新课标人教版高中物理必修2第七章第1节《追寻守恒量——能量》同步练习.docx

人教版 物理 高二必修2 第七章
第一节 追寻守恒量—能量同步测试
一、选择题
1．伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地到达同它出发时相同高度的点，决不会更高一点，也不会更低一点。这说明，小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是()
A．弹力B．势能C．速度D．能量
答案：D
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：在伽利略的斜面实验中，小球从一个斜面滚到另一个斜面，斜面弹力是不同的，势能先减小后增大，速度先增大后减小，所以A、B、C错，不变的“东西”应该是能量，包括动能和势能，D对
分析：物体的动能和势能可以相互转化。
2．小球在坚直向下的力F作用下，静止在弹簧上端，某时刻起将力F撤去，小球向上弹起，不计空气阻力，则从撤去力F开始到小球运动到最高点的过程中（　　）
A．小球的动能最大时弹簧的弹性势能最小
B．小球的机械能先增大后减小
C．小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大
D．小球的动能与弹簧的弹性势能之和先增大后减小
答案：C
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：A、在撤去F后，小球受到重力和弹簧的弹力，弹力先大于重力，加速度方向与速度方向相同，速度增大，后重力大于弹力，加速度方向与速度反向，速度逐渐减小．当两个力平衡的瞬间速度最大，小球的动能最大，由于此后小球继续上升，故此时弹簧的弹性势能不是最小．故A错误．
B、对于小球和弹簧的组成的系统，只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，由于弹簧的弹性势能不断减小，则小球的机械能不断增大．故B错误．
C、D根据系统的机械守恒得知，小球的重力势能、动能与弹簧的弹性势能之和保持不变，小球的动能先增大后减小，则小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大．故C正确．小球的重力势能不断增大，则小球的动能与弹簧的弹性势能之和不断减小．故D错误．
故选C
分析：根据牛顿第二定律，判断小球加速度的变化，根据加速度方向和速度方向的关系判断小球速度的变化．弹簧的形变量越大，弹性势能越大，根据形变量判断弹性势能的变化．根据稭机械能守恒，分析能量的变化．
3．如图，若x轴表示时间，y轴表示位置，则该图象反映了某质点做匀速直线运动时，位置与时间的关系．若令x轴和y轴分别表示其它的物理量，则该图象又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系．下列说法中正确的是（　　）
A．若x轴表示时间，y轴表示功能，则该图象可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系
B．若x轴表示频率，y轴表示动能，则该图象可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系
C．若x轴表示时间，y轴表示动量，则该图象可以反映某物在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系
D．若x轴表示时间，y轴表示感应电动势，则该图象可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，增长合回路的感应电动势与时间的关系
答案：C
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：A、动能为EK=mV2，当物体受恒定合外力作用时，由牛顿第二定律可知物体的加速度也是恒定的，所以动能与时间的平方成正比，与时间是抛物线的关系，不是直线，所以A错误．
B、由爱因斯坦的光电效应方程Ekm=hν-W知，当y轴表示动能，x轴表示入射光频率时，与纵轴交点应在y轴下方，所以B错；
C、由动量定理得p=p0+Ft，即动量p与时间t满足一次函数关系，所以选项C正确；
D、由法拉第电磁感应定律得，感应电动势保持不变，所以选项D错误．
故选C．
分析：根据每个选项中的描述，由相应的物理知识表示出物理量之间的关系，在根据图象判断物理量之间的关系是否和图象象符合即可作出判断．
4．将小球竖直上抛，若该球所受的空气阻力大小不变，对其上升过程和下降过程的时间及损失的机械能进行比较，下列说法正确的是（　　）
