1、4.6能量的转化与守恒合格性检测1.下列关于能量守恒定律的认识不正确的是()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不可能制成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能量可以转化或转移，但总量不变，A、B、C正确；D中机械能转化成了内能，D错误。答案D2.有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度。他的办法是：关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，且不考虑房间内外热量的传递，则开机后，室内的温度将()A.逐渐升高B.保持不变C.开机时降低，停机时又升高D.开机时升高
2、，停机时降低解析冰箱工作，会产生热量，即消耗电能，产生了内能，且房间与外界没有能量交换，所以房内温度会升高，A正确。答案A3. (2018汕头高一检测)一块质量为m的物体，放在光滑的水平地面上，在物体的一侧与一根轻弹簧相连，当一人用力F水平推弹簧使物体向前运动并获得速度v(如图1所示)，则人做的功()图1A.等于mv2 B.大于mv2C.小于mv2 D.大小无法确定解析人做功，使物体的动能增大，同时也使弹簧具有了一定的弹性势能，即WFmv2Ep，故A、C、D错误，B正确。答案B4.关于功和能，下列说法正确的是()A.功和能单位相同，意义相同，功是能，能是功B.功和能可以相互转化C.水对水轮机做
3、了8.9106 J的功表示水的能量减少了8.9106 JD.竖直上抛的石子上升过程克服重力做功5 J，表示石子将5 J的功转化为5 J的重力势能解析功和能虽然单位相同，但意义完全不同，功是功，能是能，功和能也不能相互转化，它们是两个不同的物理量，A、B错误；功是能量转化的量度，水对水轮机做了8.9106 J的功表示水的能量减少了8.9106 J，转化成水轮机的能量，C正确；石子克服重力做5 J的功表示动能转化成重力势能的量为5 J，D错误。答案C5.(2018佛山高一检测)如图2所示，轻质弹簧长为L，竖直固定在地面上，质量为m的小球，在离地面高度为H处，由静止开始下落，正好落在弹簧上，使弹簧的
4、最大压缩量为x，在下落过程中，小球受到的空气阻力为f阻，则弹簧在最短时具有的弹性势能为()图2A.(mgf阻)(HLx)B.mg(HLx)f阻(HL)C.mgHf阻(HL)D.mg(Lx)f阻(HLx)解析设小球克服弹力做功为W弹，则对小球应用动能定理得(mgf阻)(HLx)W弹Ek0，所以，W弹(mgf阻)(HLx)，即为弹簧在最短时具有的弹性势能。答案A6.如图3所示，是一种升降电梯的示意图，A为载人厢，B为平衡重物，它们的质量均为M，上下均由跨过滑轮的钢索系住，在电动机的牵引下使电梯上下运动。如果电梯中人的总质量为m，匀速上升的速度为v，电梯即将到顶层前关闭电动机，依靠惯性上升h高度后停
5、止，在不计空气阻力和摩擦阻力的情况下，h为()图3A. B.C. D.解析依靠惯性向上运动的过程中，人和电梯的动能、平衡重物的动能、平衡重物的重力势能都在减少，而人和电梯的重力势能增加。根据能量守恒定律(Mm)gh(Mm)v2Mv2Mgh，可得h，选项D正确。答案D7.(多选)如图4所示，在粗糙的桌面上有一个质量为M的物块，通过轻绳跨过定滑轮与质量为m的小球相连，不计轻绳与滑轮间的摩擦，在小球下落的过程中，下列说法正确的是()图4A.小球的机械能守恒B.物块与小球组成的系统机械能守恒C.若小球匀速下降，小球减少的重力势能等于物块M与桌面间摩擦产生的热量D.若小球加速下降，小球减少的机械能大于物
6、块M与桌面间摩擦产生的热量解析由于绳子对小球做负功，因此小球的机械能减小，A错误；由于桌面粗糙，摩擦力对M做负功，因此物块与小球组成的系统机械能减小，B错误；若小球匀速下降，根据能量守恒，小球减小的重力势能没有转化为动能，而是完全转化为M与桌面摩擦生成的热量，C正确；若小球加速下降，则小球减少的机械能一部分转化为摩擦产生的内能，另一部分转化为M的动能，因此D正确。答案CD等级性检测8.如图5所示为低空跳伞表演，假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为g，在运动员下落h的过程中，下列说法正确的是()图5A.运动员的重力势能减少了mghB.运动员的动能增
