6.1能量的多种形式
课时作业（含解析）
1．下列过程中属于内能转化为机械能的是（
）
A．爆竹燃放后腾空飞起
B．人们在阳光下取暖
C．用酒精灯给水加热
D．反复弯折一根铁丝
2．一只乒乓球由高处静止下落撞击地板后又上升，在整个过程中，不考虑空气阻力，乒乓球动能和势能的转化情况是（ ）
A．重力势能→动能→重力势能
B．动能→弹性势能→重力势能
C．动能→弹性势能→动能→重力势能→动能
D．重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能
3．下列对理想斜面实验的理解正确的是（ ）
A．只有在两理想斜面的倾角合适的时候，无初速度下滑的小球才能升高到同样的高度
B．小球从倾角较大的理想斜面无初速度下滑到倾角较小的理想斜面上时，升高的高度可能更高
C．小球从倾角较小的理想斜面无初速度下滑到倾角较大的理想斜面上时，升高的高度可能降低
D．小球从理想斜面的一定高度下滑，假想另一理想斜面的倾角为，则小球将沿该理想斜面一直运动下去
4．下列关于能量转化的说法中正确的是：（ ）
A．电灯主要是将电能转化为机械能
B．电风扇主要是将电能转化为化学能
C．电热水器主要是将电能转化为机械能
D．太阳能热水器主要是将太阳能转化为内能
5．三峡水力发电站是我国最大的水力发电站.三峡水库蓄水后，平均水位落差约为100m，用于发电的水流量约为.如果通过水轮机以后水的动能忽略不计，水流减少的机械能有90%转化为电能，按照以上数据估算，三峡发电站的发电功率最大数量级最接近
A．1010W
B．108W
C．107W
D．105W
6．下列属于机械能向电能转换的是（
）
A．座钟内重锤的下落使指针走动
B．紧急刹车时，汽车轮胎与地面摩擦被烧焦
C．水力发电站正常工作时
D．汽车发动机工作时可以为蓄电池充电
7．摆球在摆动过程中，其摆角会越来越小直至最后停下，这说明（
）
A．能量正在消失
B．动能全部转化为势能了
C．动能消失了，只剩下势能
D．总能量守恒，减少的机械能转化为内能
8．光滑的水平面上放一木块，一颗水平飞行的子弹射入木块且不穿出，则下列说法中正确的是（
）.
A．子弹损失的机械能等于木块增加的机械能
B．子弹损失的机械能等于木块增加的内能
C．子弹损失的机械能等于子弹和木块所增加的内能
D．子弹损失的机械能大于子弹和木块所增加的内能
9．汽车关闭发动机后，沿斜坡匀速下行的过程中，（
）.
A．汽车机械能守恒
B．汽车的动能和势能相互转化
C．汽车的机械能转化为内能，总能量减少
D．机械能逐渐转化为内能，总能量守恒
10．核电站中，下列能量转换过程正确的是（
）.
A．核能→电能
B．核能→内能→电能
C．核能→内能→机械能→电能
D．核能→机械能→内能→电能
11．自由摆动的秋千，摆动的幅度越来越小，这是因为（
）.
A．能量正在消失
B．机械能守恒
C．势能转化为动能
D．总能量守恒，减小的机械能转化为内能
12．小梅同学将能量的转化及常见的例子连线如下，其中出现了错误的是（
）.
A．机械能转化为内能——用磨刀石磨刀
B．内能转化为机械能——暖水瓶瓶盖蹦起
C．电能转化为内能——电炉工作
D．势能转化为动能——向上运动的乒乓球
13．电流通过电饭煲时电能转化为_______能；电流通过洗衣机时电能转化为_______能；电流通过电镀装置时电能转化为_______能.
14．在下列能量转化的过程中，属于机械能向内能转化的是______；属于光能向内能转化的是______；属于内能通过热传递转换为另一个物体的内能的是______.
（1）木工锯木头，锯条温度升高
（2）水在阳光照射下，可以加速蒸发
（3）煤燃烧时，使炉体温度升高
（4）将冰放在温水中，熔化加快
15．在摩擦生热的现象中，_______能转化为_______能，如克服摩擦做了100J的功，就有_______J的_______能转化为_______能.