A．上升时间大于下降时间，上升损失的机械能大于下降损失的机械能
B．上升时间小于下降时间，上升损失的机械能等于下降损失的机械能
C．上升时间小于下降时间，上升损失的机械能小于下降损失的机械能
D．上升时间等于下降时间，上升损失的机械能等于下降损失的机械能
答案：B
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：上升和下降两过程，小球通过的位移大小相等，根据功能关系可知上升的初速度v0大于回到开始位置的速度v，因此上升时的平均速度大于下降过程的平均速度，故小球上升的时间应小于下降的时间；小球运动过程中损失的机械能等于克服空气阻力做的功，因为空气阻力大小不变，上升、下降两过程的位移大小相等，所以上、下过程损失的机械能相等，故ACD错误，B正确．
故选B．
分析：由于上升和下降的位移大小相同，因此可以根据上升和下降的平均速度大小比较时间长短，也可以根据上升和下降过程中加速度的大小来比较运动时间长短；小球在上升和下降两过程中损失的机械能等于克服空气阻力做的功，据此可以比较损失机械能的大小．
5．下列关于能量概念的说法正确的是()
A．能量的概念是牛顿首先提出的一个力学概念
B．能量的概念是伽利略提出的，并用理想斜面实验来验证能量的存在
C．人们从伽利略的斜面实验得到启发，认识到引入能量概念的重要性
D．以上说法都不正确
答案：C
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：“能量”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一，能量的概念是人们从伽利略的斜面实验得到启发提出的．
分析：能量的概念最早由谁提出众说不一，早期人们也不重视它，直到发现能量守恒．
6．关于如图所示的伽利略的理想斜面实验，以下说法正确的是( )。
A．小球从A运动到B的过程动能保持不变
B．小球从A运动到B的过程势能减少
C．小球只有从B运动到C的过程中动能和势能的总和不变
D．小球在斜面CD上运动的最大距离等于AB
答案：B
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：由于斜面光滑，小球从A运动到B动能增加，势能减少，总能量保持不变，因此A错，B正确；小球在整个运动过程中，动能和势能的总和都不变，小球在斜面CD上运动的最大高度与小球开始运动时的高度相同，运动的距离与斜面倾角有关，C、D均错．
分析：能量的概念最早由谁提出众说不一，早期人们也不重视它，直到发现能量守恒．
7．在如图所示的实验中，小球每次从光滑斜面的左端A自由滑下，每次都能到达右端与A等高的B点。关于其原因，下列说法正确的是( )
A．因为小球总是记得自己的高度
B．因为小球在运动过程中，始终保持能量守恒
C．因为小球在运动过程中，始终保持势能守恒
D．因为小球在运动过程中，始终保持动能守恒
答案：B
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：小球在运动过程中守恒的“东西”是能量．
分析：由于斜面光滑，小球运动过程中总能量保持不变
8．神舟八号无人飞行器，是中国“神舟”系列飞船的第八个，也是中国神舟系列飞船进入批量生产的代表．神八已于2011年11月1日5时58分10秒由改进型“长征二号”F遥八火箭顺利发射升空．升空后，“神八”与此前发射的“天宫一号”成功实现交会对接，于2011年11月16日18时30分，神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器成功分离，如图所示，返回舱已于11月17日19时许返回地面，对于神八返回舱返回地球的过程中（假设返回舱的质量不变，返回舱返回时作圆周运动）（　　）
A．动能、重力势能和机械能都逐渐减小
B．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能不变
C．重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，机械能不变
D．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小
答案：D
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：在返回地球的过程中，与空气摩擦做功，导致返回舱的机械能减小，内能增加．
由于高度的减小，导致重力势能减小，而重力做的功导致动能增加，因此只有D正确，ABC均错误；
故选：D
分析：动能的大小跟物体的质量和速度有关．
重力势能的大小跟物体的质量和高度有关．
