方向：v0，且P点竖直方向分速度vy，故P点速度大小为：v；但无法求出小球质量m，故B正确15(6分)在做“研究平抛物体的运动”的实验时，通过
18、描点法画出小球平抛运动轨迹，并求出平抛运动初速度实验装置如图甲所示(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板是否水平，请简述你的检查方法：_.(2)关于这个实验，以下说法正确的是()A小球释放的初始位置越高越好B每次小球要从同一高度由静止释放C实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直D小球的平抛运动要靠近但不接触木板(3)某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h110.20 cm，h220.20 cm，A、B、C三点间水平距离x1x212.40 cm，取g10 m/s2，则小球平抛运动的初速度大小
19、为_ m/s.(保留三位有效数字)答案(1)将小球放在槽的末端(或木板上)看小球能否静止(或用水平仪检查木板是否水平)(2)BCD(3)1.24解析(3)由于x1x2，则tABtBC.在竖直方向，h1和h2为连续相等时间内发生的位移，则h2h1gt2，所以t0.1 s，平抛运动的初速度v01.24 m/s.三、计算题(本大题共4小题，共38分解答应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，有数值计算的题目应写出数值和单位，只写出最后答案的不能得分)16(8分)质量m2 kg的物体在光滑平面上运动，其分速度vx和vy随时间变化的图线如图甲、乙所示，求：(1)t8 s时物体的位移；(2)物体的加速
20、度及合力答案(1)28.84 m方向与x轴正方向之间夹角的正切tan (2)0.5 m/s21 N解析(1)t8 s时，xv0t38 m24 m，yayt20.582 m16 m合位移s m28.84 m方向与x轴正方向之间夹角的正切tan .(2)由图象知物体的加速度aay0.5 m/s2，方向沿y轴正方向又m2 kg所以物体受到的合力Fmamay1 N，方向沿y轴正方向17(8分)平抛一物体，当抛出1 s后它的速度方向与水平方向成45，落地时速度方向与水平方向成60，求：(1)初速度大小；(2)开始抛出时距地面的高度；(3)水平射程(取g10 m/s2)答案(1)10 m/s(2)15 m
21、(3)17.32 m解析(1)如图所示，作出平抛运动轨迹上这两个时刻的速度分解图.1 s时，速度方向与水平方向成45，说明v0vy1，而vy1gt1，解得v010 m/s.(2)落地时速度的竖直分量vy2v0tan 60v010 m/s由v2gh得h m15 m.(3)由hgt得t2 s s水平射程xv0t210 m17.32 m.18(10分)在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108 km/h，汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？事实上在高速公路的拐弯处，路面
22、造得外高内低，路面与水平面间的夹角为，且tan 0.2；而拐弯路段的圆弧半径R200 m若要使车轮与路面之间的侧向摩擦力等于零，则车速v应为多少？(取g10 m/s2)答案150 m20 m/s解析汽车在水平路上的速度v0108 km/h30 m/s，汽车拐弯的向心力由地面对汽车的摩擦力提供，静摩擦力最大时，汽车拐弯的半径最小，即Fmm，所以最小半径r小150 m汽车在高速路上拐弯的向心力Fnmgtan ，而Fnm，所以mgtan mv m/s20 m/s.19(12分)如图所示，半径为R、内径很小的光滑半圆管置于竖直平面内，两个质量均为m的小球A、B，以不同的速度进入管内，A通过最高点P时，对管壁上部的压力为3mg，B通过最高点P时，对管壁下部的压力为0.75mg，求A、B两球落地点间的距离答案3R解析在最高点，小球A受到重力和向下的压力，如图所示根据牛顿第二定律和向心力公式得mgFNm，即mg3mgm则vA2在最高点，小球B受到重力和向上的压力，如图所示根据牛顿第二定律和向心力公式得mgFNm，即mg0.75mgm则vBA、B两小球都做平抛运动，水平方向上xv0t竖直方向上2Rgt2则A、B两球落地点间的距离xvAtvBt(2)所以x3R