湖北省宜昌市高中物理第七章机械能十一功能关系能量守恒定律与能源练习(无答案)2
高中物理第七章机械能十一功能关系能量守恒定律与能源练习新人教必修
练习十一功能关系能量守恒定律与能源1．一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．子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于木块增加的内能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2．已知货物的质量为m，在某段时间内起重机将货物以a的加速度升高h，则在这段时间内叙述正确的是（重力加速度为g）（）A.货物的动能一定增加mah-mghB.货物的机械能一定增加mahC.货物的重力势能一定增加mahD.货物的机械能一定增加mah+mgh3．如图所示，滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态。
现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中，拉力F做了10J的功。
上述过程中（）A.弹簧的弹性势能增加了10JB.滑块的动能增加了10JC.滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10JD.滑块和弹簧组成的系统机械能守恒4．图示为某探究活动小组设计的节能运输系统，斜面轨道倾角为30°，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为63,木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程，下列选项正确的是（）A．m=M B．m=2MC．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度D．在木箱与货物从顶端滑到最低点过程中减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能5．如图所示，由电动机带动的水平传送带以速度为v=2.0m/s匀速运行，A端上方靠近传送带料斗中装有煤，打开阀门，煤以流量为Q=50kg/s落到传送带上，煤与传送带达共同速度后被运至B端，在运送煤的过程中，下列说法正确的是（）A．电动机应增加的功率为100WB．电动机应增加的功率为200WC．在一分钟内因煤与传送带摩擦生的热为6.0×103JD．在一分钟内因煤与传送带摩擦生的热为1.2×104J6．一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端，已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定，若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则图中可能正确的是（）7．一小物体以100J的初动能滑上斜面，当动能减少80J时，机械能减少了32J，则当物体滑回原出发点时动能为多少？8．如图所示，A、B、C质量分别为m A=0.7kg,m B=0.2kg,m C=0.1kg。
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练习十一功能关系能量守恒定律与能源1．一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．子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于木块增加的内能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2．已知货物的质量为m，在某段时间内起重机将货物以a的加速度升高h，则在这段时间内叙述正确的是（重力加速度为g）（）A.货物的动能一定增加mah-mghB.货物的机械能一定增加mahC.货物的重力势能一定增加mahD.货物的机械能一定增加mah+mgh3．如图所示，滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态。
现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中，拉力F做了10J的功。
