10能量守恒定律与能源 基础巩固 C1关于能量和能源下列说法正确的是() A.由于自然界的能量守恒,所以不需要节约能源 B在利用能源的过程中,能量在数量上并未减少 C.能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性 D人类在不断地开发和利用新能源所以能量可以被创造 解析:自然界的总能量是守恒的能量只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个 物体,能量不可能被创造;在利用能源的过程中,能量在数量上并未减少,能量转化具有方向性。 答案B 2不同的物理现象往往反映出相同的物理规律。如图所示的现象中在能量转化方面的共同点是 ①跳伞员在空中匀速下降 ②风力发电 ③制动后的火车速 ④水力发电 度越来越慢 A.物体的机械能转化为其他形式的能量 B物体的动能全部转化为重力势能 C.其他形式的能量转化为物体的机械能
1 10.能量守恒定律与能源 基础巩固 1 关于能量和能源,下列说法正确的是( ) A.由于自然界的能量守恒,所以不需要节约能源 B.在利用能源的过程中,能量在数量上并未减少 C.能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性 D.人类在不断地开发和利用新能源,所以能量可以被创造 解析:自然界的总能量是守恒的,能量只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个 物体,能量不可能被创造;在利用能源的过程中,能量在数量上并未减少,能量转化具有方向性。 答案:B 2 不同的物理现象往往反映出相同的物理规律。如图所示的现象中在能量转化方面的共同点是 ( ) A.物体的机械能转化为其他形式的能量 B.物体的动能全部转化为重力势能 C.其他形式的能量转化为物体的机械能
D物体的重力势能转化为其他形式的能量 解析题图中几种现象的共同特点是物体的机械能转化为其他形式的能量,选项A正确。 答案A C多选)下列对能量耗散的理解正确的是( A.能量耗散说明能量在不断减少 B能量耗散遵循能量守恒定律 C.能量耗散导致能量可利用的品质降低 D能量耗散是指其他形式的能量转化为环境的内能后我们无法将分散在环境中的内能重新收集起 来加以利用的现象 答案BCD C4在体育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他的重力势能增加了mgh C他的机械能减少了(F-mgh D他的机械能减少了Fh 解析由动能定理,ΔE=mgh-h,动能减少了Fh-mgh选项A错误;他的重力势能减少了mgh,选项B错 误;他的机械能减少了ΔE=Fh,选项C错误,D正确。 答案D 5(多选)某人将一静止在地面上的物体提到高空的过程中,重力做功W1,空气阻力做功W2人对物 体做功W3,取地面重力势能为零,则()
2 D.物体的重力势能转化为其他形式的能量 解析:题图中几种现象的共同特点是物体的机械能转化为其他形式的能量,选项 A 正确。 答案:A 3(多选)下列对能量耗散的理解正确的是( ) A.能量耗散说明能量在不断减少 B.能量耗散遵循能量守恒定律 C.能量耗散导致能量可利用的品质降低 D.能量耗散是指其他形式的能量转化为环境的内能后,我们无法将分散在环境中的内能重新收集起 来加以利用的现象 答案:BCD 4 在体育比赛项目中,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.他的重力势能增加了 mgh C.他的机械能减少了(F-mg)h D.他的机械能减少了 Fh 解析:由动能定理,ΔEk=mgh-Fh,动能减少了 Fh-mgh,选项 A 错误;他的重力势能减少了 mgh,选项 B 错 误;他的机械能减少了 ΔE=Fh,选项 C 错误,D 正确。 答案:D 5(多选)某人将一静止在地面上的物体提到高空的过程中,重力做功 W1,空气阻力做功 W2,人对物 体做功 W3,取地面重力势能为零,则( )
A物体的重力势能等于-W1 B物体的动能等于W3-W2-W1 C.物体的动能等于W3+W2+W1 D物体的总机械能等于W 解析根据功能关系,重力势能的变化等于重力做功的负值,选项A正确;物体动能的变化等于合外力 做的总功即ΔEk=3W2十W,选项C正确B错误;物体机械能的变化等于除去重力之外其他力做的 功,即ΔE=W3+W2,选项D错误。 答案AC 如图所示,一质量均匀、不可伸长的绳索,重为GA、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,増加的必是重力势能,重力势能增 加是重心升高的结果故A正确 答案A 7质量为m的钢球以速度v落入沙坑,钢球在沙坑中下陷的深度为d,重力加速度为g,求: 1)钢球在沙坑中受到的阻力大小F, (2)钢球下陷过程中产生的内能 解析(1)钢球在沙坑中下陷过程由动能定理得mgFd=0-2m2解得Fr=mg+2a 3