16．如图所示为某运动员撑杆跳时的四个阶段，请根据你所学过的知识分析这四个阶段中的能量转化情况。
17．有世界“风极”之称的南极大陆，年平均风速v为17~18m/s，若以最小平均风速吹动一个直径d为10m的风车发电，且风车能将20%的风能转化为电能，试求风车的发电功率.（已知空气的密度为）
18．质量为0.8kg的物体从2m高处下落到地面，该物体及周围空气和地面的内能增加了多少？（g取）
参考答案
1．A
【详解】
A．燃放爆竹时，将内能转化为爆竹的机械能，选项A正确；
B．在阳光下取暖，将太阳的内能转移给了人体，选项B错误；
C．用酒锖灯给水加热，将酒精的化学能转化为水的内能，选项C错误；
D．反复弯折铁丝，人对铁丝做功，将机械能转化为内能，铁丝变热，选项D错误。
故选A。
2．D
【详解】
乒乓球由于被举高而具有重力势能，在下落过程中，高度降低，速度增大，重力势能减小，动能增大；在撞击地板的一瞬间，由于乒乓球发生形变，乒乓球的动能转化为乒乓球的弹性势能，乒乓球在恢复原状的过程中，弹性势能又转化为乒乓球的动能，使乒乓球产生一个反方向的速度（如不考虑机械能的损失，则此速度与乒乓球撞击地板前的速度大小相同），向上跳起，在上升过程中，动能又逐渐转化成重力势能，直至动能为零，从下落到反弹上升的全过程中，经历的能量转化过程是重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能。故D正确。
故选D。
3．D
【详解】
ABC．理想斜面是阻力不计的斜面，因此无论两边的斜面的倾角关系如何，无初速度下滑的小球一定能升高到与释放点相同高度的另一斜面上，故ABC错误；
D．当斜面的傾角减小到接近
时，小球仍欲在斜面上上升到同样高度，D选项中的设想是合理的，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】
A．电灯工作时，将电能转化为内能，故A错误；
B．电风扇工作时，消耗电能，主要将电能转化为机械能，故B错误；
C．电热水器工作时，将电能转化为内能，故C错误；
D．太阳能热水器工作时，将电能转化为内能，故D正确。
故选D。
5．A
【分析】
本题考查能量转化及功率的相关计算。
【详解】
平均水位落差约为100m，单位时间内到达水轮机处水流的机械能为
机械能有90%转化为电能，所以发电功率
所以A正确，BCD错误；
故选A。
6．C
【解析】
【详解】
A.座钟内重锤的下落使指针走动，是重锤机械能转变成了指针的机械能；故A错误；
B.紧急刹车时，汽车轮胎与地面摩擦被烧焦，是机械能转变成了内能；故B错误；
C.水力发电站正常工作时，是机械能转变成电能；故C正确；
D.汽车发动机工作时可以为蓄电池充电，是化学能转变成电能；故D错误；
故选择：C；
7．D
【解析】
【详解】
根据能量守恒定律可知，摆球摆动过程中总能量是守恒的，减小的机械能转化为内能；
A．能量正在消失，与结论不相符，选项A错误；
B．动能全部转化为势能了，与结论不相符，选项B错误；
C．动能消失了，只剩下势能，与结论不相符，选项C错误；
D．总能量守恒，减少的机械能转化为内能，与结论相符，选项D正确；
故选D.
8．D
【详解】
根据能量守恒得：子弹减少的机械能等于木块增加的机械能与系统增加的内能之和，故子弹损失的机械能大于子弹与木块增加的内能，大于木块增加的机械能；
A．子弹损失的机械能等于木块增加的机械能，与结论不相符，选项A错误；
B．子弹损失的机械能等于木块增加的内能，与结论不相符，选项B错误；
C．子弹损失的机械能等于子弹和木块所增加的内能，与结论不相符，选项C错误；
D．子弹损失的机械能大于子弹和木块所增加的内能，与结论相符，选项D正确；
故选D。
9．D
【详解】
汽车匀速下滑过程，受重力、支持力和摩擦力，加速度为零，合力为零；动能不变，重力势能减小，故机械能减小，通过克服摩擦力做功，机械能逐渐转化为内能，总能量守恒；
A．汽车机械能守恒，与结论不相符，选项A错误；
B．汽车的动能和势能相互转化，与结论不相符，选项B错误；
C．汽车的机械能转化为内能，总能量减少，与结论不相符，选项C错误；
D．机械能逐渐转化为内能，总能量守恒，与结论相符，选项D正确；
故选D。
10．C
【详解】
根据核电站的发电过程可知，核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能。
A．核能→电能，与结论不相符，选项A错误；
B．核能→内能→电能，与结论不相符，选项B错误；
C．核能→内能→机械能→电能，与结论相符，选项C正确；
D．核能→机械能→内能→电能，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
11．D
【详解】
A．能量只能转化或转移，不会消失，故A错误。
BCD．自由摆动的秋千，摆动的幅度越来越小，说明秋千在运动中受到了空气阻力作用，故机械能将减小，转化为内能，由能量守恒可知，总能量是守恒的，故BC错误，D正确；
故选D。
12．D
【详解】
A.用磨刀石磨刀，是利用做功的方法改变物体的内能，使机械能转化为内能，故A正确不符合题意；
B.