上述过程中（）A.弹簧的弹性势能增加了10JB.滑块的动能增加了10JC.滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10JD.滑块和弹簧组成的系统机械能守恒4．图示为某探究活动小组设计的节能运输系统，斜面轨道倾角为30°，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为63,木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程，下列选项正确的是（）A．m=M B．m=2MC．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度D．在木箱与货物从顶端滑到最低点过程中减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能5．如图所示，由电动机带动的水平传送带以速度为v=2.0m/s匀速运行，A端上方靠近传送带料斗中装有煤，打开阀门，煤以流量为Q=50kg/s落到传送带上，煤与传送带达共同速度后被运至B端，在运送煤的过程中，下列说法正确的是（）A．电动机应增加的功率为100WB．电动机应增加的功率为200WC．在一分钟内因煤与传送带摩擦生的热为6.0×103JD．在一分钟内因煤与传送带摩擦生的热为1.2×104J6．一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端，已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定，若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则图中可能正确的是（）7．一小物体以100J的初动能滑上斜面，当动能减少80J时，机械能减少了32J，则当物体滑回原出发点时动能为多少？8．如图所示，A、B、C质量分别为m A=0.7kg,m B=0.2kg,m C=0.1kg。
2020_2021学年高中物理第七章机械能守恒定律10能量守恒定律与能源课后作业含解析新人教版必修2
能量守恒定律与能源限时：45分钟一、单项选择题1．出行是人们工作生活中必不可少的环节，出行的工具五花八门，使用的能源也各不相同．自行车、电动自行车、普通汽车消耗能量的类型分别是( B )①生物质能②核能③电能④太阳能⑤化学能A．①④⑤B．①③⑤C．①②③D．①③④解析：人骑自行车是将生物质能转化为机械能；电动自行车是将蓄电池的电能转化为机械能；普通汽车是将汽油的化学能转化为机械能，所以B选项正确．2．能源短缺和环境恶化指的是( D )①煤炭和石油的开采与技术有关，在当前技术条件下，煤炭和石油的开采是有限的，这叫能源短缺．②煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，这叫能源短缺．③煤炭和石油具有很大的气味，在开采、存放和使用过程中这些气味会聚集在空气中污染空气，使环境恶化．④大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气，改变了大气成分，使环境恶化．A．①③B．①④C．②③D．②④解析：煤炭和石油都是由几亿年以前的生物遗体形成的，这些能源不能再次生成，也不可重复使用，它们的储量是有限的，并不是取之不尽、用之不竭的，这就是所讲的能源短缺，②正确；能源在使用时会排出有害气体，污染空气，这就是所讲的环境恶化，④正确．故D 正确．3．如图所示，一个粗细均匀的U 形管内装有同种液体，液体质量为m .在管口右端用盖板A 密闭，两边液面高度差为h ，U 形管内液体的总长度为4h ，拿去盖板，液体开始运动，由于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，则该过程中产生的内能为( A )A.116mgh B.18mgh C.14mgh D.12mgh 解析：去掉右侧盖板之后，液体向左侧流动，最终两侧液面相平，液体的重力势能减少，减少的重力势能转化为内能．如图所示，最终状态可等效为右侧12h 的液柱移到左侧管中，即增加的内能等于该液柱减少的重力势能，则Q ＝18mg ·12h ＝116mgh ，故A 正确．4．如图所示，质量为m 的物块从A 点由静止开始下落，加速度是12g ，下落H 到B 点后与一轻弹簧接触，又下落h 后到达最低点C ，在由A 运动到C 的过程中，空气阻力恒定，则( D )A ．物块机械能守恒B ．物块和弹簧组成的系统机械能守恒C ．物块机械能减少12mg (H ＋h )D ．物块和弹簧组成的系统机械能减少12mg (H ＋h )解析：因为下落加速度是12g ，所以有阻力做功且阻力大小F f ＝12mg ，机械能不守恒，A 、B 错；下落(H ＋h )过程中，阻力做功WF f ＝－F f (H ＋h )，所以物块和弹簧组成的系统机械能减少12mg (H ＋h )．5．如图所示，在水平地面上平铺着n 块砖，每块砖的质量为m ，厚度为h .如果工人将砖一块一块地叠放起来，那么工人至少做功( B )A ．n (n －1)mghB.12n (n －1)mgh C ．n (n ＋1)mghD.12n (n ＋1)mgh解析：本题关键在于分析各块砖的重心位置变化情况，从而找出n 块砖的重力势能变化．