在返回地球的过程中，与空气摩擦做功，导致返回舱的机械能减小，内能增加．
9．下列说法正确的是( )
A．能量就是动能和势能的总和
B．做自由落体运动的物体，其势能减小，动能增加
C．做竖直上抛运动的物体，其动能和势能总和变小
D．平抛运动中，动能和势能总和在不断变大
答案：B
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：选项A的错误在于认为能量的形式只有两种，选项A错误。在平抛运动中动能不断增大，势能不断减小，总能量守恒，选项D错误．自由落体运动及竖直上抛运动中均只发生动能和势能的转化，总能量守恒，选项B、C正确．
分析：动能的大小跟物体的质量和速度有关．重力势能的大小跟物体的质量和高度有关．在返回地球的过程中，与空气摩擦做功，导致返回舱的机械能减小，内能增加．
10．下列例子中，属于动能和势能相互转化，而动能和势能的总和保持不变的是()
A．游乐园中的海盗船，船在摇摆过程中的运动
B．在不计空气阻力的情况下，将一小球竖直上抛，小球从抛出点到落回抛出点的运动过程
C．物体以一定的速度沿粗糙的固定斜面上滑而达到一定的高度
D．自行车从斜坡顶端由静止滑下
答案：B
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：在没有摩擦和空气阻力的条件下，海盗船在摆动时势能和动能相互转化，每次摇摆都能达到相同的高度，总能量保持不变。在不计空气阻力的情况下，小球竖直上抛后的运动是动能转变为势能、势能又转变为动能的过程，总能量保持不变；物体沿粗糙斜面运动和自行车沿斜坡下滑，动能和势能相互转化，但动能和势能的总和减小，因为摩擦，物体会消耗一部分机械能．
分析：动能的大小跟物体的质量和速度有关．重力势能的大小跟物体的质量和高度有关．在返回地球的过程中，与空气摩擦做功，导致返回舱的机械能减小，内能增加．
11．关于伽利略的斜面实验，下列说法正确的是( )
A．伽利略斜面实验对于任意斜面都适用，都可以使小球在另一个斜面上升到同样的高度
B．无论斜面是否光滑，都有可能重复伽利略实验
C．在伽利略斜面实验中，只有斜面“坡度”较缓才有可能使小球上升到同样高度
D．设想在伽利略斜面实验中，若斜面光滑，并且使斜面变成水平面，则可以使小球沿水平面运动到无穷远处
答案：D
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：伽利略斜面实际上是一个理想化模型，在不计阻力的情况下，我们可以“看”到小球在运动过程中的不变量——高度，实际上是能量不变。为了能够透过现象看本质，伽利略才使用了理想模型——光滑斜面。在伽利略斜面实验中，必须是阻力不计(光滑斜面)时，小球才能在另一个斜面上上升到相同高度，且不管另一个斜面的倾角多大，小球都能上升到相同高度。所以在A、B、C选项错误，当斜面的倾角减小到接近0°时，小球仍在斜面上上升到同样高度，所以D项正确
分析：动能的大小跟物体的质量和速度有关．重力势能的大小跟物体的质量和高度有关．在返回地球的过程中，与空气摩擦做功，导致返回舱的机械能减小，内能增加．
12．如图所示，分别用恒力F1 F2将两个完全相同的物体，由静止开始沿相同的固定粗糙斜面从底端推到顶端，其中，F1沿斜面向上，F2沿水平方向向右．如果两次所用的时间相等，那么，在两个过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．两个物体的加速度不相同
B．两个物体机械能的增量相同
C．两个物体克服摩擦力做的功相等
D．恒力F1F2这两个物体做的功的平均功率相同
答案：B
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：A、由公式x=at2得，由于x和t均相同，故a相同，故A错误
B、由v=at，结合A项分析得，物体末速度相同，又由于处于相同的高度，所以两物体机械能增量相同，故B正确
C、由图示分析可知，第二个物体所受斜面的摩擦力较大，故两物体克服摩擦力做功不同，故C错误
D、对每一个物体而言，除重力以外的合力对物体做功等于机械能的增量，结合BC两项分析可知，F2做功较多，故其功率较大，故D错误
故选AB
分析：两物体均做匀加速直线运动，在相等的时间内沿斜面上升的位移相等，但斜面对物体的摩擦力不同，二推理做功不同，平均功率不同
13．矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块．若射击下层，子弹刚好不射出，若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图．上述两种情况相比较（　　）
A．子弹对滑块做功一样多