暖水瓶瓶盖蹦起是由于瓶内的水蒸气对瓶盖做功，水蒸气的内能转化为瓶盖的机械能，故B正确不符合题意；
C.
电炉是利用电流的热效应来工作的，将电能转化为内能，故C正确不符合题意；
D.
乒乓球球向上运动时，速度减小，高度增加，是动能转化为重力势能，故B错误符合题意；
13．内
机械
化学
【详解】
[1][2][3]
电流通过电饭煲时电能转化为内能，电流通过洗衣机时电能转化为机械能，电流通过电镀装置时电能转化为化学能。
14．（1）
（2）
（4）
【详解】
[1]．属于机械能向内能转化的是：（1）木工锯木头，锯条温度升高；
[2]．属于光能向内能转化的是：（2）水在阳光照射下，可以加速蒸发；
[3]．属于内能通过热传递转换为另一个物体的内能的是：（4）将冰放在温水中，熔化加快。
15．机械
内
100
机械
内
【详解】
[1][2][3][4][5]
在摩擦生热的现象中机械能转化为内能，根据能量守恒可知，克服摩擦做了100J的功，就有100
J的机械能转化为内能。
16．见解析
【详解】
运动员在助跑阶段，身体中的化学能转化为运动员和杆的动能；撑竿起跳过程中，开始时运动员的动能和身体中的化学能转化为运动员的重力势能和杆的弹性势能；然后杆的弹性势能转化为运动员的重力势能，使运动员上升到横杆以上的高度；越过横杆后，运动员的重力势能转化为动能。
17．49.8kW
【详解】
以最小平均风速吹动一个直径为10m的风车发电，在时间t内，一个直径为10m的长度为vt的沿风速方向的柱体的20%风能转化为电能，根据能量守恒定律，有：
其中：
风车的发电功率：
联立解得：
18．16J
【详解】
物体落到地面时，机械能转化为周围空气和地面的内能，则该物体及周围空气和地面的内能增加了：6.2能量的转化与守恒
课时作业（含解析）
1．固定斜面的倾角θ=，物体A与斜面之间的动摩擦因数，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4kg，B的质量为2kg，初始时物体A到C点的距离为L=1m，现给A、B一初速度v0=3m/s，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。已知重力加速度取g=10m/s2，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（ ）
A．物体A向下运动到达C点前加速度大小为2.5m/s2
B．物体A向下运动刚到达C点时的速度大小为4m/s
C．弹簧的最大压缩量为0.4m
D．弹簧的最大弹性势能为6J
2．如图所示，物体P、Q用轻绳连接后跨过定滑轮，物体P放在倾角为的长木板上，用手按住P，使P、Q处于静止状态。P的质量m，Q离地面的高度为H，现由静止释放P。若Q的质量为m，Q落地后P还能再上升的最大距离为s1；若Q的质量为2m，Q落地后P还能再上升的最大距离为s2。已知Q落地后不反弹，不计滑轮处的摩擦，sin=0.6。则下列说法中正确的是（ ）
A．若长木板光滑，则s2等于
B．若长木板粗糙，则s2小于
C．若长木板粗糙，到Q落地前瞬间，两次运动过程中P、Q系统损失的机械能相同
D．若长木板粗糙，直到稳定时，P、Q系统减少的重力势能等于P克服摩擦力做的功
3．如图所示，水平轻弹簧左端固定在竖直墙上，处于原长时右端位于O点。有一质量为m的小物块与弹簧右端在O点接触但不拴接，水平地面粗糙。现对物块施加水平向左的恒力F0，物块向左运动至最远点P点时立即撤去F0，结果物块恰好返回O点静止。已知OP=x0，重力加速度为g，则（ ）
A．物块与水平面摩擦力因数
B．物块在O点向左运动时的加速度大小为
C．物块在P点时刻，弹簧的弹性势能为
D．物块向左运动速度最大的位置与返回向右运动速度最大的位置不在同一点
4．质量为的木块放在光滑水平面，质量为的子弹（可视为质点）以速度沿水平面射入木块，最终与木块以速度运动。已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离为，子弹射入深度为，若木块对子弹的阻力视为恒力，则下列关系中正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
