上海市高二下學(xué)期合格考總復(fù)習(xí)5功和能

力學(xué)（五）功和能◎目標(biāo)導(dǎo)航一、功二、功率三、機(jī)車啟動四、動能定理五、重力勢能六、機(jī)械能守恒定律七、功能原理八、相對論初步◎知識精講一、功1.定義：一個物體受到力的作用，并且在這個力的方向上發(fā)生了一段位移，就說這個力對物體做了功。2.做功的兩個必要因素：力和物體在力的方向上的位移3.公式：W＝Fxcosα（α為F與x的夾角）．①當(dāng)0≤α<eq\f(π,2)時，W>0，力對物體做正功；②當(dāng)eq\f(π,2)<QUOTE≤π時，W≤0，力對物體做負(fù)功，或稱物體克服這個力做功；③當(dāng)QUOTE＝eq\f(π,2)時，W＝0，力對物體不做功4.多力做功的兩種方法①W合＝W1＋W2＋W3＋….②W合＝F合Scosα【例1】．用F＝50N的力拉一個物體在水平面上做勻速運(yùn)動，F(xiàn)的方向與水平面的夾角為37°，物體的質(zhì)量為10kg，若物體前進(jìn)了10m，則（1）拉力F做的功為多少J？（2）重力做的功為J？（3）支持力做的功為J？（4）摩擦力做的功為J？答案：（1）400J（2）0（3）0（4）﹣400J詳解：(1)拉力F做的功WF=FScos37°=400J(2)物體在水平方向運(yùn)動，所以重力做的功等于零(3)物體在水平方向運(yùn)動，所以支持力做的功等于零(4)物體受重力、支持力、拉力及摩擦力，在水平面上做勻速運(yùn)動，根據(jù)動能定理得:WF+Wf=?EK=0所以摩擦力做的功為一二、功率1.定義式：P=（適用求平均功率）2.物理意義：功率是表示做功快慢的物理量3.平均功率與瞬時功率①平均功率：②瞬時功率：P＝Fvcosθ（當(dāng)Δt→0時，為瞬時速度）三、機(jī)車啟動1.以恒定功率啟動（1）動態(tài)過程：（2）這一過程的速度—時間圖象如圖所示：2.以恒定加速度啟動（1）動態(tài)過程：（2）這一過程的速度—時間圖象如圖所示：無論哪種啟動方式，機(jī)車最終的最大速度都應(yīng)滿足QUOTE且以這個速度做勻速直線運(yùn)動。【例2】．一輛質(zhì)量為2.0×103kg的汽車以額定功率為6.0×104W在水平公路上行駛，汽車受到的阻力為一定值，在某時刻汽車的速度為20m/s，加速度為2，求：（1）汽車所能達(dá)到的最大速度是多大？（2）當(dāng)汽車的速度為10m/s時的加速度是多大？（3）若汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，加速度的大小為a＝2，則這一過程能保持多長時間？答案：（1）30m/s（2）2m/s2（3）15s詳解：(1)Pv1-f=ma解得：f=2(2)Pv2-f=ma(3)Pv3-f=ma解得：v3=15m/st四、動能定理1.外力對物體所做的總功等于物體動能的增加量，這個結(jié)論叫動能定理2.QUOTEW外＝Ek2Ek1=ΔEk3.擴(kuò)展理解：①既適合恒力，也適合變力②既適合直線，也適合曲線③既適合單個物體，也適合多個物體組成的系統(tǒng)④既適合一段過程，也適合全過程⑤標(biāo)量式，多力做功，W為代數(shù)和QUOTE【例3】．一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量m=5×103kg，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為s=5.3×102m時，達(dá)到起飛的速度v=60m/s，在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的倍，求飛機(jī)受到的牽引力。答案：1.8×104N詳解：FSmg××S=12mv20解出：F=1.8×104五、重力勢能1.定義式：，其中是物體的重心到參考平面（即高度取為零，零勢能面）的高度．在參考面以上，；在參考面以下，．2.重力勢能是狀態(tài)量，是標(biāo)量，可正可負(fù)．3.相對性：參考平面不同，重力勢能值不同4.系統(tǒng)性：重力勢能是地球與物體共同具有的5.重力所做的功WG＝mgΔh=mgh1mgh2，Δh指初位置與末位置的高度差，與路徑無關(guān)．【例4】.在離地面80m高處由靜止開始釋放一質(zhì)量為的小球，不計空氣阻力，g取10m/s2，以最高點(diǎn)所在水平面為零勢能面。求：（1）第2s末小球的重力勢能；（2）第2s內(nèi)重力勢能變化了多少？答案：（1）40J（2）減少了30J詳解：（1）取最高點(diǎn)為參考面，h2=12gt2=20mEp=mgh2（2）h1=12gt12=5mΔEp=mgh2mgh1=30J六、機(jī)械能守恒定律1.