高中物理課下能力提升二十一第七章第9節(jié)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律含解析新人教必修2

1、能量守恒定律與能源基礎(chǔ)練一、選擇題1 下列現(xiàn)象屬于能量的耗散的是 （）A. 利用水流能發(fā)電產(chǎn)生電能B. 電能在燈泡中變成光能C. 電池的化學(xué)能變成電能D. 火爐把屋子烤暖2 關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說法錯(cuò)誤的是 （）A. 舉重運(yùn)動(dòng)員舉起重物，體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B. 電流通過電阻絲使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C. 內(nèi)燃機(jī)做功的過程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程D. 做功過程是能量轉(zhuǎn)化過程，某過程做了10 J的功，一定有10 J的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化一 一 一 1 一3. 多選一質(zhì)量為m的物體，在距地面高 h處以3g的加速度由靜止豎直下落到地面，下列說法中正確的是（）.一 1A. 物體的重力勢(shì)能減少§mgh2

2、B. 物體的機(jī)械能減少§mgh1C. 物體的動(dòng)能增加-mgh3D. 物體的重力做的功為 mgh4. 將小球豎直上拋，經(jīng)一段時(shí)間落回拋出點(diǎn)，若小球所受的空氣阻力大小不變，對(duì)其上升過程和下降過程損失的機(jī)械能進(jìn)行比較，下列說法中正確的是（）A. 上升過程損失的機(jī)械能大于下降過程損失的機(jī)械能B. 上升過程損失的機(jī)械能小于下降過程損失的機(jī)械能C. 上升過程損失的機(jī)械能等于下降過程損失的機(jī)械能D. 無法比較5質(zhì)量均勻不可伸長的繩索，重為G A B兩端固定在天花板上，如圖所示。今在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力，將繩索緩慢拉至D點(diǎn)。在此過程中，繩索 AB的重心位置將（ ）5.降低.始終不變A. 升高C

3、.先降低后升咼二、非選擇題6.風(fēng)力發(fā)電是一種環(huán)保的電能獲取方式。圖為某風(fēng)力發(fā)電機(jī)外觀圖，現(xiàn)設(shè)計(jì)的每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率為 40 kW。實(shí)驗(yàn)測(cè)得風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率約為20%空氣的密度是1.29kg/m3,當(dāng)?shù)厮斤L(fēng)速約為10 m/s。問風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長度約為多少時(shí)才能滿足設(shè)計(jì)要求？提能練一、選擇題1. （2016 酒泉高一檢測(cè)）有人設(shè)想在夏天用電冰箱來降低房間的溫度。他的辦法是：關(guān)好房間的門窗，然后打開冰箱的所有門讓冰箱運(yùn)轉(zhuǎn)，且不考慮房間內(nèi)外熱量的傳遞。則開機(jī)后，室內(nèi)的溫度將（）A. 升高B. 保持不變C. 開機(jī)時(shí)降低，停機(jī)時(shí)又升高D. 開機(jī)時(shí)升高，停機(jī)時(shí)降低2. 多選一顆子彈以某一水平速

4、度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，并從中穿出。 對(duì)于這一過程，下列說法正確的是 （）A.子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能B. 子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的損失量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量C. 子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能和內(nèi)能之和D. 子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子彈和木塊系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和3. 多選質(zhì)量為mi、m2的兩物體，靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為 m的人站在m上用 恒力F拉連接著m的繩子，經(jīng)過一段時(shí)間后，兩物體的速度大小分別為vi和V2,位移分別為X1和X2,如圖所示，則這段時(shí)間內(nèi)此人所做的功的大小等于 （ ）A. FX2B. F( xi + X2)1 1C. 2imv2 +

5、 2( m m) v21D.qmvZ4. 多選構(gòu)建和諧、節(jié)約型社會(huì)的思想深得民心，也體現(xiàn)在生活的方方面面。自動(dòng)充電式電動(dòng)車就是很好的一例：電動(dòng)車的前輪裝有發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)與蓄電池連接， 當(dāng)電動(dòng)車滑行時(shí)，就可以向蓄電池充電，將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存起來?，F(xiàn)有某人騎車以500 J的初動(dòng)能在粗糙的水平路面上滑行，第一次關(guān)閉充電裝置，讓車自由滑行，其動(dòng)能隨位移的變化關(guān)系如圖線所示； 第二次啟動(dòng)充電裝置， 其動(dòng)能隨位移的變化關(guān)系如圖線所示，則（ ）A. 電動(dòng)車受到的摩擦阻力為50 NB. 電動(dòng)車受到的摩擦阻力為83 NC. 第二次啟動(dòng)充電裝置，向蓄電池所充的電能是200 JD. 第二次啟動(dòng)充電裝置，向