把n 块砖看作一个整体，其总质量是M ＝nm ，以地面为零势能面，n 块砖都平放在地上时，其重心都在h 2高处，所以n 块砖的初始重力势能为E 1＝nmgh2.当n 块砖叠放在一起时，其总高度为H ＝nh ，其总的重心位置在H 2＝nh2处，所以末态重力势能为E 2＝nmg H 2＝n 2mgh2，人做的功至少等于重力势能的增量，即W ＝ΔE p ＝E 2－E 1＝n n －1mgh 2.二、多项选择题6．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( AB )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解析：由F －mg ＝2mg ，得拉力F ＝3mg ，机械能的增加量等于拉力F 做的功，即W f ＝Fh ＝3mgh ，A 对，D 错．重力势能的增加量等于克服重力做的功mgh ，B 对．动能的增加量等于合力做的功，即W 合＝m ·2g ·h ＝2mgh ＝23Fh ，C 错．7．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v 0，小球落到地面时的速度大小为2v 0.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中，下列说法正确的是( AB )A ．小球克服空气阻力做的功小于mghB ．重力对小球做的功等于mghC ．合外力对小球做的功小于mv 20D ．合外力对小球做的功等于mv 20解析：由题意可知，小球落地时的速度比抛出时大，即从抛出到落地的过程中，动能变大了．根据动能定理W 合＝ΔE k ，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W G ＝mgh ，所以A 、B 正确．从抛出到落地的过程中，合外力做的功等于小球动能的变化量，即W 合＝12m (2v 0)2－12mv 20＝32mv 20>mv 20，故C 、D 均错．8．如图所示，一块长木板B 放在光滑水平面上，B 上放一粗糙物体A .现以恒力F 拉B ，A 在B 上滑动但未滑离B ，以地面为参考系，A 、B 都前移了一段距离，在此过程中( BD )A ．外力F 做的功等于A 和B 的动能的增量 B ．B 对A 的摩擦力所做的功，等于A 的动能的增量C ．A 对B 的摩擦力所做的功，等于B 对A 的摩擦力所做的功D ．外力F 对B 做的功等于B 的动能的增量与B 克服摩擦力所做的功之和解析：A 所受的合力即为B 给A 的摩擦力，由动能定理可知B 正确；A 、B 间有一对相互作用的摩擦力，尽管两摩擦力等大，但A 、B 相对于地面的位移不相等，故两个摩擦力做的功也不相等，故C 错误；对B 物体，由动能定理有W F －W f ＝ΔE k B ，D 正确；而对于选项A ，正确的说法是外力F 做的功等于A 和B 动能的增量加上系统内能的增量，A 错误．三、非选择题9．电动车所需能量由它所携带的蓄电池供给．下图为某类电动车与汽油车性能的比较．通常车用电动机的质量是汽油机的4倍或5倍．为促进电动车的推广使用，在技术上主要应对电动车的蓄电池、电动机等部件加以改进．给电动车蓄电池充电的能量实际上来自于发电站，一般发电站燃烧燃料所释放出来的能量仅30%转化为电能，在向用户输送及充电过程中又损失了20%，这意味着使用电动车时能量转化的总效率约为16.8%.解析：从题图中可以看出电动车每千克蓄能物质所储存的能量和充一次电能行驶的距离均远小于汽油车，因此应对蓄电池加以改进．另外，电动车的效率也不是很高，所以也可对电动机进行改进．设发电站消耗的能量为E0，电动车输出的机械能为E，由题意可知使用电动车时能量转化的总效率为η＝EE0＝E0×30%×80%×70%E0×100%＝16.8%.10．如图所示，斜面的倾角为θ，质量为m的滑块距挡板P的距离为x0，滑块以初速度v0沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力．若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求滑块经过的总路程．答案：1μ(v202g cos θ＋x0tan θ)解析：滑块最终要停在斜面底部，设滑块经过的总路程为s，对滑块运动的全程应用能量守恒定律，全程所产生的热量为Q ＝12mv 20＋mgx 0sin θ又因为全程产生的热量等于克服摩擦力所做的功，即Q ＝μmgs cos θ解以上两式可得s ＝1μ(v 202g cos θ＋x 0 tan θ)．11．