7.10 能量守恒定律与能源 每课一练（人教必修2）
文档属性
| 名称 | 7.10 能量守恒定律与能源 每课一练（人教必修2） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 55.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2012-12-27 21:19:25 | ||
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文档简介
7.10 能量守恒定律与能源
1．关于做功和物体动能变化的关系，正确的是( )
A．只要动力对物体做功，物体的动能就增加
B．只要物体克服阻力做功，它的动能就减少
C．外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差
D．动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化
解析：合力对物体做正功，物体动能增加，动力一定对物体做正功，但如果动力以及其他力的合力不对物体做正功，物体的动能就不增加，A错。同理，阻力虽做负功，但阻力与其他力的合力若做正功，物体的动能会增加，B错。根据动能定理，合外力所做的功即外力对物体做功的代数和一定等于物体动能的增量，C对。若动力与阻力做功的代数和为零，物体的动能不变，D错。
答案：C
2．将小球竖直上抛，经一段时间落回抛出点，若小球所受的空气阻力大小不变，对其上升过程和下降过程损失的机械能进行比较，下列说法中正确的是( )
A．上升损失的机械能大于下降损失的机械能
B．上升损失的机械能小于下降损失的机械能
C．上升损失的机械能等于下降损失的机械能
D．无法比较
解析：上升过程和下降过程中空气阻力均做负功，Wf＝－Ffh，因此上升损失的机械能与下降损失的机械能大小相等，C正确。
答案：C
3．一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是( )
A．物体机械能不变，内能也不变
B．物体机械能减少，内能不变
C．物体机械能减少，内能增加，机械能与内能总量减少
D．物体机械能减少，内能增加，机械能与内能总量不变
解析：物体匀速下滑动能不变，重力势能减小，故机械能减小，A错误；物体下滑过程中克服摩擦力做功，机械能减小，内能增加而机械能与内能的总量不变，故B、C均错误；D正确。
答案：D
4．将质量为m的小球在距地面高度为h处抛出。抛出时的速度大小为v0，小球落到地面时的速度大小为2v0。若小球受到的空气阻力不能忽略，则对于小球下落的整个过程，下面说法中正确的是( )
A．小球克服空气阻力做的功小于mgh
B．重力对小球做的功等于mgh
C．合外力对小球做的功小于mv
D．合外力对小球做的功等于mv
解析：由题意可知，小球落地的速度比抛出时大，即从抛出到落地的过程中，动能变大了。根据动能定理W合＝ΔEk，则W合>0，即重力所做的功大于阻力所做的功。而这个过程中重力对小球做的功为WG＝mgh，所以A、B正确。从抛出到落地的过程中，合外力的功等于小球动能的变化量，即W合＝m(2v0)2－mv＝mv>mv，故C、D均错。
答案：AB
5．升降机底板上放一质量为100 kg的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动5 m时速度达到4 m/s，则此过程中(g取10 m/s2)( )
A．升降机对物体做功5 800 J
B．合外力对物体做功5 800 J
C．物体的重力势能增加5 000 J
D．物体的机械能增加5 000 J
解析：物体的重力做负功大小为mgh＝5 000 J，C正确；合外力对物体做功W合＝mv2－0＝800 J，B错误；由动能定理得：W－mgh＝mv2，升降机对物体做功W＝mgh＋mv2＝5 800 J，物体的机械能增加5 800 J，故A正确，D错误。
答案：AC
6．如图1所示，物体A和B的质量均为m，它们通过一劲度系数为k的轻弹簧相连，开始时B放在地面上，A、B都处于静止状态。现用手通过细绳缓慢地将A向上提升距离L1时，B刚要离开地面，此过程手做功为W1；若用手将A加速向上提起，A上升的距离为L2时，B刚要离开地面，
此过程手做功W2。假设弹簧一直处于弹性限度内，则( ) 图1
A．L1＝L2＝ B．L1＝L2＝
C．W2＝W1 D．W2>W1
解析：上提A物体前，弹簧的压缩量为x1＝，当B刚要离开地面时，弹簧的伸长量为x2＝，故有L1＝L2＝x1＋x2＝，A错误，B正确；对物体A和弹簧组成的系统，应用功能关系得：W1＝mgL1，W2＝mgL2＋mv2，故W2>W1，C错误，D正确。
答案：BD
7．如图2所示，电梯质量为M，地板上放置一质量为m的物体。钢索拉电梯由静止开始向上加速运动，当上升高度为H时，速度达到v，则( )
A．地板对物体的支持力做的功等于mv2
B．地板对物体的支持力做的功等于mgH
C．钢索的拉力做的功等于Mv2＋MgH 图2
D．合力对电梯M做的功等于Mv2
解析：对物体和电梯组成的系统应用动能定理可得，W拉－(M＋m)gH＝(M＋m)v2，拉力做功为W拉＝(M＋m)v2＋(M＋m)gH，所以C不正确；由动能定理得，合力对电梯做的功为Mv2，选项D正确；由功能关系得，地板对物体的支持力做的功为mv2＋mgH，所以A、B均不正确。
答案：D