B．子弹对滑块做的功不一样多
C．木块增加的动能一样多
D．系统产生热量不一样多
答案：A
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：最终子弹都未射出，则最终子弹与滑块的速度相等，根据动量守恒定律知，两种情况下系统的末速度相同．
A、子弹对滑块做的功等于滑块动能的变化量，滑块动能的变化量相同，则子弹对滑块做功一样多．故A正确，B错误．
C、两种情况木块的位移不同所以动能的增量不同，D、根据能量守恒定律得，系统初状态的总动能相等，末状态总动能相等，则系统损失的能量，即产生的热量一样多．故D错误．
故选A．
分析：子弹嵌入滑块的过程，符合动量守恒，所以我们判断出最后它们的速度是相同的，然后利用动能定理或者是能量守恒进行判断．
14．如图所示表示撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆、落地(未画出)．在这几个阶段中有关能量转化情况的说法，不正确的是(　　)．
A．助跑阶段，身体中的化学能转化为人和杆的动能
B．起跳时，人的动能和化学能转化为人和杆的势能
C．越过横杆后，人的重力势能转化为动能
D．落地后，人的能量消失了
答案：D
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：运动员在助跑、撑杆起跳、越横杆、下落的几个过程中，能量的转化分别为化学能转化为动能，化学能和动能转化为势能，重力势能转化为动能．故A、B、C正确．人落地后，人的重力势能会使地面发生形变及使温度升高而转化为内能，即人的能量并没有消失，故D错
分析：物体的动能和势能可以相互转化，本题考查能量的转化与守恒
15．如果我们把相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫作势能，把物体由于运动而具有的能量称为动能，那么，伽利略的斜面实验可以给我们一个启示。下列关于这个启示的说法正确的是( )
A．小球在斜面上运动时，小球离地面的高度减小，速度增大，小球的速度是由高度转变而来的
B．小球在斜面上运动时，小球离地面的高度增大，速度减小，小球的高度是由速度转变而来的
C．小球在斜面上运动时，小球离地面的高度减小，速度减小，小球的动能是由势能转变而来的
D．小球在斜面上运动时，小球离地面的高度增大，速度减小，小球的势能是由动能转变而来的
答案：D
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：在斜面上运动的小球，在上升时，动能转化为势能，到达最高点时，动能为零，势能达到最大；在下落时，势能逐渐减少，动能逐渐增加，势能又转化为动能。在小球运动过程中，小球的机械能总量保持不变。
分析：伽利略的斜面实验要求斜面是光滑的。
二、填空题
16．质量为m的跳水运动员从距水面H高处跳下，落入水中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，运动员从离开跳台到落入水中减速下降h高度的过程中，他的重力势能减少了____，他的机械能减少了____．
答案：mg（H+h），FH．
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：重力势能的减小量等于重力做的功，运动员下降过程，重力做的总功为mg（H+h），故重力势能减小mg（H+h）；
运动员下降过程中，除重力外，克服阻力做功为FH，故机械能减小FH；
故答案为：mg（H+h）；FH
分析：功是能量转化的量度，重力势能的减小量等于重力做的功，机械能的变化量等于除重力外其余力做的功．
17．炮弹在空中高速飞行时能击中目标，这时利用了炮弹的____动能，弯折的竹子具有____弹性势能，三峡大坝抬高了水位可以用来发电，这时利用了水的____重力势能．
答案：动，弹性势，重力势
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：物体动能是由于物体运动而具有的能量．
炮弹在空中高速飞行时能击中目标，这时利用了炮弹的动能．
势能是物体由于被举高或者发生弹性形变而具有的能量．
弯折的竹子具有弹性势能．
三峡大坝抬高了水位可以用来发电，这时利用了水的重力势能．
故答案为：动，弹性势，重力势
分析：知道物体的动能和势能的定义．清楚实际问题中物体的能量转化．
18．将一物块放置在固定的斜面上，物块恰能沿斜面匀速下滑，则下滑过程中物块的机械能将____，物块的内能将____．
答案：减小，增加
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：木块在下滑的过程中，物块所受的滑动摩擦力做负功，即物块克服摩擦力做功，机械能减少，使物体的温度升高，内能增加．
