人教版物理必修2同步练习：8.4 机械能守恒定律（基础巩固）
一、选择题
1．（2021高一下·福州期末） 一个带电小球在空中从点运动到点的过程中，重力做功，电场力做功，克服阻力做功由此可以判断能量变化的有关说法正确的是
A．重力势能减少 B．电势能增大
C．动能增大 D．机械能减少
【答案】C
【知识点】功能关系
【解析】【解答】A、重力做功等于重力势能的变化小量，重力做功5J，故重力势能减小5J，故A错误；
B、电场力做功等于电势能的减小量，电场力做功2J，故电势能减小2J，故B错误；
C、合力做功等于动能的变化量量，合力做功等于各个分力做的功，总功为
故动能增大6J，故C正确；
D、除重力外的各个力做的总功等于机械能的变化量，除重力外，电场力做功2J，与克服空气阻力做功l J，故机械能增加1J，故D错误；
故答案为：C。
【分析】重力做功等于重力势能的变化量，电场力做功等于电势能的变化量，合力做功等于动能的变化量，除重力外的各个力做的总功等于机械能的变化量。注意各力做功的正负情况。
2．（2023高一下·杭州期中）在无风的环境下，跳伞员沿竖直方向下落，最初一段时间降落伞并不张开，跳伞员在重力和空气阻力作用下做加速运动，下落一定高度后，降落伞张开，跳伞员做减速运动，速度降至一定值后便不再降低，跳伞员以这一速度匀速下降。在跳伞过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．降落伞打开前，跳伞员在加速降落过程中机械能增加
B．跳伞员在整个下落过程中机械能一直减小
C．跳伞员在整个下落过程中机械能先增大后减小
D．如果在下落过程中受到水平风的作用跳伞员将做平抛运动
【答案】B
【知识点】功能关系
【解析】【解答】A． 降落伞打开前，跳伞员在加速降落过程中空气阻力做负功，则机械能减小，故A错误；
BC．跳伞员在下落过程中空气阻力一直做负功，则其机械能一直减小，故B正确，C错误；
D．由平抛运动的特性可知，如果在下落过程中受到水平风的作用 ，即水平方向不是匀速直线运动，则跳伞员不可能做平抛运动，故D错误。
故选B。
【分析】除重力或系统的弹力做功外，其他力对物体做正功，机械能增加，做负功机械能减小，由于空气阻力对跳伞员一直做负功，则其机械能一直减小；平抛运动是具有水平方向初速度且只受重力的作用。
3．（2023高二下·浙江期中）如图为小丽玩小皮筋球的瞬间，小球正在向上运动，手正在向下运动，橡皮筋处于绷紧状态。对于小球的运动，下列说法正确的是（ ）
A．图示瞬间小球一定处于超重状态
B．图示瞬间小球一定正在向上减速
C．在此后的一小段时间内，小球的动能一定增加
D．在此后的一小段时间内，小球机械能一定增加
【答案】D
【知识点】功能关系；牛顿第二定律；超重与失重
【解析】【解答】A、小球所受向上拉力与重力的大小关系不确定，加速的方向不确定，所以不能判断是超重还是失重，A错误；
B、小球所受拉力与重力的大小无法确定，小球可能向上加速也可能减速，B错误；
C、加速上升动能增加，减速上升动能减小，无法确定，C错误；
D、小球所受拉力做正功，小球机械能增加，D正确；
故答案为：D
【分析】确定竖直向上运动的小球所受拉力和重力的大小关系，才能确定合力的大小方向，才能确定加速度的方向，从而确定运动状态、超失重、动能的变化，向上运动的小球所受拉力向上做正功，小球机械能增加。
4．（2020·浦东模拟）如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为m，以一定的初速度v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μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中（ ）
A．物块克服摩擦力做的功为0
B．物块克服摩擦力做的功为2μmgs
C．弹簧的最大弹性势能为0.5mv2
D．弹簧的最大弹性势能为0.5mv2+μmgs
【答案】B
【知识点】功能关系；能量守恒定律
【解析】【解答】AB．整个过程中，物块所受的摩擦力
大小恒定，摩擦力一直做负功，根据功的定义可得物块克服摩擦力做的功为Wf=μmg 2s=2μmgs
A不符合题意，B符合题意；
CD．向左运动过程中，根据动能定理可知
解得Ep＝0.5mv2 μmgs
CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体和弹簧两个物体组成系统能量守恒，利用能量守恒列方程分析求解即可。
5．（2020高一下·东台月考）如图中，虚线是一跳水运动员在跳水过程中其重心运动的轨迹，则从起跳至入水的过程中，该运动员的重力势能( )
A．一直减小 B．一直增大
C．先增大后减小 D．先减小后增大
【答案】C
【知识点】功能关系
【解析】【解答】重力势能的大小与高度有关，在上升过程中重力势能增大，在下降过程中重力势能减小，
故答案为：C
【分析】根据重力势能表达式分析即可。
6．（2023高二下·闵行期末） 在能源消耗的过程中，很难把产生的内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散。下列说法正确的是（ ）
A．能量耗散说明能量在不断减少
B．能量耗散不遵循能量守恒定律
C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但能量却可以凭空消失
D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
【答案】D
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】A、能量耗散是能量变成了无法收集利用的内能，能量不会减少，故A错误；
B、能量守恒定律适用于整个自然界，物质能量变化遵循能量守恒定律，故能量耗散遵循能量守恒定律，故B错误；
C、能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，故C错误；
D、能量耗散是一个宏观过程，代表着能量向不可收集利用的方向转化，反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故D正确。
故答案为：D。
【分析】能量守恒定律适用于整个自然界，物质能量变化遵循能量守恒定律。能量既不能凭空产生，也不能凭空消失。
7．（2019·黄浦模拟）下列装置中，可以将电能转化为机械能的是（ ）
A．发电机 B．电动机 C．电饭锅 D．电热毯
【答案】B
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】发电机可以把机械能转化为电能；电动机可以将电能转化为机械能；电饭锅可以把电能转化为热能；电热毯可以把电能转换为热能；
故答案为：B.