7、加了mghC.运动员克服阻力所做的功为mghD.运动员的机械能减少了mgh解析在运动员下落h的过程中，重力势能减少了mgh，故A错误；根据牛顿第二定律得，运动员所受的合力为F合mamg，则根据动能定理得，合力做功为mgh，则动能增加了mgh，故B正确；合力做功等于重力做功与阻力做功的代数和，因为重力做功为mgh，则克服阻力做功为mgh，故C错误；重力势能减少了mgh，动能增加了mgh，故机械能减少了mgh，故D错误。答案B9.(2018清远高一检测)两块完全相同的木块A、B，其中A固定在水平桌面上，B放在光滑的水平桌面上，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vA、v
8、B，在子弹穿透木块过程中因克服摩擦力做功产生的热量分别为QA、QB，设木块对子弹的摩擦力大小一定，则()A.vAvB，QAQB B.vAvB，QAQBC.vAvB，QAvB，QAQB解析两颗同样的子弹穿透木块的过程中，摩擦阻力f相同，子弹相对木块滑动的距离相同，所以摩擦力做功过程中产生的内能Qfs相同，根据能量守恒定律有mv2QAmv，mv2QBmvmBv2，由以上两式可知vAvB，综上所述选项D正确。答案D10.(2018全国卷，18)如图6，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外
9、力的作用，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为()图6A.2mgR B.4mgRC.5mgR D.6mgR解析设小球运动到c点的速度大小为vc，则对小球由a到c的过程， 由动能定理有F3RmgRmv，又Fmg，解得vc2。小球离开c点后，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向在重力作用下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知，小球离开c点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g，则由竖直方向的运动可知，小球从离开c点到其轨迹最高点所需的时间为t2，在水平方向的位移大小为xgt22R。由以上分析可知，小球从a点开始运动到其轨迹最高
10、点的过程中，水平方向的位移大小为5R，则小球机械能的增加量为EF5R5mgR，C正确，A、B、D错误。答案C11.一质量m0.6 kg的物体以v020 m/s的初速度从倾角30的斜坡底端沿斜坡向上运动。当物体向上滑到某一位置时，其动能减少了Ek18 J，机械能减少了E3 J。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)物体向上运动时加速度的大小；(2)物体返回斜坡底端时的动能。解析(1)设物体运动过程中所受的摩擦力为f，向上运动的加速度的大小为a，由牛顿第二定律可知a设物体的动能减少Ek时，在斜坡上运动的距离为s，由功能关系可知Ek(mgsin f)s，Efs联立上式，并代入数据可得
11、a6 m/s2。(2)设物体沿斜坡向上运动的最大距离为sm，由运动学规律可得sm设物体返回斜坡底端时的动能为Ek，由动能定理得Ek(mgsin f)sm联立以上各式，并代入数据可得Ek80 J。答案(1)6 m/s2(2)80 J12.如图7所示，绷紧的皮带与水平面的夹角30，皮带在电动机的带动下，始终保持v02 m/s的速率运行，现把一质量为m10 kg的工件(可看成质点)轻轻放在皮带的底端，经过时间1.9 s，工件被传送到h1.5 m的高处，取g10 m/s2，求：图7(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)由题图可知，皮带长s3 m。工件速度达到v
12、0前，做匀加速运动的位移s1t1t1，匀速运动的位移为ss1v0(tt1)，解得加速运动的时间t10.8 s。加速运动的位移s10.8 m，所以加速度a2.5 m/s2，由牛顿第二定律有mgcos mgsin ma，解得。(2)从能量守恒的观点看，显然电动机多消耗的电能用于增加工件的动能、势能以及克服皮带与工件之间发生相对位移时摩擦力做功产生的热量。在时间t1内，皮带运动的位移s皮v0t11.6 m，在时间t1内，工件相对皮带的位移s相s皮s10.8 m，在时间t1内，摩擦生热Qmgs相cos 60 J，工件获得的动能Ekmv20 J，工件增加的重力势能Epmgh150 J，电动机多消耗的电能WQEkEp230 J。答案(1)(2)230 J