故答案为：减小，增加
分析：物体做功的过程就是能量的转化过程，物体克服摩擦做功，摩擦生热将机械能转化成内能．
19．一木块静止于光滑水平面上，一颗子弹沿水平方向方向飞来射入木块中，当子弹进入木块深度最大值为2厘米时，木块沿水平面恰好移动距离1厘米．在上述过程中系统损失的机械能与子弹损失的动能之比为____．
答案：2：3
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：根据题意，子弹在摩擦力作用下的位移为S1=2cm+1cm=3cm，木块在摩擦力作用下的位移为S2=1cm；
系统损失的机械能转化为内能，根据功能关系，有：△E系统=Q=f△S；
子弹损失的动能等于克服摩擦力做的功，故：△E子弹=fS1；
故答案为：2：3．
分析：子弹受到摩擦阻力，而木块受到摩擦动力，两者摩擦力f大小相等，可认为是恒力．但二者的位移大小不同，做功不同．运用功能关系列式求解．
20．改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生变化：
如果质量不变，速度增大到原来2倍，则动能变为原来的____倍；
如果速度不变，质量增大到原来2倍，则动能变为原来的____倍；
如果质量减半，速度增大到原来4倍，则动能变为原来的____倍；
如果速度减半，质量增大到原来4倍，则动能变为原来的____倍．
答案：4，2，8，1
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：如果质量不变，速度增大到原来2倍，则动能变为原来的4倍；如果速度不变，质量增大到原来2倍，则动能变为原来的2倍；如果质量减半，速度增大到原来4倍，则动能变为原来的8倍；如果速度减半，质量增大到原来4倍，则动能变为原来的1倍．
故本题的答案为：4，2，8，1
分析：动能的表达式为EK=mV2，根据表达式判断动能的变化．
三、解答题
21．如图所示，一轻质弹簧下端与固定挡板相连，上端与放在倾角θ=30°的光滑斜面上的小车A相接触（未连接）．小车A质量M=3kg，内有质量m0=1kg的砝码，小车A又与一跨过定滑轮的不可伸长的轻绳一端相连，绳另一端悬挂着物体B，B的下面又挂着物体C，B和C质量均为m=1kg，A、B、C均处于静止状态．现剪断B和C之间的绳子，则A和B开始做振幅为d=5cm的简谐运动，斜面足够长且始终静止．（g取10m/s2）试求：
（1）剪断绳子的瞬间小车A的加速度大小；
（2）剪断绳子后弹簧的最大弹性势能；
（3）当小车A运动到最低点时，取走小车内的砝码，此后小车A沿斜面上滑的最大距离．
答案：a=2m/s2， 1J， s=0．2m
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：（1）绳子剪短前，由于（M+m0）gsin30°=2mg，弹簧没有弹力，弹簧没有弹力．
绳子剪短瞬间：
对A受力分析得：(M+m0)gsin30° -T=(M+m)a①
对B受力分析得：T-mg=ma ②
联立①②解得：a=2m/s2．
故剪断绳子的瞬间小车A的加速度大小为2m/s2．
（2）当弹簧被压缩2d时弹性势能最大，由功能关系得：
（M+m）g×2dsin30°=mg×2d+Epm
解得：EPm=1J
故剪断绳子后弹簧的最大弹性势能EPm=1J．
（3）当小车滑行道最高点时，A、B的速度均为0，由系统功能关系得：
Epm=Mgssin300-mgs
解得：s=0.2m．
故此后小车A沿斜面上滑的最大距离为0.2m．
分析：（1）该问属于瞬时加速度问题，注意剪断绳子瞬间，绳子上的力发生突变，但是弹簧上的力不发生改变，明确这点根据牛顿第二定律即可求解．
（2）根据简谐运动特点可知：当系统动能为零时，弹性势能最大，依据功能关系可解得结果．
（3）当小车A运动到最低点后将沿斜面上滑，弹簧弹性势能和m重力势能减小，转化为小车的重力势能，明确过程中的功能关系即可正确解答．
22．如图，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段的摩擦可忽略不计，物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为μ，求物块停止的地方与N点距离的可能值．
答案：物块停止的位置距N的距离可能为2s-μ或-2s
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：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．△EP=W