8．构建和谐、节约型社会的思想深得民心，也体现在生活的方方面面。自动充电式电动车就是很好的一例：将电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接，当电动车滑行时，就可以向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来。现
有某人骑车以500 J的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次关闭充 图3
电装置，让车自由滑行，其动能随位移的变化关系如图3线①所示；第二次启动充电装置，其动能随位移的变化关系如图3线②所示，则( )
A．电动车受到的摩擦阻力为50 N
B．电动车受到的摩擦阻力为83 N
C．第二次启动充电装置，向蓄电池所充的电能是200 J
D．第二次启动充电装置，向蓄电池所充的电能是300 J
解析：当关闭充电装置，让车自由滑行时，自行车的动能全部用来克服摩擦力做功，转化为内能，有Ek＝Ffx1，解得Ff＝50 N；当启动充电装置滑行时，自行车的动能一部分克服摩擦力做功，另一部分转化为蓄电池的电能，根据能量守恒有Ek＝Ffx2＋E电，故E电＝Ek－Ffx2＝200 J。
答案：AC
9．一水电站，水流的落差为20 m，水流冲击水轮发电机后，水流的能有20%转化为电能，若发电机的功率为200 kW，则每分钟的水流量是多少？(g取10 m/s2)
解析：设1分钟水的流量为Q，
则在1分钟内水流的质量m＝Qρ
在1分钟内水流减少的重力势能ΔEp＝mgh＝Qρgh
由题意可知：发电机的功率P＝
整理得：Q＝，代入数据得：
Q＝ m3＝300 m3。
答案：300 m3
10．(2012·重庆高考)如图4所示为一种摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆。摆锤的质量为m，细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动，摆锤重心到O点距离为L。测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与O等高的位置处静止释放。摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离s(s?L)，之后继续摆至与竖直方向成θ角的最高位置。若摆锤对地面的压力可视为大小为F的恒力，重力加速度为g，求
图 4
(1)摆锤在上述过程中损失的机械能；
(2)在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功；
(3)橡胶片与地面之间的动摩擦因数。
解析：(1)选从右侧最高点到左侧最高点的过程研究。因为初、末状态动能为零，所以全程损失的机械能ΔE等于减小的重力势能，
即：ΔE＝mgLcos θ ①
(2)对全程应用动能定理：WG＋Wf＝0 ②
WG ＝mgLcos θ ③
由②、③得Wf＝－WG＝－mgLcos θ ④
(3)由滑动摩擦力公式得f＝μF ⑤
摩擦力做的功Wf＝－fs ⑥
④、⑤式代入⑥式得：μ＝ ⑦
答案：(1)损失的机械能ΔE＝mgLcos θ
(2)摩擦力做功Wf＝－mgLcos θ
(3)动摩擦因数μ＝
1．关于做功和物体动能变化的关系，正确的是( )
A．只要动力对物体做功，物体的动能就增加
B．只要物体克服阻力做功，它的动能就减少
C．外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差
D．动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化
解析：合力对物体做正功，物体动能增加，动力一定对物体做正功，但如果动力以及其他力的合力不对物体做正功，物体的动能就不增加，A错。同理，阻力虽做负功，但阻力与其他力的合力若做正功，物体的动能会增加，B错。根据动能定理，合外力所做的功即外力对物体做功的代数和一定等于物体动能的增量，C对。若动力与阻力做功的代数和为零，物体的动能不变，D错。
答案：C
2．将小球竖直上抛，经一段时间落回抛出点，若小球所受的空气阻力大小不变，对其上升过程和下降过程损失的机械能进行比较，下列说法中正确的是( )
A．上升损失的机械能大于下降损失的机械能
B．上升损失的机械能小于下降损失的机械能
C．上升损失的机械能等于下降损失的机械能
D．无法比较
解析：上升过程和下降过程中空气阻力均做负功，Wf＝－Ffh，因此上升损失的机械能与下降损失的机械能大小相等，C正确。
答案：C
3．一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是( )
A．物体机械能不变，内能也不变
B．物体机械能减少，内能不变
C．物体机械能减少，内能增加，机械能与内能总量减少
D．物体机械能减少，内能增加，机械能与内能总量不变
解析：物体匀速下滑动能不变，重力势能减小，故机械能减小，A错误；物体下滑过程中克服摩擦力做功，机械能减小，内能增加而机械能与内能的总量不变，故B、C均错误；D正确。
答案：D
4．将质量为m的小球在距地面高度为h处抛出。抛出时的速度大小为v0，小球落到地面时的速度大小为2v0。若小球受到的空气阻力不能忽略，则对于小球下落的整个过程，下面说法中正确的是( )
A．小球克服空气阻力做的功小于mgh
B．重力对小球做的功等于mgh
C．合外力对小球做的功小于mv
D．合外力对小球做的功等于mv
解析：由题意可知，小球落地的速度比抛出时大，即从抛出到落地的过程中，动能变大了。根据动能定理W合＝ΔEk，则W合>0，即重力所做的功大于阻力所做的功。而这个过程中重力对小球做的功为WG＝mgh，所以A、B正确。从抛出到落地的过程中，合外力的功等于小球动能的变化量，即W合＝m(2v0)2－mv＝mv>mv，故C、D均错。