如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M 的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m 的小铁块无初速度地轻放到长木块右端，小铁块与长木块间的动摩擦因数为μ，当小铁块在长木块上相对长木块滑动L 时与长木块保持相对静止，此时长木块对地的位移为l ，求这个过程中：(1)系统产生的热量； (2)小铁块增加的动能； (3)长木块减少的动能； (4)系统机械能的减少量．答案：(1)μmgL (2)μmg (l －L ) (3)μmgl (4)μmgL 解析：画出这一过程两物体位移示意图，如图所示．(1)m、M间相对滑动的位移为L，根据能量守恒定律，有Q＝μmgL，即摩擦力对系统做的总功等于系统产生的热量．(2)根据动能定理有μmg(l－L)＝12mv2－0，其中(l－L)为小铁块相对地面的位移，从上式可看出ΔE km＝μmg(l－L)，说明摩擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增加量．(3)摩擦力对长木块做负功，根据功能关系，得ΔE k M＝－μmgl，即长木块减少的动能等于长木块克服摩擦力做的功μmgl.(4)系统机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的功ΔE＝μmgL.12．如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A、B两点间的距离为l ＝5 m，传送带在电动机的带动下以v＝1 m/s的速度匀速运动，现将一质量为m＝10 kg 的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物块与传送带之间的动摩擦因数μ＝32，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：(g取10 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)小物块轻放在传送带上时，受力分析如图所示．根据牛顿第二定律得 沿斜面方向：μmg cos θ－mg sin θ＝ma ，可知，小物体上升的加速度为a ＝2.5 m/s 2.当小物体的速度为v ＝1 m/s 时，位移x ＝v 22a＝0.2 m.然后小物体将以v ＝1 m/s 的速度完成4.8 m 的路程，由功能关系得：W ＝ΔE p ＋ΔE k＝mgl sin θ＋12mv 2＝255 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v ＝at 得t ＝va＝0.4 s.相对位移x ′＝vt －12at 2＝0.2 m ，因摩擦产生的热量Q ＝μmgx ′cos θ＝15 J ， 故电动机做的功为W ＋Q ＝270 J.。
高中物理第七章机械能守恒定律第十节能量守恒定律与能源分层训练新人教版必修.doc
第十节能量守恒定律与能源[A级抓基础]1．一个系统的机械能增大，究其原因，下列推测正确的是( )A．可能是重力对系统做了功B．一定是合外力对系统做了功C．一定是系统克服合外力做了功D．可能是摩擦力对系统做了功解析：只有重力做功时，物体的动能和重力势能相互转化，不影响物体的机械能的总和，故A错误；除重力、弹力以外的力做功时，物体的机械能才会变化，故B、C错误；如果摩擦力对系统做正功，系统的机械能可能增大，故D正确．答案：D2．一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法中正确的是( )A．物体机械能不变，内能不变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：物体沿粗糙斜面匀速滑下，由于摩擦，内能增加，机械能减少，由能量守恒可知，机械能转化成内能，但机械能和内能的总量不变．故A、B、C错误，D正确．答案：D3．在2016年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下飘浮在半空．若减小风力，体验者在加速下落过程中( )A．失重且机械能增加B．失重且机械能减少C．超重且机械能增加D．超重且机械能减少解析：据题意，体验者飘浮时受到的重力和风力平衡；在加速下降过程中，风力小于重力，即重力对体验者做正功，风力做负功，体验者的机械能减小；加速下降过程中，加速度方向向下，体验者处于失重状态，故选项B正确．答案：B4．(多选)悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动，需要运动员具有非凡的胆量和过硬的技术．跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设质量为m的运动员刚入水时的速度为v，水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降深度为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(F－mg)hB ．