【分析】磁场对通电导线有力的作用，即安培力，电动机将电能转化为机械能。
8．（2023高二下·弥勒期末）抽水蓄能电站可以在用电低谷时，将电网中多余的电能转化为水的重力势能；在用电高峰时，再将水的重力势能转化为电能输回电网，假定多余电能为5×104kW·h，这部分多余的电能经储存再回到电网过程中将损失44%，则此蓄能电站能给电网补充的电能为（ ）
A．2.2×104kW·h B．2.8×104kW·h
C．3.5×104kW·h D．5×104kW·h
【答案】B
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】根据能量守恒定律可得，蓄能电站能给电网补充的电能为，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据能量守恒定律求解此蓄能电站能给电网补充的电能。
9．（2020高二下·浙江期末）用长绳将一重球悬挂在天花板上。如图所示，一同学紧靠墙站立，双手拉球使其与鼻尖恰好接触，然后由静止释放重球。若该同学保持图示姿势不变，则重球摆动过程中（ ）
A．到最低点时重力势能最大 B．到最低点时机械能最大
C．一定不会撞击该同学 D．可能会撞击该同学
【答案】C
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】A．重球下摆过程中重力做正功，重力势能减小，所以到最低点时重力势能最小，A不符合题意；
B．重球下摆过程中只有重力做功，所以重球的机械能守恒，B不符合题意；
CD．重球摆动过程中只有重力做功，其机械能守恒，所以重球摆回原处时的速度为0，则重球一定不会撞击该同学，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式，克服摩擦力，做功机械能转化成内能，能量的转移和转化具有方向性。
10．（2021高一下·陈仓期末）物体在地面附近自由落体运动，关于该过程的下列说法正确的是（ ）
A．物体的重力势能与动能之和保持不变
B．物体的重力势能与动能之和逐渐减小
C．物体的重力势能与动能之和逐渐增大
D．物体的重力势能与动能之和可能先增大后减小
【答案】A
【知识点】动能和势能的相互转化
【解析】【解答】物体在地面附近自由落体运动，只受重力作用，机械能守恒，则物体的重力势能与动能之和保持不变。
故答案为：A。
【分析】自由落体运动不计空气阻力，机械能守恒。机械能包括动能和重力势能。
11．（2019高一下·泰安期末）在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为m的跳水运动员进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，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度）（ ）
A．他的动能减少了Fh B．他的机械能减少了Fh
C．他的机械能减少了（F－mg）h D．他的重力势能增加了mgh
【答案】B
【知识点】功能关系；动能和势能的相互转化；机械能守恒定律
【解析】【解答】运动员进入水中后，受到重力和水的阻力，克服合力做的功等于动能的减小量，故动能减小（F-mg）h，A不符合题意；运动员进入水中后，除重力外，克服阻力做功Fh，故机械能减小Fh，B符合题意，C不符合题意；运动员进入水中后，重力做功mgh，故重力势能减小mgh，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】对物体进行受力分析，合外力对物体做的功为物体动能的改变量，除重力以外的其他力做的功，为物体机械能的改变量，对物体进行受力分析求解即可。
12．（2023高二上·常州月考）如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（ ）
A．甲图中，物体将弹簧压缩的过程中，机械能守恒
B．乙图中，置于光滑水平面，物体沿光滑斜面下滑，物体机械能守恒
C．丙图中，不计任何阻力时加速下落、加速上升过程中，、系统机械能守恒
D．丁图中，系在橡皮条一端的小球向下摆动时，小球的机械能守恒
【答案】C
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】A.题图甲中，物体A受重力和弹簧弹力作用，弹簧弹力对物体做负功，所以物体A机械能不守恒，A不符合题意；
B.题图乙中，物体B受重力和支持力作用，由于水平面光滑，则物体B沿斜面下滑时，斜面A会向右运动，所以支持力对B做负功，故B的机械能不守恒，B不符合题意；
C.题图丙中，对A、B组成的系统，运动过程中，只有重力和系统内弹力做功，所以A、B系统机械能守恒，C符合题意；
D.题图丁中，小球受重力和橡皮条的拉力，小球下摆的过程中，橡皮条的拉力对小球做负功，所以小球的机械能不守恒，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据机械能守恒条件分析各运动过程研究对象是否机械能守恒。
13．（2023高二上·常州月考）如图所示，跳水运动员从跳板上以一定的速度斜向上跳起，最后以一定的速度进入水中，若不计阻力，则该运动员在下降的过程中（ ）
A．重力势能减小，动能增加，机械能不变
B．重力势能减小，动能增加，机械能减小
C．重力势能增加，动能增加，机械能增加
D．重力势能减小，动能增加，机械能增加
【答案】A
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】不计空气阻力，运动员下落过程中只有重力做功，所以机械守恒，运动员下降过程中重力做正功，重力势能减小，动能增加，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据机械能守恒条件，分析运动员下落过程中的机械能，再根据重力做功的正负判断重力势能和动能的变化。
二、多项选择题
14．（2019高一上·黄骅月考）如图所示，一小球自空中自由落下，与正下方的直立轻质弹簧接触，直至速度为零的过程中，关于小球运动状态的下列描述中，正确的是（ ）
A．接触后，小球做减速运动，加速度越来越大，速度越来越小，最后等于零
B．接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速度先增加，后减小到零
C．接触后，小球速度为零的地方就是弹簧压缩量最大之处，此时小球加速度为零
D．接触后，小球速度最大时加速度为零
【答案】B,D
【知识点】功能关系
【解析】【解答】小球与弹簧接触后，开始重力大于弹力，加速度向下，做加速运动，随着弹力的增大，加速度减小．当加速度减小到零以后，弹力大于重力，加速度向上，做减速运动到零．A不符合题意，B符合题意．当速度为零，弹簧压缩到最低点，此时合力不为零，加速度不为零．C不符合题意．小球先做加速运动再做减速运动，当加速度为零，即重力与弹簧弹力相等时，速度最大．D符合题意．
故答案为：BD．
【分析】含有弹簧的问题，是高考的热点．关键在于分析小球的受力情况，来确定小球的运动情况，抓住弹力是变化的这一特点．不能简单认为小球一接触弹簧就做减速运动．
15．（2019高一下·佛山期末）我国于2013年12月2日成功发射嫦娥三号探月卫星，并于12月14日在月面的虹湾区成功实现软着陆并释放出“玉兔”号月球车，这标志着中国的探月工程再次取得阶段性的胜利。如图所示，在月球椭圆轨道上的已关闭动力的探月卫星在月球引力作用下向月球靠近，并将在B处变轨进入半径为r、周期为T的环月轨道运行，已知万有引力常量为G。下列说法中正确的是（ ）
A．图中探月卫星正减速飞向B处
B．探月卫星在B处变轨进入环月轨道时必须点火减速
C．由题中条件可以算出月球质量
D．由题中条件可以算出探月卫星受到月球引力大小
【答案】B,C