答案：AB
5．升降机底板上放一质量为100 kg的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动5 m时速度达到4 m/s，则此过程中(g取10 m/s2)( )
A．升降机对物体做功5 800 J
B．合外力对物体做功5 800 J
C．物体的重力势能增加5 000 J
D．物体的机械能增加5 000 J
解析：物体的重力做负功大小为mgh＝5 000 J，C正确；合外力对物体做功W合＝mv2－0＝800 J，B错误；由动能定理得：W－mgh＝mv2，升降机对物体做功W＝mgh＋mv2＝5 800 J，物体的机械能增加5 800 J，故A正确，D错误。
答案：AC
6．如图1所示，物体A和B的质量均为m，它们通过一劲度系数为k的轻弹簧相连，开始时B放在地面上，A、B都处于静止状态。现用手通过细绳缓慢地将A向上提升距离L1时，B刚要离开地面，此过程手做功为W1；若用手将A加速向上提起，A上升的距离为L2时，B刚要离开地面，
此过程手做功W2。假设弹簧一直处于弹性限度内，则( ) 图1
A．L1＝L2＝ B．L1＝L2＝
C．W2＝W1 D．W2>W1
解析：上提A物体前，弹簧的压缩量为x1＝，当B刚要离开地面时，弹簧的伸长量为x2＝，故有L1＝L2＝x1＋x2＝，A错误，B正确；对物体A和弹簧组成的系统，应用功能关系得：W1＝mgL1，W2＝mgL2＋mv2，故W2>W1，C错误，D正确。
答案：BD
7．如图2所示，电梯质量为M，地板上放置一质量为m的物体。钢索拉电梯由静止开始向上加速运动，当上升高度为H时，速度达到v，则( )
A．地板对物体的支持力做的功等于mv2
B．地板对物体的支持力做的功等于mgH
C．钢索的拉力做的功等于Mv2＋MgH 图2
D．合力对电梯M做的功等于Mv2
解析：对物体和电梯组成的系统应用动能定理可得，W拉－(M＋m)gH＝(M＋m)v2，拉力做功为W拉＝(M＋m)v2＋(M＋m)gH，所以C不正确；由动能定理得，合力对电梯做的功为Mv2，选项D正确；由功能关系得，地板对物体的支持力做的功为mv2＋mgH，所以A、B均不正确。
答案：D
8．构建和谐、节约型社会的思想深得民心，也体现在生活的方方面面。自动充电式电动车就是很好的一例：将电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接，当电动车滑行时，就可以向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来。现
有某人骑车以500 J的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次关闭充 图3
电装置，让车自由滑行，其动能随位移的变化关系如图3线①所示；第二次启动充电装置，其动能随位移的变化关系如图3线②所示，则( )
A．电动车受到的摩擦阻力为50 N
B．电动车受到的摩擦阻力为83 N
C．第二次启动充电装置，向蓄电池所充的电能是200 J
D．第二次启动充电装置，向蓄电池所充的电能是300 J
解析：当关闭充电装置，让车自由滑行时，自行车的动能全部用来克服摩擦力做功，转化为内能，有Ek＝Ffx1，解得Ff＝50 N；当启动充电装置滑行时，自行车的动能一部分克服摩擦力做功，另一部分转化为蓄电池的电能，根据能量守恒有Ek＝Ffx2＋E电，故E电＝Ek－Ffx2＝200 J。
答案：AC
9．一水电站，水流的落差为20 m，水流冲击水轮发电机后，水流的能有20%转化为电能，若发电机的功率为200 kW，则每分钟的水流量是多少？(g取10 m/s2)
解析：设1分钟水的流量为Q，
则在1分钟内水流的质量m＝Qρ
在1分钟内水流减少的重力势能ΔEp＝mgh＝Qρgh
由题意可知：发电机的功率P＝
整理得：Q＝，代入数据得：
Q＝ m3＝300 m3。
答案：300 m3
10．(2012·重庆高考)如图4所示为一种摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆。摆锤的质量为m，细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动，摆锤重心到O点距离为L。测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与O等高的位置处静止释放。摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离s(s?L)，之后继续摆至与竖直方向成θ角的最高位置。若摆锤对地面的压力可视为大小为F的恒力，重力加速度为g，求
图 4
(1)摆锤在上述过程中损失的机械能；
(2)在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功；
(3)橡胶片与地面之间的动摩擦因数。
解析：(1)选从右侧最高点到左侧最高点的过程研究。因为初、末状态动能为零，所以全程损失的机械能ΔE等于减小的重力势能，
即：ΔE＝mgLcos θ ①
(2)对全程应用动能定理：WG＋Wf＝0 ②
WG ＝mgLcos θ ③
由②、③得Wf＝－WG＝－mgLcos θ ④
(3)由滑动摩擦力公式得f＝μF ⑤
摩擦力做的功Wf＝－fs ⑥
④、⑤式代入⑥式得：μ＝ ⑦
答案：(1)损失的机械能ΔE＝mgLcos θ
(2)摩擦力做功Wf＝－mgLcos θ
(3)动摩擦因数μ＝