5．如图所示，质量为M的木块静止在光滑的水平面上。质量为m的子弹以速度v0沿水平射中木块，并最终留在木块中，与木块一起以速度v运动。已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L，子弹进入木块的深度为s。若木块对子弹的阻力f视为恒定，则下列关系式中正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示，水平粗糙滑道AB与竖直面内的光滑半圆形导轨BC在B处平滑相接，导轨半径为R。一轻弹簧的一端固定在水平滑道左侧的固定挡板M上，弹簧自然伸长时另一端N与B点的距离为L。质量为m的小物块在外力作用下向左压缩弹簧（不拴接）到某一位置P处，此时弹簧的压缩量为d。由静止释放小物块，小物块沿滑道AB运动后进入半圆形轨道BC，且刚好能到达半圆形轨道的顶端C点处，已知小物块与水平滑道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，小物块可视为质点，则（ ）
A．小物块在C点处的速度刚好为零
B．当弹簧的压缩量为时，小物块速度达到最大
C．小物块刚离开弹簧时的速度大小为
D．刚开始释放物块时，弹簧的弹性势能为
7．一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出。对于这一过程，下列说法正确的是（ ）
A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能
B．子弹减少的动能等于木块增加的动能和子弹增加的内能
C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和
D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和
8．以下对有关情景描述符合物理学实际的是（ ）
A．能量是是守恒的，所以我们不需要节约能源
B．汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力大于汽车重力
C．绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的宇航员处于平衡状态
D．火车轨道在弯道处应设计成外轨高内轨低
9．某地强风的风速约为，空气的密度为，如果把通过横截面积S的风的动能完全转化为电能，则用上述已知量计算电功率的公式为（ ）
A．
B．
C．
D．
10．物体由地面以120J的初动能竖直向上抛出，当它从抛出点至上升到某一点A的过程中，动能减少40J，机械能减少10J。设空气阻力大小不变，以地面为零势能面，则物体（ ）
A．落回到地面时机械能为70J
B．到达最高点时机械能为80J
C．从最高点落回地面的过程中重力做功为60J
D．从抛出到落回地面的过程中克服摩擦力做功为60J
11．如图，长木板A放在光滑的水平桌面上，物体B（可视为质点）静止在长板上的中点，A通过跨过光滑定滑轮的轻绳与物体C连接，C的下面通过轻绳连接物体D。A长L=8m，A、B、C、D质量均为m=1kg，B与A之间的动摩擦因数μ
=
0.4，所有轻绳均不可伸长，木板到定滑轮足够远，D离地面足够高。将A从静止开始释放，同时B以v=6m/s的初速度向右运动。重力加速度g取10m/s2。求：
(1)A开始运动时的加速度大小；
(2)B在A上滑行的过程中距离A右端的最小距离；
(3)若B在A上滑行t=0.8s时，C和D间的轻绳突然断裂，求B在A上滑行的整个过程中，系统产生的内能。
12．如图所示，粗糙斜面与光滑水平通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接，斜面倾角α=37°，A、B是两个质量均为m=1kg的小滑块(可看作质点)，C为左端附有胶泥的薄板(可移动且质量不计)，D为两端分别连接B和C的轻质弹簧．当滑块A置于斜面上且受到大小为F=4N、方向垂直于斜面向下的恒力作用时，恰能沿斜面向下匀速运动．现撤去F，让滑块A从斜面上距斜面末端L=1m处由静止下滑．(取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求滑块A到达斜面末端时的速度大小
(2)滑块A与C(原来C、B、D处于静止状态)接触后粘连在一起，求此后两滑块和弹簧构成的系统在相互作用过程中弹簧的最大弹性势能和滑块B的最大动能分别是多少?