【知识点】功能关系；万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】探月卫星关闭动力后只收到月球的吸引力而逐渐靠近月球表面，此过程为加速过程，A不符合题意。进入圆形轨道之前为椭圆轨道，二者相切与B点，相对于圆轨道，原来的运动在B点为离心运动，所以 ，而对圆形轨道则有 ，可得 ，所以进入环月轨道要减速，B对。在环月轨道运行过程有 ，整理得月球质量 ，C对。由题中条件找不到卫星质量，而且所以的圆周运动公式中卫星质量都消去了，所以无法计算探月卫星受到月球引力大小，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】卫星离地球远近，线速度越大，环绕周期越短，同时动能增加，势能减小，总的机械能减小；卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，结合卫星的轨道半径和周期，根据向心力公式列方程求解月球的质量。
16．（2019高一下·福建月考）以下关于功和能的说法正确的是（ ）
A．功是矢量，能是标量
B．功和能都是标量
C．功是能量转化的量度
D．因为功和能的单位都是焦耳，所以功就是能
【答案】B,C
【知识点】功能关系
【解析】【解答】AB、物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功，功是标量，能量也是标量，A不符合题意，符合题意B；
CD、功是能量转化的量度，单位都是焦耳，但功不是能量，功属于过程量，能量属于状态量，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】功和能都是标量，功是改变能量的途径。
17．（2020高一下·徐州期中）关于能量和能量耗散，下列说法中正确的是（ ）
A．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中客观过程的方向性
B．能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的
C．能量守恒，不可消失，所以没有必要节约能源
D．能量之间可以相互转化，故能源可以很方便的循环利用
【答案】A,B
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】A．能量守恒定律是普遍规律，能量耗散过程中能量也是守恒的，从能量转化的角度反映出自然界中的客观过程具有方向性，A符合题意；
B．能量的转化和转移具有方向性，有些能量耗散到空中无法再次回收和利用，因此能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的，B符合题意；
CD．能量的转化和守恒定律即指能量在转化和转移中总量保持不变，但能量在转化中具有方向性，不能循环利用，所以我们需要节约能源，CD不符合题意；
故答案为：AB。
【分析】能源就是向自然界提供能量转化的物质(矿物质能源，核物理能源，大气环流能源，地理性
能源)，能源是人类活动的物质基础，正确理解能量耗散和能量的转化与守恒即可正确解答。
18．（2019高一下·淮安期末）党的十九大报告指出人与自然应和谐共生，下列关于能源和能量说法正确的有（ ）
A．能量在转移或转化过程中常伴随着能量耗散
B．因为自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
C．煤炭和石油资源是有限的，不可能无限制的利用
D．合理利用能源的同时，需要保护好自然环境
【答案】A,C,D
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】A.能量是守恒的，但能量在转移或转化过程中常伴随着能量耗散，A符合题意；
B.自然界的能量守恒，但是由于可用能源是有限的，故需要节约能源。B不符合题意；
C.能源短缺是指煤炭和石油资源是有限的，以现在的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，所以不可能无限制的利用，C符合题意；
D.合理利用能源时，燃料的生成物容易对空气、土壤、水源造成污染，所以需要注意保护好自然环境，D符合题意；
故答案为：ACD
【分析】能量守恒定律是然界的普遍规律，能量不会消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从一种形式转化到另一种形式。
19．2001年9月11日 ，恐怖分子利用劫持的客机，对美国的多个目标实施攻击.其中，一架质量为104吨、约载35吨燃油的波音757飞机，水平撞击世贸大楼的北部塔楼；另一架质量为156吨、约载51吨燃油的波音767飞机，则水平撞击南部塔楼，使两大楼产生幅度近 1米 的晃动和猛烈的燃烧.一个多小时后两幢110层的高楼相继倒塌，造成数千人的伤亡.使两幢世贸大楼遭受重创的巨大能量是（ ）
A． 飞机的重力势能 B．飞机的动能
C．飞机的内能 D．燃油燃烧产生的内能
【答案】B,D
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】飞机本身质量就很大，又装有大量燃油，飞行速度又很快，由于动能与物体的质量和速度有关，所以飞机具有很大的动能，同时燃油爆炸后，燃料具有的化学能转化为内能，放出大量的热，BD符合题意，AC不符合题意。
故答案为：BD
【分析】飞机具有很大的速度，所以具有的动能很大，又携带燃油所以爆炸的时候具有的内能也是很大。
20．（2023高一下·湖南期中）已知同一个物体在月球上所受重力相当于在地球所受重力的，某人分别在月球和地球上击打同一个高尔夫球，已知两种情况下小球的初速度相同，且均沿水平方向，小球在竖直方向运动的距离h相同，那么在这两种情况下（ ）
A．人对球做的功相同
B．在月球上的高尔夫球落地速率更大
C．在月球上的高尔夫水平射程更大
D．在月球上的高尔夫球重力做功更多
【答案】A,C
【知识点】动能定理的综合应用；动能和势能的相互转化
【解析】【解答】A．同样的高尔夫球，在月球和地球上被击飞后初速度相同，所以获得的动能相同，加速的过程只有人对球做功，根据动能定理可得人对球做功相同，A符合题意；
B．竖直方向，落地速率，因为月球表面的g小，所以月球上高尔夫球的落地速率也小，B不符合题意；
C．水平方向位移，因为月球表面的g小，所以月球上高尔夫球的水平射程更大，C符合题意；
D．重力做功，因为月球表面的g小，所以月球上高尔夫球的重力做功更少，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用动能定理可以判别人对球做功相等；利用位移公式结合加速度的大小可以比较落地速率的大小；利用位移公式可以比较水平射程的大小；利用重力大小及高度变化可以求出重力做功的大小。
21．（2019高一下·上饶期末）小明同学用力把质量为2kg的物体由静止向上提高1m，物体获得2m/s的速度，下列说法正确的是（g取10m/s2）（ ）
A．物体动能增加了4J B．物体重力势能增加了20J
C．重力对物体做的功为20J D．合外力对物体做的功为24J
【答案】A,B
【知识点】动能定理的综合应用；动能和势能的相互转化
【解析】【解答】A．物体的初动能为0，末速度为v=2m/s，则物体动能增加量为
A符合题意；
BC．重力对物体做的功为
由功能关系可知，物体重力势能增加量为20J，B符合题意，C不符合题意；
D．根据动能定理知，合外力做功等于动能的变化，即
D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】重力做负功，重力势能增加；根据动能定理知，合外力做功等于动能的变化。
22．（2020高一下·三明期中）如图所示，踢毽子是一项深受大众喜爱的健身运动项目。在某次踢毽子的过程中，毽子离开脚后，恰好沿竖直方向向上运动，毽子在运动过程中受到的空气阻力不可忽略。毽子在上升的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．毽子的动能不断变小 B．毽子的机械能增加
C．毽子的重力势能一直增加 D．空气阻力对毽子做正功
【答案】A,C
【知识点】功的计算；动能定理的综合应用；动能和势能的相互转化；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．毽子在上升过程中做减速运动，速度逐渐减小，动能逐渐减小，A符合题意；
BD．在运动过程中由于阻力不能忽略，阻力与运动方向相反，故阻力做负功，机械能减小，BD不符合题意；
