2020春物理必修2(粵教版)分層訓(xùn)練第四章第六節(jié)能量轉(zhuǎn)化與守恒Word版含解析

A級抓基礎(chǔ)1．伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)表達(dá)了一個(gè)最重要的事實(shí)：假如空氣阻力和摩擦力小到能夠忽視，小球勢必正確地停止于同它開始點(diǎn)同樣的高度，絕不會(huì)更高一點(diǎn)，也絕不會(huì)更低一點(diǎn)，這說明小球在運(yùn)動(dòng)過程中，有一個(gè)“東西”是不變的，這個(gè)“東西”就是( )A．力B．能量C．動(dòng)能D．勢能分析：假如沒有空氣阻力和摩擦力，小球從某一高度下滑，必定會(huì)滑上同樣的高度，因?yàn)檫@個(gè)過程中能量沒有損失，初態(tài)的總能量必定等于末態(tài)的總能量，A、C、D錯(cuò)誤，B正確．答案：B2．(多項(xiàng)選擇)下邊對于能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)變說法中正確的選項(xiàng)是( )A．節(jié)日里點(diǎn)燃的“沖天鞭炮”凌空而起，是內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的過程B．將一杯熱水倒入一盆冷水中，冷水和熱水溫度變?yōu)橥瑯?，是熱水的?nèi)能轉(zhuǎn)移到冷水中的過程C．冬日，人們在太陽光下曬太陽取暖，是太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的過程D．在爐子上放一壺水，將水加熱到50℃是機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的過程分析：節(jié)日里點(diǎn)燃的“沖天鞭炮”凌空而起，是內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的過程，選項(xiàng)A正確；將一杯熱水倒入一盆冷水中，冷水和熱水溫度變?yōu)橥瑯?，是熱水的?nèi)能轉(zhuǎn)移到冷水中的過程，選項(xiàng)B正確；冬日，人們在太陽光下曬太陽取暖，是太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的過程，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在爐子上放一壺水，將水加熱到50℃是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：AB3．(多項(xiàng)選擇)從圓滑斜面上滾下的物體，最后停止在粗拙的水平面上，說明( )A．在斜面上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只有動(dòng)能和勢能的互相轉(zhuǎn)變B．在斜面上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有部分勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能C．在水平面上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，總能量正在消逝D．在水平面上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，總能量守恒分析：在斜面上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只有重力做功，只發(fā)生動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)變，A正確，B錯(cuò)誤；在水平面上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，總能量是守恒的，C錯(cuò)誤，D正確．答案：AD4．如下圖，當(dāng)兒童沿粗拙滑梯加快滑下時(shí)其能量的變化狀況是( )A．重力勢能減小，動(dòng)能不變，機(jī)械能減小，總能量減小B．重力勢能減小，動(dòng)能增添，機(jī)械能減小，總能量不變C．重力勢能減小，動(dòng)能增添，機(jī)械能增添，總能量增添D．重力勢能減小，動(dòng)能增添，機(jī)械能守恒，總能量不變分析：由能量轉(zhuǎn)變和守恒定律可知，兒童在下滑過程中總能量守恒，A、C均錯(cuò)誤；因?yàn)槟Σ亮σ鲐?fù)功，機(jī)械能不守恒，D錯(cuò)誤；下滑過程中重力勢能向動(dòng)能和內(nèi)能轉(zhuǎn)變，只有B正確．答案：B5．質(zhì)量為