6、蓄電池所充的電能是300 J、非選擇題5. （2016 黃浦區(qū)高一檢測(cè)）節(jié)能混合動(dòng)力車是一種可以利用汽油及所儲(chǔ)存電能作為動(dòng) 力來源的汽車。有一質(zhì)量m= 1 000 kg的混合動(dòng)力轎車，在平直公路上以V1 = 90 km/h勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為P= 50 kW。當(dāng)駕駛員看到前方有 80 km/h的限速標(biāo)志時(shí)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變，立即啟動(dòng)利用電磁阻尼帶動(dòng)工作的發(fā)電機(jī)給電池充電，使轎車做減速運(yùn)動(dòng)，一一14運(yùn)動(dòng)L= 72 m后，速度變?yōu)閂2= 72 km/h。此過程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率的用于轎車的牽引，：用于55供給發(fā)電機(jī)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后有50%?；癁殡姵氐碾娔?。假設(shè)轎車在上述運(yùn)動(dòng)過

7、程中所受阻力保持不變。求轎車以90 km/h在平直公路上勻速行駛時(shí)，所受阻力F阻的大小；(2) 轎車從90 km/h減速到72 km/h過程中，獲得的電能 E電；(3) 轎車僅用其在上述減速過程中獲得的電能E電維持72 km/h勻速運(yùn)動(dòng)的距離 L'?；A(chǔ)練1 解析：選 D能量耗散主要指其他形式的能量最終轉(zhuǎn)化成環(huán)境的內(nèi)能后，不能再次 被收集起來重新利用，D正確。2解析：選 C運(yùn)動(dòng)員舉高重物過程中，消耗了體內(nèi)存儲(chǔ)的化學(xué)能，通過對(duì)重物做功 使重物的機(jī)械能增加， A正確；電流通過電阻絲時(shí)，電流做功，使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，B正確；內(nèi)燃機(jī)中燃料燃燒膨脹，對(duì)外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，C錯(cuò)誤；功是能量轉(zhuǎn)化

8、的量度，D正確。3.解析：選BCD物體從高h(yuǎn)處落到地面的過程中，重力做的功為mgh重力勢(shì)能減少111mgh選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；物體的加速度為39，故合外力為3mg合外力做的功為mgh根3 33 1 . 一 1 據(jù)動(dòng)能定理，物體的動(dòng)能增加-mgh選項(xiàng)C正確；物體的重力勢(shì)能減少 mgh動(dòng)能增加mgh332故機(jī)械能減少了 §mgh選項(xiàng)B正確。W= Ffh,因此上升損失4解析：選 C上升過程和下降過程中空氣阻力均做負(fù)功, 的機(jī)械能與下降損失的機(jī)械能大小相等，C正確。5 解析：選 A 物體的重心不一定在物體上，對(duì)于一些不規(guī)則的物體要確定重心是比 較困難的，本題繩索的重心是不容易標(biāo)出的，因此，要

9、確定重心的變化，只有通過別的途徑確定。當(dāng)用力將繩索緩慢地從 C點(diǎn)拉到D點(diǎn)，外力在不斷的做功， 而繩索的動(dòng)能不增加，因 此外力做功必定使繩索的重力勢(shì)能增加，故繩索的重心位置將升高，A正確。6 解析：設(shè)葉片長度為 r,則葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的面積 S= n r2。取時(shí)間t內(nèi)作用到面積為 S的 葉片上的空氣流為研究對(duì)象，如圖所示。這部分空氣流的質(zhì)量 m= p V= p Svt,1 2空氣流的動(dòng)能 E< = ?mv,EkX 20%12 3電功率 P=t = 10 p n r V ,/ 10P得 r =疋 9.94 m。p n v3答案：9.94 m提能練1.解析：選A 電冰箱的壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，一部分電能轉(zhuǎn)化為

10、內(nèi)能，室內(nèi)的溫度將升高， 故A正確。2解析：選BD由于子彈穿過木塊的過程中，子彈與木塊有相對(duì)位移，由能量守恒定 律可得，子彈減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為木塊的動(dòng)能和子彈與木塊系統(tǒng)增加的內(nèi)能，A C錯(cuò)誤，B、D正確。3解析：選 BC根據(jù)能量守恒可知，人通過做功消耗的化學(xué)能將全部轉(zhuǎn)化為物體m1 1和m的動(dòng)能以及人的動(dòng)能，所以人做的功的大小等于Fg + X2） = -nav2 + 2（m）v1, B C正確。4解析：選AC當(dāng)關(guān)閉充電裝置，讓車自由滑行時(shí)，電動(dòng)車的動(dòng)能全部用來克服摩擦 力做功，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，有E<= FfX1,解得F = 50 N , A正確；當(dāng)啟動(dòng)充電裝置滑行時(shí)，電動(dòng)車的動(dòng)能一部分克服摩擦力做功，另一部分轉(zhuǎn)化為蓄電池的電能，根據(jù)能量守恒有& = FfX2+ E 電，故 E 電=Ek Ffx2 = 200 J , C正確。5解析：（1）汽車牽引力與輸出功率的關(guān)系P= F牽v,將 P= 50 kW, V1 = 90 km/h = 25 m/s ,P3代入得F牽=2X 10 N ,v1當(dāng)轎車勻速行駛時(shí)，牽引力與阻力大小相等，有3F 阻=2 X 10 N。1（2）在減速過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)只有P用于汽車的牽引，根據(jù)動(dòng)能定理有5111:Pt F 阻 L=; m2 ;m2522代入數(shù)據(jù)得Pt = 1.575 X 10 5 J ,