C．毽子在上升过程中，重力始终做负功，故重力势能增大，C符合题意。
故答案为：AC。
【分析】毽子在上升过程中做减速运动，速度逐渐减小，动能不断减小。运动过程中只有重力做功，所以毽子机械能守恒。毽子上升过程中，高度升高，重力势能变大。
23．（2022高二上·鸡西期末）如图所示，高的曲面固定不动。一个质量为的物体，由静止开始从曲面的顶点滑下，滑到底端时的速度大小为4m/s。（g取10m/s2）在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物体的动能增加了8J B．物体的重力势能减少了20J
C．物体的机械能保持不变 D．物体的机械能能减少了32J
【答案】A,B
【知识点】动能；重力势能；机械能守恒定律
【解析】【解答】A.物体的动能增加量，A符合题意；
B.物体的重力势能减少量，B符合题意；
C.由于，因此机械能不守恒，C不符合题意；
D.物体的机械能能减少量，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】由物体运动的初状态动能和末状态动能求出物体动能的增加量；由初状态和末状态的高度差求出重力势能的变化量；根据动能的变化量和重力势能的变化量分析机械能是否守恒，并求出机械能的变化量。
24．（2023高一下·台州期中）如图所示，墙壁上固定一水平轻弹簧，一铁球以初速度 v0沿光滑水平面向左运动（不计空气阻力）。在小球向左压缩弹簧的过程中（ ）
A．小球的机械能守恒
B．小球和弹簧组成的系统机械能守恒
C．小球做匀减速直线运动
D．小球和弹簧刚接触时速度最大
【答案】B,D
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】 AB、小球和弹簧组成的系统 ，没有外力做功，故系统机械能守恒，故B正确，对于 小球 ，弹簧对它做负功，小球机械能损失，故A错误；
C、弹簧弹力是变力，故小球做变加速运动，故C错误；
D、刚接触时，弹力最小，之后开始减速，故刚接触时速度最大，故D正确；
故选：BD。
【分析】根据机械能守恒条件和小球运动特征，即可解答。
三、非选择题
25．（2021高一下·郑州期末）某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为 的圆面。某时间内该地区的风速恒定为 ，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为 ，假设这个风力发电机能将此圆面内10%的空气动能转化为电能。求：
（1）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能；
（2）此风力发电机的发电功率。
【答案】（1）由题意可知，单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流长度为v0，则单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的质量为
所以单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为
（2）由题意，根据功率的定义可知此风力发电机的发电功率为
【知识点】能量守恒定律
【解析】【分析】（1）根据气流速度和风扇的面积计算单位时间内冲击风扇的空气质量，再根据动能的定义式计算动能大小。
（2）根据能量的转化效率计算动能转化为电能的大小。
26．（2017高一下·庆城期末）用200N的拉力将地面上的一质量为10kg的物体提升10m（重力加速度g取10m/s2，空气阻力不计）．求：
（1）拉力对物体所做的功
（2）物体被提高后具有的重力势能
（3）物体被提高后具有的动能．
【答案】（1）解：拉力的功：WF=Fh=200×10=2000J
答：这一过程中拉力对物体所做的功2000J
（2）解：重力的功：WG=﹣mgh=﹣10×10×10=﹣1000J；根据功能关系得：△EP=﹣WG=1000J，得具有的重力势能为1000J
答：物体被提高后具有重力势能增加为1000J
（3）解：由动能定理得，物体在A点的动能：
EK=WG+WF=﹣1000+2000=1000J
答：物体被提高后具有的动能为1000J．
【知识点】功能关系；功的计算
【解析】【分析】根据W=Flcosα求出拉力做的功，根据动能定理求出物体提高后具有的动能．
27．（2020高一下·上海期末）如图所示的是一根自由悬挂的链条，王同学将它的中点缓慢竖直向上拉动一小段距离，此过程中链条的重力势能 （选填“增大”，“减小”或“不变”）：刘同学将它的中点缓慢竖直向下拉动一小段距离，此过程中链条的重力势能 （选填“增大”，“减小”或“不变”）。
【答案】增大；增大
【知识点】重力势能；动能和势能的相互转化
【解析】【解答】对链条来说，因为无论用手缓慢竖直上拉还是下拉，链条动能不变，手对链条都做正功，则链条的机械能都变大，即链条的重力势能都增大。
【分析】重力势能与物体位置高度和质量有关，高度和质量越大，重力势能就越大。
28．（2023高二上·桐梓月考）如图为某同学在荡秋千，秋千上悬挂平板的两绳平行且绳长为，平板运动到最高点时绳子与竖直方向夹角为。已知该同学的质量为且视为重心在平板上，重力加速度为，不计绳子和平板的质量，忽略一切阻力。求：
（1）该同学运动到最低点时的速度大小v；
（2）该同学运动到最低点时的加速度大小；
（3）该同学运动到最低点时每根绳子的拉力大小。
【答案】（1）解：小明从最高点到最低点的过程由机械能守恒得
得
（2）解：向心加速度可表示为
联立解得
（3）解：在最低点由牛顿第二定律可得
解得
【知识点】牛顿第二定律；向心加速度；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）在最高点时，同学的速度为零，再根据机械能守恒定律进行解答即可；
（2）根据牛顿第二定律进行解答即可；
（3）确定该同学在最低点的受力情况，再根据牛顿第二定律进行解答即可。
29．（2020高一下·咸阳期末）一小球以一定的初速度从图示的P位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2，圆轨道1的半径为R=1m，圆轨道2的半径是轨道1的1.6倍，小球的质量m=1kg，若小球恰好能通过轨道2的最高点B，重力加速度为g=10m/s2，不计空气阻力，求：
（1）小球在B点时的速率；
（2）小球在轨道1的最高点A时的速率及此时它对轨道的压力。
【答案】（1）解：在B点，由重力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得vB=4m/s
（2）解：小球从A到B的过程，由机械能守恒得
解得
在A点，由牛顿第二定律得
得N=30N
由牛顿第三定律知，小球在轨道1上最高点A处对轨道的压力为N′=N=30N
【知识点】牛顿第二定律；匀速圆周运动；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）根据牛顿第二定律可以求出B点的瞬时速率；
（2）根据机械能守恒可以求出A点的速度大小，再结合牛顿第二定律求出对轨道的压力 。
30．（2022高一下·内江期末）荡秋千是一项民间的传统体育活动。如图，小女孩的质量为30kg，小女孩的重心到秋千悬挂点之间的距离为L，秋千摆动的最大角度为，不计秋千质量，忽略空气阻力，。在整个运动过程中，每根绳子承受的最大拉力为多少？
【答案】解：当秋千在最低点时绳子拉力最大，设为，设秋千在最低点的速度为，根据牛顿第二定律可得
秋千从最高点到最低点过程中，根据机械能守恒定律可得
联立解得
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【分析】 当秋千在最低点时绳子拉力最大 ， 根据牛顿第二定律和机械能守恒定律列方程求解。
1 / 1人教版物理必修2同步练习：8.4 机械能守恒定律（基础巩固）
一、选择题
1．（2021高一下·福州期末） 一个带电小球在空中从点运动到点的过程中，重力做功，电场力做功，克服阻力做功由此可以判断能量变化的有关说法正确的是