在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變，這叫做機(jī)械能守恒定律．2.機(jī)械能守恒的條件：①除了重力、彈力以外沒有其它力；②除了重力、彈力以外，還受其它力，但其它力不做功；③除了重力、彈力以外，還受其它力，且其它力也做功，但做功的代數(shù)和為零。④機(jī)械能沒有轉(zhuǎn)化為其它形式的能3.基本思路如下：①取研究對象②根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程，進(jìn)行受力分析和做功分析，判斷機(jī)械能是否守恒。③恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對象在過程的初末態(tài)時的機(jī)械能。④根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)而求解。【例5】．如圖所示，質(zhì)量為的物體，以水平速度離開桌面，桌面離地面的高度為，若以桌面為零勢能面，不計空氣阻力，則當(dāng)它經(jīng)過離地高度為的點(diǎn)時，所具有的機(jī)械能是（ ）A．B．C．D．答案：D詳解：下落過程中機(jī)械能守恒，在高為h處的機(jī)械能等于桌面處的機(jī)械能，以桌面為零勢能參考面，重力勢能為0，所以機(jī)械能為1【例6】．如圖（a）所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊質(zhì)量為m＝2kg，置于水平地面上的A點(diǎn)，物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ＝．在水平向右的力F作用下物塊由靜止開始運(yùn)動，由A運(yùn)動到B的過程中力F隨位移x變化關(guān)系如圖（b）所示，到達(dá)斜面底端B點(diǎn)后撤去力F，物塊沖上足夠長的光滑斜面。其中AB段長為L＝5m，g取10m/s2．問：（1）由A運(yùn)動到B的過程中，物塊克服摩擦力所做的功是多少？（2）物塊由A運(yùn)動到B所用的時間是多少？（3）不計物塊在B處的動能損失，物塊沿斜面上滑的最大高度是多少？答案：（1）25J（2）（3）詳解：（1）f=μmg=5N，所以物體從A到B為先勻加速后勻速的過程摩擦力做功Wf=μmgL=25J，即克服摩擦力做功25J。（2）前2.5m勻加速：Ff=ma，a=5m/s2，L1=12gt12t1=1s，v=t2=L2v=0.5st=t1（3）沒有摩擦力，機(jī)械能守恒：mgh=12mv2【例7】．風(fēng)力發(fā)電已成為我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑之一。如圖所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化效率可視為不變，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)將空氣動能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η，該風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過的面積為A，空氣密度為ρ，風(fēng)場風(fēng)速為v，并保持風(fēng)正面吹向葉片。則風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率為（）（A）12ρAv3 （B）12ηρAv3 （答案：B詳解：建立模型，在t時間內(nèi)，長度為vt，底面積為s的空氣柱體的動能轉(zhuǎn)化為電能，效率為ηPt=12mv2=12vtSρv七、功能原理1.功是能量轉(zhuǎn)化的量度，不同形式能的轉(zhuǎn)化是通過做功實(shí)現(xiàn)的2.功能原理：重力和彈力以外的力做功等于機(jī)械能的增量。重力和彈力以外的力往往是指外力和摩擦力，所以功能原理通?？梢员磉_(dá)為下式：W外+Wf=ΔE機(jī)3.摩擦力做功特點(diǎn)①靜摩擦力做功特點(diǎn)：可以做正功，負(fù)功和不做功；一對靜摩擦力做功代數(shù)和為0②滑動摩擦力做功轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能Q=fx相對八、狹義相對論1.牛頓運(yùn)動定律適用于宏觀、低速，相對論理論適用于微觀、高速（近似真空中光速c）2.