13．如图所示、是两块完全相同的长为1
m的木板，静止在光滑水平地面上，木板的右端与的左端相距，物块(可视为质点)静止在的右端．用的水平向右恒力作用于木板上使其从静止开始运动．一段时间后，与碰撞，碰撞时间极短，碰撞瞬间，作用在木板上的水平力撤除，木板和碰撞粘在一起．已知物块质量为2kg，木板、的质量均为1
kg，物块与、之间的动摩擦因数均为，重力加速度g取．求:
（1）物体、、最终的速度大小;
（2）若要使碰撞后，停在木板上，则的取值范围．
14．如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道CDE在竖直平面内与光滑水平轨道AC相切于C点，水平轨道AC上有一轻质弹簧处于自由状态，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧的右端B与轨道最低点C的距离为4R。现用一个质量为m的小球将弹簧压缩（不栓接），当压缩至F点（图中未画出）时，将小球由静止释放，小球经过BCDE轨道抛出后恰好落在B点，已知重力加速度为g，求
(1)小球经过E点时，轨道对它弹力大小；
(2)弹簧被压至F点时具有的弹性势能；
(3)若水平轨道BC段有摩擦，小球仍从F点静止释放，要使小球能滑上半圆形CDE轨道且不脱轨，求小球与BC段动摩擦因数的取值范围。
15．竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块B静止于水平轨道的最左端，如图（a）所示．t=0时刻，小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与B发生弹性碰撞（碰撞时间极短）；当A返回到倾斜轨道上的P点（图中未标出）时，速度减为0，此时对其施加一外力，使其在倾斜轨道上保持静止．物块A运动的v-t图像如图（b）所示，图中的v1和t1均为未知量．已知A的质量为m，初始时A与B的高度差为H，重力加速度大小为g，不计空气阻力．
（1）求物块B的质量；
（2）在图（b）所描述的整个运动过程中，求物块A克服摩擦力所做的功；
（3）已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等，在物块B停止运动后，改变物块与轨道间的动摩擦因数，然后将A从P点释放，一段时间后A刚好能与B再次碰上．求改变前面动摩擦因数的比值．
16．为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ（设μ为定值），某同学经查阅资料知：一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为L至恢复到原长过程中，弹力所做的功为．于是他设计了下述实验：
第一步，如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，弹簧处于原长时另一端在位置B，使滑块紧靠弹簧将其压缩至位置A，松手后滑块在水平桌面上运动一段距离，到达位置C时停止．
第二步，将滑块挂在竖直放置的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态．
请回答下列问题：
（1）你认为，该同学需用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示）：
____________________________________和____________________________________．
（2）用测得的物理量表示滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ的计算式：μ=____________．
参考答案
1．ACD
【详解】
A．物体A沿斜面向下运动时，B向上做运动，两者加速度大小相等，以AB整体为研究对象，根据牛顿第二定律得
代入数据解得
即加速度大小为2.5m/s2，故A正确；
B．由公式得
故B错误；
CD．设弹簧的最大压缩量为x，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点，整个过程中，弹簧的弹力和重力对A做功均为零。设A的质量为mA，B的质量为mB，根据动能定理得
代入数据解得
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
因为
所以
故CD正确。
故选ACD。
2．AC
【详解】
A．若长木板光滑，若Q的质量为m，由机械能守恒定律有
P上升过程中有
解得