他的重力势能减少了mgh －12mv 2C ．他的机械能减少了FhD ．他的机械能减少了mgh解析：在进入水中的过程中，由动能定理，mgh －Fh ＝E ′k －E k ，所以动能的减少量为E k －E ′k ＝(F －mg )h ，故A 正确；重力势能的减少量等于重力所做的功，即mgh ，故B 错误；克服阻力所做的功等于机械能的减少量，即等于Fh ，故C 正确，D 错误．答案：AC5.如图所示，一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G ，A 、B 两端固定在天花板上，现在最低点C 处施加一竖直向下的力，将最低点缓慢拉至D 点，在此过程中，绳的重心位置( )A ．逐渐升高B ．逐渐降低C ．先降低后升高D ．始终不变解析：外力对绳索做正功，绳索的机械能增加，由于绳索的动能不变，增加的必是重力势能，重力势能增加是重心升高的结果，故A 正确．答案：A6.(多选)如图所示，一固定斜面倾斜为30°，一质量为m 的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g .物块上升的最大高度为H ，则此过程中，物块的( )A ．动能损失了2mgHB ．动能损失了mgHC ．机械能损失了mgHD ．机械能损失了12mgH 解析：由于mg sin 30°＋F f ＝mg ，故F f ＝12mg ，由动能定理，得－mgH －F f ·2H ＝ΔE k ，故动能变化量ΔE k ＝－2mgH ，即动能减少了2mgH ，A 正确，B 错误；机械能的变化量ΔE ＝－F f ·2H ＝－mgH ，C 正确，D 错误．答案：AC7．(多选)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 ．子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量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解析：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，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失．A 选项没考虑系统增加的内能，C 选项应考虑的是系统(子弹、木块)内能的增加，A 、C 错误．答案：BD[B 级 提能力]8．(多选)在离水平地面h 高处将一质量为m 的小球水平抛出，在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为f ，落地时小球距抛出点的水平距离为x ，速率为v ，那么，在小球运动的过程中( )A ．重力做功为mghB ．克服空气阻力做的功为f ·h2＋x2C ．落地时，重力的瞬时功率为mgvD ．重力势能和机械能都逐渐减少解析：重力做功为W G ＝mgh ，A 正确．空气阻力做功与经过的路程有关，而小球经过的路程大于h2＋x2，故克服空气阻力做的功大于f ·h2＋x2，B 错误．落地时，重力的瞬时功率为重力与沿重力方向的分速度的乘积，故落地时重力的瞬时功率小于mgv ，C 错误．重力做正功，重力势能减少，空气阻力做负功，机械能减少，D 正确．答案：AD9.(多选)小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O 点，另一端与小球相连．现将小球从A 点由静止释放，它在下降的过程中经过了B 点，之后继续下降．已知A 、B 两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠OBA ＜∠OAB ＜π2，在小球从A 点运动到B 点的过程中，则( )A ．弹力对小球先做正功后做负功B ．弹簧弹力的功率为零的位置有两个C ．弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功D ．小球到达B 点时的动能等于其在A 、B 两点的重力势能之差解析：由题可知，A 、B 两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，则在运动过程中OA 为压缩状态，OB 为伸长状态，小球向下运动的过程中弹簧的长度先减小后增大，则弹簧的弹性势能先增大，后减小，再增大，所以弹力对小球先做负功再做正功，最后再做负功，故A 错误；A 处速度为零，弹力功率为零，下滑过程弹簧弹力与杆垂直时弹力功率为零，当弹簧处于原长时弹力为零，功率为零，故弹力功率为零的位置共有三处，故B 错误；因A 点与B 点弹簧的弹力大小相等，所以弹簧的形变量相等，弹性势能相同，弹力对小球做的总功为零，则弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功，故C 正确；小球从A 到B 的过程中合外力做的功等于重力做的功，所以小球到达B 点时的动能等于其在A 、B 两点的重力势能之差，故D 正确．