0.4kg的塑料球，從離桌面高

0.5m處自由落下，與桌面碰撞后獲取2m/s的速度，則碰撞時(shí)損失的機(jī)械能為(g取10m/s2)( )A．0.8JB．1.2JC．2.0JD．2.5J分析：依據(jù)機(jī)械能守恒定律得，小球碰地前的動(dòng)能Ek1＝mgh＝0.4×10×0.5J＝2J，碰地后反彈的動(dòng)能Ek2＝12mv2＝12×0.4×4J＝0.8J．由能量守恒定律可知，損失的機(jī)械能E＝Ek1－Ek2＝1.2J，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：BB級提能力6．(多項(xiàng)選擇)如下圖，一個(gè)長為L，質(zhì)量為M的木板，靜止在圓滑水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，以水平初速度v0，從木板的左端滑向另一端，設(shè)物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)物塊與木板相對靜止時(shí)，物塊仍在長木板上，物塊相對木板的位移為d，木板相對地面的位移為s.則在此過程中( )A．摩擦力對物塊做功為－μmg(s＋d)B．摩擦力對木板做功為μmgsC．木板動(dòng)能的增量為μmgdD．因?yàn)槟Σ炼a(chǎn)生的熱量為μmgs分析：物塊相對于地面運(yùn)動(dòng)的位移為x1＝s＋d，則摩擦力對物塊做功為Wf＝－fx1＝－μmg(s＋d)，A正確；木板遇到的摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向同樣，做正功，則摩擦力對木板做功為W＝μmgs，B正確；對木板，依據(jù)動(dòng)能定理可知，木板動(dòng)能的增量等于摩擦力對木板做的功，即為μmgs，C錯(cuò)誤；系統(tǒng)因?yàn)槟Σ炼a(chǎn)生的熱量等于摩擦力乘以相對位移，即為μmgd，D錯(cuò)誤．答案：AB7．如圖甲，長木板A放在圓滑的水平面上，質(zhì)量為m＝2kg的另一物體B(可看作質(zhì)點(diǎn))以水平速度v0＝2m/s滑上本來靜止的長木板A的表面．因?yàn)锳、B間存在摩擦，以后A、B速度隨時(shí)間變化狀況如圖乙所示，則以下說法正確的選項(xiàng)是(g取10m/s2)( )A．木板獲取的動(dòng)能為2JB．系統(tǒng)損失的機(jī)械能為4JC．木板A的最小長度為2mD．A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1分析：A.由題圖象可知A、B的加快度大小都為1m/s2，依據(jù)牛頓第二定律知兩者質(zhì)量相等，均為2kg，則木板獲取的動(dòng)能為Ek＝12mv2＝1J，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；系統(tǒng)損失的機(jī)械能E＝1212＝2J，選v0－··v2m22m項(xiàng)B錯(cuò)誤；由v-t圖象可求出兩者相對位移為12×2×1m＝1m，木板A的最小長度為1m，C錯(cuò)誤；對B受力剖析，依據(jù)牛頓第二定律，得μmg＝maB，解得μ＝0.1，選項(xiàng)D正確．答案：D8.(多項(xiàng)選擇)如下圖，質(zhì)量為m的物體在水平傳遞帶上由靜止開釋，傳遞帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，一直保持以速率v勻速運(yùn)動(dòng)，物體與傳遞帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物體過一會(huì)兒能保持與傳遞帶相對靜止，對于物體從靜止開釋到相對傳遞帶靜止這一過程以下說法正確的選項(xiàng)是( )A．電動(dòng)機(jī)多做的功為12mv2B．摩擦力對物體做的功為12mv2C．電動(dòng)機(jī)增添的功率為μmgvD．傳遞帶戰(zhàn)勝摩擦力做功為12mv2分析：由能量守恒知電動(dòng)機(jī)多做的功為物體動(dòng)能增量和摩擦生熱Q，因此A項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)動(dòng)能定理，對物體列方程，Wf＝1mv2，因此2B項(xiàng)正確；因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)增添的功率物體動(dòng)能增量＋摩擦生熱P＝時(shí)間＝vvμmgt＋μmgt22＝μmgv，C項(xiàng)正確；因?yàn)閭鬟f帶與物體共速以前，傳遞t帶的行程是物體行程的2倍，因此傳遞帶戰(zhàn)勝摩擦力做功是摩擦力對物體做功的2倍，即mv2，D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：BC9.(多項(xiàng)選擇)如下圖，質(zhì)量為M、長度為l的小車靜止在圓滑的水平面上．質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在小車的最左端，現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使物塊從靜止開始做勻加快直線運(yùn)動(dòng)．物塊和小車之間的摩擦力為Ff.物塊滑到小車的最右端時(shí)，小車運(yùn)動(dòng)的距離為x.在這個(gè)過程中，以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是( )A．物塊抵達(dá)小車最右端時(shí)擁有的動(dòng)能為(F－Ff)(l＋x)B．物塊抵達(dá)小車最右端時(shí)，小車擁有的動(dòng)能為FfxC．物塊戰(zhàn)勝摩擦力所做的功為Ff(l＋x)D．物塊和小車增添的機(jī)械能為Fx分析：對物塊剖析，物塊的位移為l＋x，依據(jù)動(dòng)能定理，得(F－Ff)(l＋x)＝21mv2－0，知物塊抵達(dá)小車最右端時(shí)擁有的動(dòng)能為(F－Ff)(l＋x)，故A正確；對小車剖析，小車的位移為x，依據(jù)動(dòng)能定理，得12Ffx，F(xiàn)fx＝2Mv′－0，知物塊抵達(dá)小車最右端時(shí)，小車擁有的動(dòng)能為故B正確；物塊與小車增添的內(nèi)能Q＝Ffx相對＝Ffl，故C錯(cuò)誤；依據(jù)能量守恒，得外力F做的功轉(zhuǎn)變?yōu)樾≤嚭臀飰K的機(jī)械能和摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，則有F(l＋x)＝E＋Q，因此E＝F(l＋x)－Ffl，故D錯(cuò)誤．答案：AB10．如下圖，一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m＝1kg的小物塊，從圓滑平臺(tái)上的A點(diǎn)以v0＝2m/s的初速度水平拋出，抵達(dá)C點(diǎn)時(shí)，恰好沿C點(diǎn)的切線方向進(jìn)入固定在水平川面上的圓滑圓弧軌道，最后小物塊滑上緊靠軌道尾端D點(diǎn)的質(zhì)量為M＝3kg的長木板．已知木板上表面與圓弧軌道尾端切線相平，木板下表面與水平川面之間圓滑，小物塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.3，圓弧軌道的半徑為R＝0.4m，C點(diǎn)和圓弧的圓心連線與豎直方向的夾角θ＝60°，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2.請回答以下問題：(1)小物塊剛要抵達(dá)圓弧軌道尾端D點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力是多少？(2)要使小物塊不滑出長木板，木板的長度L起碼多大？v0分析：(1)小物塊在C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC＝，cos60°小物塊由C到D的過程中，由機(jī)械能守恒定律，得mgR(1－cos60)°＝12mv2D－12mv2C，代入數(shù)據(jù)解得vD＝25m/s，2小物塊在D點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得FN－mg＝mvRD，代入數(shù)據(jù)解得FN＝60N，由牛頓第三定律得F′＝F＝60N，方向豎直向下．NN(2)設(shè)小物塊恰好滑到木板