同理若Q的质量为2m，有
P上升过程中有
解得
则s2等于，故A正确；
B．若长木板粗糙，若Q的质量为m，则有
P上升过程中有
若Q的质量为2m，则有
P上升过程中有
联立解得
故B错误；
C．若长木板粗糙，到Q落地前瞬间，两次运动过程中P、Q系统损失的机械能都为P克服摩擦力做的功即为，故C正确；
D．由能量守恒可知，若长木板粗糙，直到稳定时，P、Q系统减少的重力势能等于P克服摩擦力做的功与系统增加的动能，故D错误。
故选AC。
3．AC
【详解】
A．物块从O点到O点的过程中，根据动能定理可得
解得
A正确；
B．物块在O点向左运动时刻，根据牛顿第二定律得
结合
解得加速度大小为
故B错误；
C．根据能量守恒知全过程满足
物块在P点时刻，弹簧的弹性势能Ep，则
联立解得
C正确；
D．物块向左运动速度最大时合力为零，则有
返回向右运动速度最大合力为零，则有
结合
得
即物块向左运动速度最大的位置与返回向右运动速度最大的位置在同一点，D错误。
故选AC。
4．ACD
【详解】
AB．以木块为研究对象，根据动能定理得，子弹对木块做功等于木块动能的增加，即
故A正确，B错误；
C．以系统为研究对象，根据能量守恒定律得
故C正确；
D．以子弹为研究对象，根据动能定理得
变形得
故D正确。
故选ACD。
5．ACD
【详解】
A．对木块，由牛顿第三定律和动能定理可知
A正确；
BC．子弹在木块中深度为，此过程中子弹和木块摩擦产生的内能有
B错误，C正确；
D．对子弹，子弹由射入木块到相对木块静止，据动能定理可知
整理得
D正确。
故选ACD。
6．C
【详解】
A．因为小物块刚好能到达半圆形轨道的顶端C点处，故在C点处由重力提供向心力，有
得到
故A错误；
B．小物块合力为零时，速度最大，则有
可得小物块速度最大时，弹簧的压缩量为
故B错误；
C．设小物块刚离开弹簧时的速度大小为v，小球从N点到C点的过程中，由动能定理
解得
故C正确；
D．从物块刚开始释放至达到C点，根据能量守恒可得
故D错误。
故选C。
7．D
【详解】
子弹射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减少，木块获得动能，同时产生内能，且系统产生的内能在数值上等于系统机械能的损失。
AC．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能与系统产生的内能之和，故A错误，C错误；
BD．整个过程中子弹和木块重力势能不变，故子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和，故B错误，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．能量虽然是守恒的，但是能利用的能源越来越少，所以我们需要节约能源，选项A错误；
B．汽车通过拱形桥最高点时，加速度向下，处于失重状态，则汽车对桥的压力小于汽车重力，选项B错误；
C．绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的宇航员做匀速圆周运动，不是平衡状态，选项C错误；
D．火车轨道在弯道处应设计成外轨高内轨低，目的是减小车轮对轨道的侧向压力，选项D正确。
故选D。
9．C
【详解】
ABCD．风能转变为电能，由能量守恒定律得
其中
联立解得
ABD错误C正确。
故选C。
10．D
【详解】
物体以120J的初动能竖直向上抛出，做竖直上抛运动，向上运动的过程中重力和阻力都做负功，当上升到某一高度时，动能减少了40J，而机械能损失了10J。根据功能关系可知：合力做功为，空气阻力做功为，对从抛出点到A点的过程，根据功能关系
得
当上升到最高点时，动能为零，动能减小120J，设最大高度为H，则有
解得
即机械能减小30J，在最高点时机械能为
即上升过程机械能共减少了30J；当下落过程中，由于阻力做功不变，所以机械能又损失了30J，故整个过程克服摩擦力做功为60J，则该物体落回到地面时机的机械能为60J，从最高点落回地面的过程中重力做功等于最高点具有的机械能，故重力做功为90J，故ABC错误，
D正确。
故选D。
【点睛】
物体以一定的初动能竖起上抛运动，由于阻力使得过程中有机械能损失。从而利用动能定理求出上升过程中阻力做的功，因为阻力恒定，所以再由动能定理可求出当回到出发点时动能。
11．(1)8m/s2；(2)2.5m；(3)6.56J
【详解】
(1)木板A开始运动时，对A
对C、D有
解得
aA=8m/s2
(2)木板A开始运动时，对B
解得
aB=－4m/s2
设经过时间t1二者速度相等