A．重力势能减少 B．电势能增大
C．动能增大 D．机械能减少
2．（2023高一下·杭州期中）在无风的环境下，跳伞员沿竖直方向下落，最初一段时间降落伞并不张开，跳伞员在重力和空气阻力作用下做加速运动，下落一定高度后，降落伞张开，跳伞员做减速运动，速度降至一定值后便不再降低，跳伞员以这一速度匀速下降。在跳伞过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．降落伞打开前，跳伞员在加速降落过程中机械能增加
B．跳伞员在整个下落过程中机械能一直减小
C．跳伞员在整个下落过程中机械能先增大后减小
D．如果在下落过程中受到水平风的作用跳伞员将做平抛运动
3．（2023高二下·浙江期中）如图为小丽玩小皮筋球的瞬间，小球正在向上运动，手正在向下运动，橡皮筋处于绷紧状态。对于小球的运动，下列说法正确的是（ ）
A．图示瞬间小球一定处于超重状态
B．图示瞬间小球一定正在向上减速
C．在此后的一小段时间内，小球的动能一定增加
D．在此后的一小段时间内，小球机械能一定增加
4．（2020·浦东模拟）如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为m，以一定的初速度v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μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中（ ）
A．物块克服摩擦力做的功为0
B．物块克服摩擦力做的功为2μmgs
C．弹簧的最大弹性势能为0.5mv2
D．弹簧的最大弹性势能为0.5mv2+μmgs
5．（2020高一下·东台月考）如图中，虚线是一跳水运动员在跳水过程中其重心运动的轨迹，则从起跳至入水的过程中，该运动员的重力势能( )
A．一直减小 B．一直增大
C．先增大后减小 D．先减小后增大
6．（2023高二下·闵行期末） 在能源消耗的过程中，很难把产生的内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散。下列说法正确的是（ ）
A．能量耗散说明能量在不断减少
B．能量耗散不遵循能量守恒定律
C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但能量却可以凭空消失
D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
7．（2019·黄浦模拟）下列装置中，可以将电能转化为机械能的是（ ）
A．发电机 B．电动机 C．电饭锅 D．电热毯
8．（2023高二下·弥勒期末）抽水蓄能电站可以在用电低谷时，将电网中多余的电能转化为水的重力势能；在用电高峰时，再将水的重力势能转化为电能输回电网，假定多余电能为5×104kW·h，这部分多余的电能经储存再回到电网过程中将损失44%，则此蓄能电站能给电网补充的电能为（ ）
A．2.2×104kW·h B．2.8×104kW·h
C．3.5×104kW·h D．5×104kW·h
9．（2020高二下·浙江期末）用长绳将一重球悬挂在天花板上。如图所示，一同学紧靠墙站立，双手拉球使其与鼻尖恰好接触，然后由静止释放重球。若该同学保持图示姿势不变，则重球摆动过程中（ ）
A．到最低点时重力势能最大 B．到最低点时机械能最大
C．一定不会撞击该同学 D．可能会撞击该同学
10．（2021高一下·陈仓期末）物体在地面附近自由落体运动，关于该过程的下列说法正确的是（ ）
A．物体的重力势能与动能之和保持不变
B．物体的重力势能与动能之和逐渐减小
C．物体的重力势能与动能之和逐渐增大
D．物体的重力势能与动能之和可能先增大后减小
11．（2019高一下·泰安期末）在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为m的跳水运动员进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，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度）（ ）
A．他的动能减少了Fh B．他的机械能减少了Fh
C．他的机械能减少了（F－mg）h D．他的重力势能增加了mgh
12．（2023高二上·常州月考）如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（ ）
A．甲图中，物体将弹簧压缩的过程中，机械能守恒
B．乙图中，置于光滑水平面，物体沿光滑斜面下滑，物体机械能守恒
C．丙图中，不计任何阻力时加速下落、加速上升过程中，、系统机械能守恒
D．丁图中，系在橡皮条一端的小球向下摆动时，小球的机械能守恒
13．（2023高二上·常州月考）如图所示，跳水运动员从跳板上以一定的速度斜向上跳起，最后以一定的速度进入水中，若不计阻力，则该运动员在下降的过程中（ ）
A．重力势能减小，动能增加，机械能不变
B．重力势能减小，动能增加，机械能减小
C．重力势能增加，动能增加，机械能增加
D．重力势能减小，动能增加，机械能增加
二、多项选择题
14．（2019高一上·黄骅月考）如图所示，一小球自空中自由落下，与正下方的直立轻质弹簧接触，直至速度为零的过程中，关于小球运动状态的下列描述中，正确的是（ ）
A．接触后，小球做减速运动，加速度越来越大，速度越来越小，最后等于零
B．接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速度先增加，后减小到零
C．接触后，小球速度为零的地方就是弹簧压缩量最大之处，此时小球加速度为零
D．接触后，小球速度最大时加速度为零
15．（2019高一下·佛山期末）我国于2013年12月2日成功发射嫦娥三号探月卫星，并于12月14日在月面的虹湾区成功实现软着陆并释放出“玉兔”号月球车，这标志着中国的探月工程再次取得阶段性的胜利。如图所示，在月球椭圆轨道上的已关闭动力的探月卫星在月球引力作用下向月球靠近，并将在B处变轨进入半径为r、周期为T的环月轨道运行，已知万有引力常量为G。下列说法中正确的是（ ）
A．图中探月卫星正减速飞向B处
B．探月卫星在B处变轨进入环月轨道时必须点火减速
C．由题中条件可以算出月球质量
D．由题中条件可以算出探月卫星受到月球引力大小
16．（2019高一下·福建月考）以下关于功和能的说法正确的是（ ）
A．功是矢量，能是标量
B．功和能都是标量
C．功是能量转化的量度
D．因为功和能的单位都是焦耳，所以功就是能
17．（2020高一下·徐州期中）关于能量和能量耗散，下列说法中正确的是（ ）
A．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中客观过程的方向性
B．能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的
C．能量守恒，不可消失，所以没有必要节约能源
D．能量之间可以相互转化，故能源可以很方便的循环利用
18．（2019高一下·淮安期末）党的十九大报告指出人与自然应和谐共生，下列关于能源和能量说法正确的有（ ）
A．能量在转移或转化过程中常伴随着能量耗散
B．因为自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
C．煤炭和石油资源是有限的，不可能无限制的利用
D．合理利用能源的同时，需要保护好自然环境
19．2001年9月11日 ，恐怖分子利用劫持的客机，对美国的多个目标实施攻击.其中，一架质量为104吨、约载35吨燃油的波音757飞机，水平撞击世贸大楼的北部塔楼；另一架质量为156吨、约载51吨燃油的波音767飞机，则水平撞击南部塔楼，使两大楼产生幅度近 1米 的晃动和猛烈的燃烧.一个多小时后两幢110层的高楼相继倒塌，造成数千人的伤亡.使两幢世贸大楼遭受重创的巨大能量是（ ）
A． 飞机的重力势能 B．飞机的动能
C．飞机的内能 D．燃油燃烧产生的内能
20．（2023高一下·湖南期中）已知同一个物体在月球上所受重力相当于在地球所受重力的，某人分别在月球和地球上击打同一个高尔夫球，已知两种情况下小球的初速度相同，且均沿水平方向，小球在竖直方向运动的距离h相同，那么在这两种情况下（ ）