答案：CD10．两块完全相同的木块A 、B ，其中A 固定在水平桌面上，B 放在光滑水平桌面上．两颗同样的子弹以相同的水平速度射入两木块，穿透后子弹的速度分别为v A 、v B ，在子弹穿透木块过程中因克服摩擦力产生的热分别为Q A 、Q B .设木块对子弹的摩擦力大小一定，则( )A ．v A ＞vB ，Q A ＞Q BB ．v A ＜v B ，Q A ＝Q BC ．v A ＝v B ，Q A ＜Q BD ．v A ＞v B ，Q A ＝Q B解析：设子弹的初速度为v 0，质量为m ，木块的厚度为d ，穿透过程中子弹所受阻力大小为f ，未固定的木块前进了x ，根据动能定理：fd ＝12mv 20－12mv 2A ，f (d ＋x )＝12mv 20－12mv 2B ，比较以上两式得v A ＞v B ，两种情况下产生的热量相等，Q A ＝Q B ＝fd ，故D 正确．答案：D11.一物块放在如图所示的斜面上，用力F 沿斜面向下拉物块，物块沿斜面运动了一段距离，若已知在此过程中，拉力F 所做的功为A ，斜面对物块的作用力所做的功为B ，重力做的功为C ，空气阻力做的功为D ，其中A 、B 、C 、D 的绝对值分别为100 J 、30 J 、100 J 、20 J ，则(1)物块动能的增量为多少？(2)物块机械能的增量为多少？解析：(1)在物块下滑的过程中，拉力F 做正功，斜面对物块有摩擦力，做负功，重力做正功，空气阻力做负功，根据动能定理，合外力对物块做的功等于物块动能的增量，则ΔE k ＝W 合＝A ＋B ＋C ＋D ＝100 J ＋(－30 J)＋100 J ＋(－20 J)＝150 J.(2)根据功能关系，除重力之外的其他力所做的功等于物块机械能的增量，则ΔE 机＝A ＋B ＋D ＝100 J ＋(－30 J)＋(－20 J)＝50 J.答案：(1)150 J (2)50 J12.如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角θ＝30°，皮带在电动机的带动下，始终保持v 0＝2 m/s 的速率运行．现把一质量为m ＝10 kg 的工件(可看成质点)轻轻放在皮带的底端，经时间1.9 s ，工件被传送到h ＝1.5 m 的高处，g 取10 m/s 2.求：(1)工件与皮带间的动摩擦因数；(2)电动机由于传送工件多消耗的电能．解析：(1)由题图知，斜面部分皮带长度l ＝h sin 30°＝3 m ．工件匀加速运动，速度达到v 0时的位移x 1＝v －t 1＝v02t 1.达到v 0之后做匀速运动的位移x 2＝l －x 1＝v 0(t －t 1)．解得t 1＝0.8 s ，x 1＝0.8 m ，所以加速度a ＝v0t1＝2.5 m/s 2.工件受的支持力F N ＝mg cos θ，由牛顿第二定律，有μF N －mg sin θ＝ma . 解得动摩擦因数μ＝32. (2)在时间t 1内，皮带运动位移x ＝v 0t 1＝1.6 m ，工件相对皮带位移Δx ＝x －x 1＝0.8 m. 因摩擦产生的热量Q ＝μF N Δx ＝μmg Δx cos θ＝60 J.工件获得的动能E k ＝12mv 20＝20 J ，工件增加的势能E p ＝mgh ＝150 J.由能量守恒定律，电动机多消耗的电能E ＝Q ＋E k ＋E p ＝230 J.答案：(1)32(2)230 J。
高中物理人教版必修2课件：第七章 机械能守恒定律+第10节 能量守恒定律与能源
(教师备用) 例2-1:(多选)下列设想中,符合能量守恒定律的是( BD ) A.利用永磁铁和软铁的相互作用,做成一架机器,永远地转动下去 B.制造一架飞机,不携带燃料,只需利用太阳能就能飞行 C.做成一只船,利用流水的能量,逆水行驶,不用其他动力 D.利用核动力使地球离开太阳系
解析:选项A不符合能量守恒定律,利用永磁铁和软铁的相互作用,做一 架永远转动下去的机器是不可能的;太阳能可以转化为机械能,选项B中 所述情景中的飞机是可行的;核动力是非常大的,若大于地球和太阳系之 间的引力,则可使地球离开太阳系,该过程中核能转化为地球的机械能, 则选项B,D正确;逆水行船,不用其他动力是不可行的,选项C错误.
解析:力 F 做的功等于物块的机械能增加量,即 W=Fh=mgh+ 1 mv2,选项 A 错误;根 2
据重力做功公式可知 WG=-mgh,重力做负功,重力势能增加 mgh,选项 B,D 正确;根 据动能定理,合外力做功对应着动能转化,物块动能变化为ΔEk= 1 mv2,所以物块
2 所受合外力对它做的功为 1 mv2,选项 C 正确.
冲上倾角为30°的固定斜面,上升的最大高度为h,其加速度大小为 3 g.