v1=v+aBt1=aAt1
代入数据解
t1=0.5s，v1=4m/s
此后，假设物体A、B相对静止，对ABCD有
2mg=4ma
对B
f=ma
解得
f=5N>μmg=4N
故假设不成立，B开始相对A向左滑动，此时B距A右端的距离最小
(3)0.5s～0.8s，B开始相对A向左滑动，B的加速度
ACD的加速度
0.8s时，B的速度
A的速度
CD间细绳断开后，B的加速度
AC的加速度
设CD间细绳断开后再经过t2时间AB速度相等，大小为v2
解得
t2=0.4s，v2=6.8m/s
此后AB相对静止，一起向右运动，0.5s前B相对A的运动路程
0.5s后B相对A的运动路程
系统产生的内能
12．(1)
m/s(2)
J，J
【详解】
解：(1)施加恒力F时，根据平衡条件有：①
未施加力F时，根据动能定理有：②
联立并代入数据，解得m/s③
(2)滑块A与C接触后，A、B、C、D组成的系统动量守恒，能量守恒
所以当A、B具有共同速度时，系统的动能最小，弹簧的弹性势能最大，设为
根据动量守恒定律有：
④
根据能量守恒定律有：⑤
联立并代入数据，解得J⑥
滑块A与C接触后，组成的系统动量守恒，能量守恒，当弹簧由压缩状态恢复原长过程中始终对B做正功，所以弹簧原长时B动能最大
根据动量守恒定律有：⑦
根据能量守恒定律有：⑧
联立并代入数据，解得m/s⑨
所以滑块B的最大动能J⑩
13．（1）物体、、最终共速，速度为
（2）
【详解】
（1）木板B从静止开始运动到与C碰前瞬间的过程，由动能定理得：
…………①
解得：
…………②
B与C碰撞过程，时间极短，内力极大，对B、C组成的系统动量守恒有：
…………③
解得：
…………④
之后A受摩擦而加速，B、C受摩擦而减速，
A、B、C共速时，对A、B、C组成的系统动量守恒有：
…………⑤
解得：
…………⑥
设A相对于木板滑动的距离为x，则有：
…………⑦
计算可得，x=0.3m<1m…………⑧
故A最终在木板上，与B、C共速，速度大小为．
（2）设要使碰撞后，A停在B木板上的右侧，F的大小为F1
根据动能定理：
…………⑨
根据动量守恒：
…………⑩
…………?
根据能量守恒
…………?
联立⑨-?得：
F1=20N
设要使碰撞后，A停在B木板上的左侧，F的大小为F2
根据动能定理：
…………?
根据动量守恒，BC碰撞的瞬间：
…………?
根据动量守恒，A滑动到B木板右端时，
…………?
根据能量守恒：
…………?
联立?-?各式得：
F2=40N
综上两种情况，则F的取值范围
14．(1)3mg；(2)4mgR；(3)或
【详解】
(1)小球从E点开始做平抛运动，由平抛运动规律得
联立解得
在E点由牛顿第二定律有
得
(2)小球由静止释放到最高点E，由机械能守恒定律可得
联立解得
(3)要使小球能滑上半圆形轨道且不脱轨，则有①小球从静止释放到圆弧最低点C，由能量守恒得
得
②小球从静止释放到圆弧中间处D，由能量守恒得
得
③若小球刚好通过最高点E，则有
得
小球从静止释放到圆弧最高点E，由能量守恒得
联立解得
综上所述，μ的取值范围是
或
15．（1）3m
（2）
（3）
【详解】
（1）物块A和物块B发生碰撞后一瞬间的速度分别为、，弹性碰撞瞬间，动量守恒，机械能守恒，即：
联立方程解得：；
根据v-t图象可知，
解得：
（2）设斜面的倾角为，根据牛顿第二定律得
当物块A沿斜面下滑时：，由v-t图象知：
当物体A沿斜面上滑时：，由v-t图象知：
解得：；
又因下滑位移
则碰后A反弹，沿斜面上滑的最大位移为：
其中为P点离水平面得高度，即
解得
故在图（b）描述的整个过程中，物块A克服摩擦力做的总功为：
（3）设物块B在水平面上最远的滑行距离为，设原来的摩擦因为为
则以A和B组成的系统，根据能量守恒定律有：
设改变后的摩擦因数为，然后将A从P点释放，A恰好能与B再次碰上，即A恰好滑到物块B位置时，速度减为零，以A为研究对象，根据能量守恒定律得：
又据（2）的结论可知：，得：
联立解得，改变前与改变后的摩擦因素之比为：．
16．弹簧被压缩的长度x1，滑块滑行的总距离s
；
弹簧悬挂滑块时伸长的长度x2；
【详解】
（1）[1][2]测出AB间距离x1， AC间距离L；滑块挂在竖直放置的弹簧下静止时弹簧的伸长x2
（2）[3]该过程中，物体运动克服摩擦力做功，消耗弹性势能，即弹簧弹力做的正功等于克服摩擦力做功，所以要求弹簧弹力做功的大小，根据W=kx2，需要测量弹簧的形变量，即原长和压缩后的长度的差值，需要测量弹簧的劲度系数，可以根据弹簧挂物体时处的平衡状态求出劲度系数，
在整个过程中根据功能关系有
kx2=μmgs
所以要测量物体滑行的距离s
μ=