A．人对球做的功相同
B．在月球上的高尔夫球落地速率更大
C．在月球上的高尔夫水平射程更大
D．在月球上的高尔夫球重力做功更多
21．（2019高一下·上饶期末）小明同学用力把质量为2kg的物体由静止向上提高1m，物体获得2m/s的速度，下列说法正确的是（g取10m/s2）（ ）
A．物体动能增加了4J B．物体重力势能增加了20J
C．重力对物体做的功为20J D．合外力对物体做的功为24J
22．（2020高一下·三明期中）如图所示，踢毽子是一项深受大众喜爱的健身运动项目。在某次踢毽子的过程中，毽子离开脚后，恰好沿竖直方向向上运动，毽子在运动过程中受到的空气阻力不可忽略。毽子在上升的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．毽子的动能不断变小 B．毽子的机械能增加
C．毽子的重力势能一直增加 D．空气阻力对毽子做正功
23．（2022高二上·鸡西期末）如图所示，高的曲面固定不动。一个质量为的物体，由静止开始从曲面的顶点滑下，滑到底端时的速度大小为4m/s。（g取10m/s2）在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物体的动能增加了8J B．物体的重力势能减少了20J
C．物体的机械能保持不变 D．物体的机械能能减少了32J
24．（2023高一下·台州期中）如图所示，墙壁上固定一水平轻弹簧，一铁球以初速度 v0沿光滑水平面向左运动（不计空气阻力）。在小球向左压缩弹簧的过程中（ ）
A．小球的机械能守恒
B．小球和弹簧组成的系统机械能守恒
C．小球做匀减速直线运动
D．小球和弹簧刚接触时速度最大
三、非选择题
25．（2021高一下·郑州期末）某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为 的圆面。某时间内该地区的风速恒定为 ，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为 ，假设这个风力发电机能将此圆面内10%的空气动能转化为电能。求：
（1）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能；
（2）此风力发电机的发电功率。
26．（2017高一下·庆城期末）用200N的拉力将地面上的一质量为10kg的物体提升10m（重力加速度g取10m/s2，空气阻力不计）．求：
（1）拉力对物体所做的功
（2）物体被提高后具有的重力势能
（3）物体被提高后具有的动能．
27．（2020高一下·上海期末）如图所示的是一根自由悬挂的链条，王同学将它的中点缓慢竖直向上拉动一小段距离，此过程中链条的重力势能 （选填“增大”，“减小”或“不变”）：刘同学将它的中点缓慢竖直向下拉动一小段距离，此过程中链条的重力势能 （选填“增大”，“减小”或“不变”）。
28．（2023高二上·桐梓月考）如图为某同学在荡秋千，秋千上悬挂平板的两绳平行且绳长为，平板运动到最高点时绳子与竖直方向夹角为。已知该同学的质量为且视为重心在平板上，重力加速度为，不计绳子和平板的质量，忽略一切阻力。求：
（1）该同学运动到最低点时的速度大小v；
（2）该同学运动到最低点时的加速度大小；
（3）该同学运动到最低点时每根绳子的拉力大小。
29．（2020高一下·咸阳期末）一小球以一定的初速度从图示的P位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2，圆轨道1的半径为R=1m，圆轨道2的半径是轨道1的1.6倍，小球的质量m=1kg，若小球恰好能通过轨道2的最高点B，重力加速度为g=10m/s2，不计空气阻力，求：
（1）小球在B点时的速率；
（2）小球在轨道1的最高点A时的速率及此时它对轨道的压力。
30．（2022高一下·内江期末）荡秋千是一项民间的传统体育活动。如图，小女孩的质量为30kg，小女孩的重心到秋千悬挂点之间的距离为L，秋千摆动的最大角度为，不计秋千质量，忽略空气阻力，。在整个运动过程中，每根绳子承受的最大拉力为多少？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】功能关系
【解析】【解答】A、重力做功等于重力势能的变化小量，重力做功5J，故重力势能减小5J，故A错误；
B、电场力做功等于电势能的减小量，电场力做功2J，故电势能减小2J，故B错误；
C、合力做功等于动能的变化量量，合力做功等于各个分力做的功，总功为
故动能增大6J，故C正确；
D、除重力外的各个力做的总功等于机械能的变化量，除重力外，电场力做功2J，与克服空气阻力做功l J，故机械能增加1J，故D错误；
故答案为：C。
【分析】重力做功等于重力势能的变化量，电场力做功等于电势能的变化量，合力做功等于动能的变化量，除重力外的各个力做的总功等于机械能的变化量。注意各力做功的正负情况。
2．【答案】B
【知识点】功能关系
【解析】【解答】A． 降落伞打开前，跳伞员在加速降落过程中空气阻力做负功，则机械能减小，故A错误；
BC．跳伞员在下落过程中空气阻力一直做负功，则其机械能一直减小，故B正确，C错误；
D．由平抛运动的特性可知，如果在下落过程中受到水平风的作用 ，即水平方向不是匀速直线运动，则跳伞员不可能做平抛运动，故D错误。
故选B。
【分析】除重力或系统的弹力做功外，其他力对物体做正功，机械能增加，做负功机械能减小，由于空气阻力对跳伞员一直做负功，则其机械能一直减小；平抛运动是具有水平方向初速度且只受重力的作用。
3．【答案】D
【知识点】功能关系；牛顿第二定律；超重与失重
【解析】【解答】A、小球所受向上拉力与重力的大小关系不确定，加速的方向不确定，所以不能判断是超重还是失重，A错误；
B、小球所受拉力与重力的大小无法确定，小球可能向上加速也可能减速，B错误；
C、加速上升动能增加，减速上升动能减小，无法确定，C错误；
D、小球所受拉力做正功，小球机械能增加，D正确；
故答案为：D
【分析】确定竖直向上运动的小球所受拉力和重力的大小关系，才能确定合力的大小方向，才能确定加速度的方向，从而确定运动状态、超失重、动能的变化，向上运动的小球所受拉力向上做正功，小球机械能增加。
4．【答案】B
【知识点】功能关系；能量守恒定律
【解析】【解答】AB．整个过程中，物块所受的摩擦力
大小恒定，摩擦力一直做负功，根据功的定义可得物块克服摩擦力做的功为Wf=μmg 2s=2μmgs
A不符合题意，B符合题意；
CD．向左运动过程中，根据动能定理可知
解得Ep＝0.5mv2 μmgs
CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体和弹簧两个物体组成系统能量守恒，利用能量守恒列方程分析求解即可。
5．【答案】C
【知识点】功能关系
【解析】【解答】重力势能的大小与高度有关，在上升过程中重力势能增大，在下降过程中重力势能减小，
故答案为：C
【分析】根据重力势能表达式分析即可。
6．【答案】D
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】A、能量耗散是能量变成了无法收集利用的内能，能量不会减少，故A错误；
B、能量守恒定律适用于整个自然界，物质能量变化遵循能量守恒定律，故能量耗散遵循能量守恒定律，故B错误；
C、能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，故C错误；
D、能量耗散是一个宏观过程，代表着能量向不可收集利用的方向转化，反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故D正确。
故答案为：D。
【分析】能量守恒定律适用于整个自然界，物质能量变化遵循能量守恒定律。能量既不能凭空产生，也不能凭空消失。
7．【答案】B
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】发电机可以把机械能转化为电能；电动机可以将电能转化为机械能；电饭锅可以把电能转化为热能；电热毯可以把电能转换为热能；
故答案为：B.