3 A.物体的重力势能等于-W1 B.物体的动能等于 W3-W2-W1 C.物体的动能等于 W3+W2+W1 D.物体的总机械能等于 W3 解析:根据功能关系,重力势能的变化等于重力做功的负值,选项 A 正确;物体动能的变化等于合外力 做的总功,即 ΔEk=W3+W2+W1,选项 C 正确,B 错误;物体机械能的变化等于除去重力之外其他力做的 功,即 ΔE=W3+W2,选项 D 错误。 答案:AC 6 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:A 7 质量为 m 的钢球以速度 v 落入沙坑,钢球在沙坑中下陷的深度为 d,重力加速度为 g,求: (1)钢球在沙坑中受到的阻力大小 Ff; (2)钢球下陷过程中产生的内能。 解析:(1)钢球在沙坑中下陷过程由动能定理得 mgd-Ffd=0− 1 2 𝑚𝑣2,解得:Ff=mg+ 𝑚𝑣 2 2𝑑
(2)由能量守恒定律可知,内能的增量等于钢球机械能的减少量,故 △E内=mgd+-mu2。 答案(1)mg+2a(2)mgd+2m2 放行李处 取行李处 飞机场上运送行李的装置为一水平放置的环形传送带,其俯视图如图所示。现开启电动机传送带达 到稳定速度ν后将行李依次轻轻放在传送带上。若有n件质量均为m的行李需要通过传送带运送 给旅客,已知行李与传送带间的动摩擦因数为u,在拐弯处行李做圆周运动的半径为R并且行李与传 送带间无相对滑动(忽略电动机自身损失的能量)。则从传送带稳定运动到运送完行李,电动机要消耗 的电能是多少? 解析:传送带与行李间由于摩擦产生的总热量 O=nmguAr 由运动学公式得Ax=x-x#=V-z=2 联立以上三式可得Q=nmu2 根据题意可知从传送带稳定运动到运送完行李,电动机要消耗的电能为E=Q+Es=-nmu2+ 2nm2=mv2。 答案m 能力提升
4 (2)由能量守恒定律可知,内能的增量等于钢球机械能的减少量,故 ΔE 内=mgd+ 1 2 𝑚𝑣2。 答案:(1)mg+ 𝑚𝑣 2 2𝑑 (2)𝑚𝑔𝑑 + 1 2 𝑚𝑣2 8 飞机场上运送行李的装置为一水平放置的环形传送带,其俯视图如图所示。现开启电动机,传送带达 到稳定速度 v 后,将行李依次轻轻放在传送带上。若有 n 件质量均为 m 的行李需要通过传送带运送 给旅客,已知行李与传送带间的动摩擦因数为 μ,在拐弯处行李做圆周运动的半径为 R,并且行李与传 送带间无相对滑动(忽略电动机自身损失的能量)。则从传送带稳定运动到运送完行李,电动机要消耗 的电能是多少? 解析:传送带与行李间由于摩擦产生的总热量 Q=nmgμΔx 由运动学公式得 Δx=x 传-x 行=vt− 𝑣𝑡 2 = 𝑣𝑡 2 又 v=at=μgt 联立以上三式可得 Q= 1 2 𝑛𝑚𝑣2 根据题意可知,从传送带稳定运动到运送完行李,电动机要消耗的电能为 E=Q+Ek= 1 2 𝑛𝑚𝑣2 + 1 2 𝑛𝑚𝑣2 = 𝑛𝑚𝑣2。 答案:nmv2 能力提升
(多选)如图,劲度系数为k的轻质弹簧,一端系在竖直放置的半径为R的圆环顶点P,另一端系一质量 为m的小球小球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始时小球置于A点弹簧处于自然状态,当小球运 动到最低点时速率为v,对圆环恰好没有压力。下列正确的是() A从A到B的过程中小球的机械能守恒 B从A到B的过程中,小球的机械能减少 C小球过B点时,弹簧的弹力为mg+m D小球过B点时,弹簧的弹力为mg+m 解析运动过程中,弹簧的弹力对小球做负功,小球的机械能减少A错B对;由牛顿第二定律得F mg=m,故小球过B点时,弹力F=mg+m,C对D错。 答案BC 250② (多选)构建和谐、节约型社会的思想深得民心,也体现在生活的方方面面。自动充电式电动车就是很 好的一例将电动车的前轮装上发电机发电机与蓄电池连接当电动车滑行时就可以向蓄电池充电, 5
5 1 (多选)如图,劲度系数为 k 的轻质弹簧,一端系在竖直放置的半径为 R 的圆环顶点 P,另一端系一质量 为 m 的小球,小球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始时小球置于 A 点,弹簧处于自然状态,当小球运 动到最低点时速率为 v,对圆环恰好没有压力。下列正确的是( ) A.从 A 到 B 的过程中,小球的机械能守恒 B.从 A 到 B 的过程中,小球的机械能减少 C.小球过 B 点时,弹簧的弹力为 mg+𝑚 𝑣 2 𝑅 D.小球过 B 点时,弹簧的弹力为 mg+𝑚 𝑣 2 2𝑅 解析:运动过程中,弹簧的弹力对小球做负功,小球的机械能减少,A 错,B 对;由牛顿第二定律得 Fmg=𝑚 𝑣 2 𝑅 ,故小球过B 点时,弹力 F=mg+𝑚 𝑣 2 𝑅 , C 对,D 错。 答案:BC 2 (多选)构建和谐、节约型社会的思想深得民心,也体现在生活的方方面面。自动充电式电动车就是很 好的一例:将电动车的前轮装上发电机,发电机与蓄电池连接,当电动车滑行时,就可以向蓄电池充电