设物块的质量为m，在水平轨道上滑行的总路程为s′，则△EP=mgh，W=μmgs1
连立化简得s1=
第一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，在到达N前停止，则物块停止的位置距N的距离为d=2s-s′=2s-
第二种可能是：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d=s′-2s=-2s
分析：对物体运动过程进行分析，选择某一过程利用功能关系进行研究，能列出等式求未知量．
23．冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意如图．比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O．为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小．设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1=0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至μ2=0.004．在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以2m/s的速度沿虚线滑出．为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？（g取10m/s2）
答案：10m
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为S1，所受摩擦力的大小为f1；
在被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为S2，所受摩擦力的大小为f2．
则有S1+S2=S①式中S为投掷线到圆心O的距离．
则f1=μ1mg，f2=μ2mg
设冰壶的初速度为v0，由动能定理，得-f1S1-f2S2=
联立以上各式，解得S2=10m
分析：冰壶C在投掷线中点处滑出后，摩擦力对它做负功，根据动能定理，加上位移关系可以解出运动员用毛刷擦冰面的长度．
24．一足够长的竖直圆筒，质量为m=2kg的小球恰能放入圆筒中，小球只要在圆筒内就能受到一竖直向上的作用恒力F=23N，最初小球在圆筒的底部且静止．现让圆筒以速度V0=4m/s水平向右匀速运动2s．重力加速度g=10 m/s2．求：
（1）此过程中小球的机械能改变量；
（2）2s时小球的位移和速度．
答案：（1）此过程中小球的机械能改变量为69J；
（2）2s时小球的位移的大小为m，方向与水平方向夹角的正切为；
速度的大小为5m/s，方向与水平夹角的正切为
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：（1）竖直方向上小球的加速度：a=1．5 m/s2
2s时竖直速度：Vy=at=3m/s
上升的竖直高度：h=3m
此过程中小球的机械能的改变量：△E=Fh=69J
（2）水平位移：x=V0t=8m
2s时的速度：V=5m/s
与水平方向夹角：tanα=
位移大小：s=m
与水平方向夹角：tanβ=
分析：（1）小球在玻璃管与恒力共同作用下做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向向下做初速度为零的匀加速直线运动．小球在运动过程中，除重力做功外，还有恒力做功，因此小球的机械能的增量即为恒力F做的功．所以由功的表达式，求出恒力做功，从而求出小球机械能改变量．
（2）将小球的运动看成水平方向匀速与竖直方向匀加速运动，分别用位移与时间关系，从而求出2s时的两方向的位移大小，再进行合成．用速度与时间关系，同理可求出速度的大小及方向
25．如图所示，轻质弹簧K一端与墙相连处于自然状态，质量为4kg木块沿光滑的水平面以5m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：
（1）弹簧的最大弹性势能是多少
（2）木块被弹回速度增大到3m/s时的弹性势能．
答案：（1）弹簧的最大弹性势能 50J
（2）木块被弹回速度增大到3m/s时弹簧的弹性势能32J
知识点：追寻守恒量—能量
解析：
解答：（1）由功能关系和系统的机械能守恒知，弹簧的最大弹性势能等于物体的初动能：
（2）由功能关系和系统的机械能守恒知此时的弹性势能等于物体动能的减少量；
分析：（1）根据系统机械能守恒，弹簧的最大弹性势能由物体的动能转化而来；
（2）物体动能的减少量就等于弹簧弹性势能的增量．