【分析】磁场对通电导线有力的作用，即安培力，电动机将电能转化为机械能。
8．【答案】B
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】根据能量守恒定律可得，蓄能电站能给电网补充的电能为，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据能量守恒定律求解此蓄能电站能给电网补充的电能。
9．【答案】C
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】A．重球下摆过程中重力做正功，重力势能减小，所以到最低点时重力势能最小，A不符合题意；
B．重球下摆过程中只有重力做功，所以重球的机械能守恒，B不符合题意；
CD．重球摆动过程中只有重力做功，其机械能守恒，所以重球摆回原处时的速度为0，则重球一定不会撞击该同学，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式，克服摩擦力，做功机械能转化成内能，能量的转移和转化具有方向性。
10．【答案】A
【知识点】动能和势能的相互转化
【解析】【解答】物体在地面附近自由落体运动，只受重力作用，机械能守恒，则物体的重力势能与动能之和保持不变。
故答案为：A。
【分析】自由落体运动不计空气阻力，机械能守恒。机械能包括动能和重力势能。
11．【答案】B
【知识点】功能关系；动能和势能的相互转化；机械能守恒定律
【解析】【解答】运动员进入水中后，受到重力和水的阻力，克服合力做的功等于动能的减小量，故动能减小（F-mg）h，A不符合题意；运动员进入水中后，除重力外，克服阻力做功Fh，故机械能减小Fh，B符合题意，C不符合题意；运动员进入水中后，重力做功mgh，故重力势能减小mgh，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】对物体进行受力分析，合外力对物体做的功为物体动能的改变量，除重力以外的其他力做的功，为物体机械能的改变量，对物体进行受力分析求解即可。
12．【答案】C
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】A.题图甲中，物体A受重力和弹簧弹力作用，弹簧弹力对物体做负功，所以物体A机械能不守恒，A不符合题意；
B.题图乙中，物体B受重力和支持力作用，由于水平面光滑，则物体B沿斜面下滑时，斜面A会向右运动，所以支持力对B做负功，故B的机械能不守恒，B不符合题意；
C.题图丙中，对A、B组成的系统，运动过程中，只有重力和系统内弹力做功，所以A、B系统机械能守恒，C符合题意；
D.题图丁中，小球受重力和橡皮条的拉力，小球下摆的过程中，橡皮条的拉力对小球做负功，所以小球的机械能不守恒，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据机械能守恒条件分析各运动过程研究对象是否机械能守恒。
13．【答案】A
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】不计空气阻力，运动员下落过程中只有重力做功，所以机械守恒，运动员下降过程中重力做正功，重力势能减小，动能增加，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据机械能守恒条件，分析运动员下落过程中的机械能，再根据重力做功的正负判断重力势能和动能的变化。
14．【答案】B,D
【知识点】功能关系
【解析】【解答】小球与弹簧接触后，开始重力大于弹力，加速度向下，做加速运动，随着弹力的增大，加速度减小．当加速度减小到零以后，弹力大于重力，加速度向上，做减速运动到零．A不符合题意，B符合题意．当速度为零，弹簧压缩到最低点，此时合力不为零，加速度不为零．C不符合题意．小球先做加速运动再做减速运动，当加速度为零，即重力与弹簧弹力相等时，速度最大．D符合题意．
故答案为：BD．
【分析】含有弹簧的问题，是高考的热点．关键在于分析小球的受力情况，来确定小球的运动情况，抓住弹力是变化的这一特点．不能简单认为小球一接触弹簧就做减速运动．
15．【答案】B,C
【知识点】功能关系；万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】探月卫星关闭动力后只收到月球的吸引力而逐渐靠近月球表面，此过程为加速过程，A不符合题意。进入圆形轨道之前为椭圆轨道，二者相切与B点，相对于圆轨道，原来的运动在B点为离心运动，所以 ，而对圆形轨道则有 ，可得 ，所以进入环月轨道要减速，B对。在环月轨道运行过程有 ，整理得月球质量 ，C对。由题中条件找不到卫星质量，而且所以的圆周运动公式中卫星质量都消去了，所以无法计算探月卫星受到月球引力大小，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】卫星离地球远近，线速度越大，环绕周期越短，同时动能增加，势能减小，总的机械能减小；卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，结合卫星的轨道半径和周期，根据向心力公式列方程求解月球的质量。
16．【答案】B,C
【知识点】功能关系
【解析】【解答】AB、物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功，功是标量，能量也是标量，A不符合题意，符合题意B；
CD、功是能量转化的量度，单位都是焦耳，但功不是能量，功属于过程量，能量属于状态量，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】功和能都是标量，功是改变能量的途径。
17．【答案】A,B
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】A．能量守恒定律是普遍规律，能量耗散过程中能量也是守恒的，从能量转化的角度反映出自然界中的客观过程具有方向性，A符合题意；
B．能量的转化和转移具有方向性，有些能量耗散到空中无法再次回收和利用，因此能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的，B符合题意；
CD．能量的转化和守恒定律即指能量在转化和转移中总量保持不变，但能量在转化中具有方向性，不能循环利用，所以我们需要节约能源，CD不符合题意；
故答案为：AB。
【分析】能源就是向自然界提供能量转化的物质(矿物质能源，核物理能源，大气环流能源，地理性
能源)，能源是人类活动的物质基础，正确理解能量耗散和能量的转化与守恒即可正确解答。
18．【答案】A,C,D
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】A.能量是守恒的，但能量在转移或转化过程中常伴随着能量耗散，A符合题意；
B.自然界的能量守恒，但是由于可用能源是有限的，故需要节约能源。B不符合题意；
C.能源短缺是指煤炭和石油资源是有限的，以现在的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，所以不可能无限制的利用，C符合题意；
D.合理利用能源时，燃料的生成物容易对空气、土壤、水源造成污染，所以需要注意保护好自然环境，D符合题意；
故答案为：ACD