4
在这个过程中,物体( ACD )
A.重力势能增加了 mgh C.动能损失了 3mgh
2
B.动能损失了 mgh D.机械能损失了 mgh
2
解析:物体重力势能的增加量等于克服重力做的功,选项 A 正确;合力做的功等
于动能的减少量ΔEk=mal=ma
(2)发现了各种自然现象之间的相互联系与转化. 【思考判断】 1.世界上总能量虽然不变,但我们仍需要有节能意识.( √ ) 2.随着科技的发展,“永动机”是可以制成的.( × ) 3.水果电池可以使灯泡发光消耗的是水果内的化学能.( √ )
2020_2021学年高中物理第七章机械能守恒定律10能量守恒定律与能源课件新人教版必修
【解析】 能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状 态，做到没有任何损失，虽然遵从能量守恒定律，但它指的是 损失部分和被利用部分总和与原来的能量总量相等，选项A错 误，D正确；根据能量转化的方向性可知，能量经转化后，可利 用的能量只可能减少，不可能增加，因此节能的意义重大，同 时，只有节能意识是不够的，必须利用科技手段来提高能源的 利用率，不断开发新能源，以满足人类社会可持续发展的需 要，选项B、C错误．
10 能量守恒定律与能源
知识点一 能量守恒定律
1．导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是：确认 了 永动机 的不可能性和发现了各种 自然现象 之间的相互联 系和转化．
2．内容：能量既不会 消灭 ，也不会 创生 ，它只会从 一种形式 转化 为其他形式，或者从一个物体 转移 到另一个 物体，而在转化或转移的过程中，能量的总量 保持不变 ．这 就是能量守恒定律．
总结提能 任何违背能量守恒定律的过程都是不可能实现 的，但是不能认为不违背能量守恒定律的过程就一定能实现， 事实上物理过程能否实现不仅要受能量守恒定律的制约，同时 还要受到物理过程方向性的制约(如能量耗散)．
(多选)下列关于能量转化的说法中，正确的是( ABC ) A．能量在转化过程中，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 B．各种形式的能量在转化时，总能量是不变的 C．在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可 利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的 D．各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒 的
c．确定参与转化的能量中有哪些能量增加，哪些能量减 少；
d．列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末 状态能量相等的守恒式)
④能量守恒定律的重要意义 a．能量守恒定律是普遍适用的．是学习物理学的一条主 线． b．能量守恒定律对人类认识自然、改造自然起着重要的 指导作用． c．能量守恒定律的发现是19世纪自然科学中三大发现之 一．
高中物理 第七章 第十节 能量守恒定律与能源课件 新人教版必修2
功能关系 如图在光滑的水平面上，有一质量为 M 的长木块以一定初速
度向右匀速运动，将质量为 m 的小铁块无初速度地轻放到木块右端， 小铁块与木块间动摩擦因数为μ ，当小铁块在木块上相对木块滑动 L 时与木块保持相对静止，此时长木块对地位移为 l，求这个过程中：
(1)系统产生的热量； (2)小铁块增加的动能； (3)木块减少的动能； (4)系统机械能的减少量． 点拨：本题考查对功能关系的理解及应用，分析时注意能量的转 化及各个力的做功情况，可借助运动示意图进行分析．
名师点睛：①该定律是贯穿物理学的基本规律之一，是学习物理 学的一条主线．
②要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和转移． ③某种形式的能的减少，一定伴随着其他形式的能的增加，且增 加量一定等于减少量．
►尝试应用 2．(多选)下列对能量守恒定律的认识正确的是(ABC) A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加 B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加 C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是 不可能制成的 D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了
解析：永动机是指不消耗或少消耗能量，而可以大量对外做功的 装置，违背了能量转化和守恒定律，A 错．太阳辐射大量的能量，地 球只吸收了极少的一部分，但辐射到星际空间的能量也没有消失，一 定是转化成了别的能量，B 错．马和其他动物，包括人要运动，必须 消耗能量，动物的能量来源是食物中储存的生物质能，C 正确．所谓 的“全自动”手表内部是有能量转化装置的，只有当人戴着手表活动 时，才能不断补充能量，维持手表的运行，如果把表放在桌面上静置 两天，它一定会停摆的，D 错．
能量的转化与守恒 下列说法正确的是( )
A．随着科技的发展，永动机是可以制成的 B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射 到宇宙空间的能量都消失了 C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定 律，因而是不可能的 D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源， 却能一直走动，说明能量可以凭空产生
机械能守恒定律 功能关系和能量守恒定律 (核心考点精讲精练)(学生版)备战2025年高考物理一轮复习
考点24 机械能守恒定律 功能关系和能量守恒定律1. 高考真题考点分布题型考点考查考题统计选择题功能关系2024年山东卷计算题功能关系2024年重庆卷计算题机械能守恒定律、动能定理2024年海南卷2. 命题规律及备考策略【命题规律】高考对机械能守恒定律、功能关系和能量守恒定律的考查非常频繁，考题的形式多以选择题和计算题，该部分内容贯穿于重力场、电场、磁场中，是三大处理物理问题的方法之一。