【分析】能量守恒定律是然界的普遍规律，能量不会消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从一种形式转化到另一种形式。
19．【答案】B,D
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】飞机本身质量就很大，又装有大量燃油，飞行速度又很快，由于动能与物体的质量和速度有关，所以飞机具有很大的动能，同时燃油爆炸后，燃料具有的化学能转化为内能，放出大量的热，BD符合题意，AC不符合题意。
故答案为：BD
【分析】飞机具有很大的速度，所以具有的动能很大，又携带燃油所以爆炸的时候具有的内能也是很大。
20．【答案】A,C
【知识点】动能定理的综合应用；动能和势能的相互转化
【解析】【解答】A．同样的高尔夫球，在月球和地球上被击飞后初速度相同，所以获得的动能相同，加速的过程只有人对球做功，根据动能定理可得人对球做功相同，A符合题意；
B．竖直方向，落地速率，因为月球表面的g小，所以月球上高尔夫球的落地速率也小，B不符合题意；
C．水平方向位移，因为月球表面的g小，所以月球上高尔夫球的水平射程更大，C符合题意；
D．重力做功，因为月球表面的g小，所以月球上高尔夫球的重力做功更少，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用动能定理可以判别人对球做功相等；利用位移公式结合加速度的大小可以比较落地速率的大小；利用位移公式可以比较水平射程的大小；利用重力大小及高度变化可以求出重力做功的大小。
21．【答案】A,B
【知识点】动能定理的综合应用；动能和势能的相互转化
【解析】【解答】A．物体的初动能为0，末速度为v=2m/s，则物体动能增加量为
A符合题意；
BC．重力对物体做的功为
由功能关系可知，物体重力势能增加量为20J，B符合题意，C不符合题意；
D．根据动能定理知，合外力做功等于动能的变化，即
D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】重力做负功，重力势能增加；根据动能定理知，合外力做功等于动能的变化。
22．【答案】A,C
【知识点】功的计算；动能定理的综合应用；动能和势能的相互转化；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．毽子在上升过程中做减速运动，速度逐渐减小，动能逐渐减小，A符合题意；
BD．在运动过程中由于阻力不能忽略，阻力与运动方向相反，故阻力做负功，机械能减小，BD不符合题意；
C．毽子在上升过程中，重力始终做负功，故重力势能增大，C符合题意。
故答案为：AC。
【分析】毽子在上升过程中做减速运动，速度逐渐减小，动能不断减小。运动过程中只有重力做功，所以毽子机械能守恒。毽子上升过程中，高度升高，重力势能变大。
23．【答案】A,B
【知识点】动能；重力势能；机械能守恒定律
【解析】【解答】A.物体的动能增加量，A符合题意；
B.物体的重力势能减少量，B符合题意；
C.由于，因此机械能不守恒，C不符合题意；
D.物体的机械能能减少量，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】由物体运动的初状态动能和末状态动能求出物体动能的增加量；由初状态和末状态的高度差求出重力势能的变化量；根据动能的变化量和重力势能的变化量分析机械能是否守恒，并求出机械能的变化量。
24．【答案】B,D
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】 AB、小球和弹簧组成的系统 ，没有外力做功，故系统机械能守恒，故B正确，对于 小球 ，弹簧对它做负功，小球机械能损失，故A错误；
C、弹簧弹力是变力，故小球做变加速运动，故C错误；
D、刚接触时，弹力最小，之后开始减速，故刚接触时速度最大，故D正确；
故选：BD。
【分析】根据机械能守恒条件和小球运动特征，即可解答。
25．【答案】（1）由题意可知，单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流长度为v0，则单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的质量为
所以单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为
（2）由题意，根据功率的定义可知此风力发电机的发电功率为
【知识点】能量守恒定律
【解析】【分析】（1）根据气流速度和风扇的面积计算单位时间内冲击风扇的空气质量，再根据动能的定义式计算动能大小。
（2）根据能量的转化效率计算动能转化为电能的大小。
26．【答案】（1）解：拉力的功：WF=Fh=200×10=2000J
答：这一过程中拉力对物体所做的功2000J
（2）解：重力的功：WG=﹣mgh=﹣10×10×10=﹣1000J；根据功能关系得：△EP=﹣WG=1000J，得具有的重力势能为1000J
答：物体被提高后具有重力势能增加为1000J
（3）解：由动能定理得，物体在A点的动能：
EK=WG+WF=﹣1000+2000=1000J
答：物体被提高后具有的动能为1000J．
【知识点】功能关系；功的计算
【解析】【分析】根据W=Flcosα求出拉力做的功，根据动能定理求出物体提高后具有的动能．
27．【答案】增大；增大
【知识点】重力势能；动能和势能的相互转化
【解析】【解答】对链条来说，因为无论用手缓慢竖直上拉还是下拉，链条动能不变，手对链条都做正功，则链条的机械能都变大，即链条的重力势能都增大。
【分析】重力势能与物体位置高度和质量有关，高度和质量越大，重力势能就越大。
28．【答案】（1）解：小明从最高点到最低点的过程由机械能守恒得
得
（2）解：向心加速度可表示为
联立解得
（3）解：在最低点由牛顿第二定律可得
解得
【知识点】牛顿第二定律；向心加速度；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）在最高点时，同学的速度为零，再根据机械能守恒定律进行解答即可；
（2）根据牛顿第二定律进行解答即可；
（3）确定该同学在最低点的受力情况，再根据牛顿第二定律进行解答即可。
29．【答案】（1）解：在B点，由重力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得vB=4m/s
（2）解：小球从A到B的过程，由机械能守恒得
解得
在A点，由牛顿第二定律得
得N=30N
由牛顿第三定律知，小球在轨道1上最高点A处对轨道的压力为N′=N=30N
【知识点】牛顿第二定律；匀速圆周运动；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）根据牛顿第二定律可以求出B点的瞬时速率；
（2）根据机械能守恒可以求出A点的速度大小，再结合牛顿第二定律求出对轨道的压力 。
30．【答案】解：当秋千在最低点时绳子拉力最大，设为，设秋千在最低点的速度为，根据牛顿第二定律可得
秋千从最高点到最低点过程中，根据机械能守恒定律可得
联立解得
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【分析】 当秋千在最低点时绳子拉力最大 ， 根据牛顿第二定律和机械能守恒定律列方程求解。
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