【备考策略】1.能够利用机械能守恒定律处理多物体多过程的机械能守恒问题。
2.理解各种功能关系和能量守恒定律。
3.利用功能关系和能量守恒定处理有关物理问题。
【命题预测】重点关注功能关系在三大力场中的综合应用。
1.机械能守恒定律(1)机械能：动能和势能统称为机械能，其中势能包括弹性势能和重力势能。
(2)机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
2.几种常见的功能关系及其表达式力做功能的变化定量关系合力做的功动能变化W ＝E k2－E k1＝ΔE k重力做的功重力势能变化(1)重力做正功，重力势能减少(2)重力做负功，重力势能增加(3)W G ＝－ΔE p ＝E p1－E p2弹簧弹力做的功弹性势能变化(1)弹力做正功，弹性势能减少(2)弹力做负功，弹性势能增加(3)W ＝－ΔE p ＝E p1－E p2除重力和弹力之外的其他力机械能变化(1)其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少做的功(2)其他力做多少负功，物体的机械能就减少多少(3)W 其他＝ΔE一对相互作用的滑动摩擦力做的总功机械能减少内能增加(1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加(2)摩擦生热Q ＝F f ·x 相对3.能量守恒定律(1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
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练习十一 功能关系 能量守恒定律与能源
1．一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 ．子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于木块增加的内能
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
2．已知货物的质量为m ，在某段时间内起重机将货物以a 的加速度升高h ，则在这段时间内叙述正确的是（重力加速度为g ）（ ）
A.货物的动能一定增加mah-mgh
B.货物的机械能一定增加mah
C.货物的重力势能一定增加mah
D.货物的机械能一定增加mah+mgh
3．如图所示，滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态。
现用恒定的水平外力F 作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中，拉力F 做了10J 的功。
上述过程中（ ）
A.弹簧的弹性势能增加了10J
B.滑块的动能增加了10J
C.滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10J
D.滑块和弹簧组成的系统机械能守恒
4．图示为某探究活动小组设计的节能运输系统，斜面轨
道倾角为30°，质量为M 的木箱与轨道的动摩擦因数为6
3,木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m 的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程，下列选项正确
的是（ ）
A ．m=M
B ．m=2M
C ．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度
D ．在木箱与货物从顶端滑到最低点过程中减少的重力势能全部
转化为弹簧的弹性势能
5．如图所示，由电动机带动的水平传送带以速度为v =2.0m/s 匀速运行，A 端上方靠近传送带料斗中装有煤，打开阀门，煤以流量为Q =50kg/s 落到传送带上，煤与传送带达共同速度后被运至B 端，在运送煤的过程中，下列说法正确的是 （ ）
A ．电动机应增加的功率为100W
B ．电动机应增加的功率为200W
C ．在一分钟内因煤与传送带摩擦生的热为6.0×103J
D ．在一分钟内因煤与传送带摩擦生的热为1.2×104J
6．一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t 0滑至斜面底端，已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定，若用F 、v 、s 和E 分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则图中可能正确的是（ ）
7．一小物体以100J的初动能滑上斜面，当动能减少80J时，机械能减少了32J，则当物体滑回原出发点时动能为多少？
8．如图所示，A、B、C质量分别为m A=0.7kg,m B=0.2kg,m C=0.1kg。
B为套在细绳上的圆环，A 与水平桌面的动摩擦因数µ=0.2，另一圆环D固定在桌边，离地面高h2=0.3m,当B、C从静止下降h1=0.3m,C穿环而过，B被D住，不计绳子质量和滑轮的摩擦，取g=10m/s2,若开始时A离桌边足够远，试求：
（1）物体C穿环瞬间的速度；
（2）物体C能否到达地面？如果能到达地面，其速度多大?
9.倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6m/s的速度运动，运动方向如图所示。
一个质量为2kg的物体（可视为质点），从h=3.2m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计动能损失。
物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处，重力加速度为g=10m/s2,则：
（1）物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间？
（2）传送带左右两端AB间的距离L至少为多少？
（3）上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少？
（4）物体随传送带向右运动，最后沿斜面上滑的最大高度h，为多少?。