兩個基本假設(shè)①狹義相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理定律總是相同的．②光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的．3.同時是相對的汽車以較快的速度勻速行駛，車廂中央的光源發(fā)出的閃光：對車上的觀察者，這個閃光照到車廂前壁和后壁的這兩個事件是同時發(fā)生的．對車下的觀察者，他觀察到閃光先到達(dá)后壁后到達(dá)前壁．這兩個事件是不同時發(fā)生的．4.長度的相對性（尺縮效應(yīng)）如果與桿相對靜止的人認(rèn)為桿長為．與桿相對運(yùn)動的人認(rèn)為桿長為．則QUOTE．沿桿運(yùn)動方向，長度縮短，而在垂直于運(yùn)動方向上，桿的高度沒有變化．5.時間間隔的相對性（鐘慢效應(yīng)）兩事件發(fā)生的時間間隔，靜止的觀察者測出為，相對運(yùn)動的觀察者測：QUOTE．6.相對論質(zhì)量：QUOTE．式中是物體靜質(zhì)量，是物體以速度v運(yùn)動時的動質(zhì)量．物體的質(zhì)量會隨速度的增大而增大．7.廣義相對論基本原理：①所有參考系都是平權(quán)的②均勻的引力場等效于一個勻加速運(yùn)動的參考系幾個結(jié)論：①太陽引力場使光線彎曲②引力紅移，光譜線向紅光一段移動③水星近日點(diǎn)進(jìn)動【例8】．某火箭在地面上的長度為L0，發(fā)射后它在地面附近高速(約0.3c)飛過，關(guān)于地面上的人和火箭中的人觀察到的現(xiàn)象，以下說法正確的是________。A．下方地面上的人觀察到火箭上的時間進(jìn)程變快了B．下方地面上的人觀察到火箭變短了C．火箭上的人觀察到火箭變短了D．火箭上的人看到下方地面上的所有物體都變短了答案：B詳解：參考系中的人，看到高速運(yùn)動的物體長度縮短，物體上的時間變慢◎鞏固練習(xí)1.下列國際單位制中，表示能量單位的是（）A.WB.kg?m/s2C.kg?m2/s2D.J/s【答案】C【解析】能量單位為Ｊ，與功的單位相同，根據(jù)W＝FS，可知，１J=1N·m，根據(jù)F=ma知，1N=1kg?m/s2，C對，ABC錯2.（多選）釋放彈丸后，不計空氣阻力，彈出的彈丸在空中運(yùn)動過程中一定不變的是其（）A．速度 B．加速度 C．動能 D．重力勢能 E．機(jī)械能【答案】BE【解析】不計空氣阻力，只受重力，因此加速度為重力加速度不變；B對空中運(yùn)動過程中，只有重力做功，因此彈丸在空中運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒，E對3.小明坐在游樂場的旋轉(zhuǎn)木馬上，繞中心軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。關(guān)于小明做勻速圓周運(yùn)動的過程中，下列物理量不發(fā)生變化的是()A.動能B.合外力C.線速度D.加速度【答案】A【解析】勻速圓周運(yùn)動的特點(diǎn)：線速度、向心力、向心加速度大小不變方向變；角速度、轉(zhuǎn)速、周期發(fā)帖編輯變，因此A對，BCD錯4.一種性質(zhì)的力做功會引起對應(yīng)的能量發(fā)生變化，下列關(guān)于關(guān)系對應(yīng)不正確的是（）A.重力做功引起重力勢能變化 B.彈力做功引起彈性勢能變化C.摩擦力做功引起內(nèi)能變化 D.除重力外其他力做功引起機(jī)械能變化【答案】C【解析】A、重力做功等于重力勢能變化量，A對；B、彈力做功等于彈性勢能的變化量，B對；C、靜摩擦力做功不引起內(nèi)能變化，C錯；D、除重力外其他力做功等于機(jī)械能變化量，D對。5.功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功一般伴隨著能量的轉(zhuǎn)移或者轉(zhuǎn)化。如下圖所示，在水平面上放置一木塊，某時刻一同學(xué)用輕繩拉著木塊從靜止開始沿粗糙水平面運(yùn)動。一段時間后木塊獲得某一速度，則（）A.木塊所獲得的動能一定小于拉力所做的功B.人對木塊做的功一定等于木塊機(jī)械能的增加量C.木塊所獲得的動能一定等于克服摩擦力所做的功D.木塊所獲得的動能一定大于克服摩擦力所做的功【答案】A【解析】A、木塊沿粗糙水平面運(yùn)動，拉力對木塊做正功，摩擦力對木塊做負(fù)功，由動能定理得：，則，即木塊所獲得的動能一定小于拉力所做的功，A對；B、根據(jù)功能關(guān)系可知，人對木塊做的功與摩擦力對木塊做的功之和等于木塊機(jī)械能的增加量，B錯；CD、由動能定理得：，可知不能確定木塊所獲得的動能與克服摩擦力所做的功大小，故CD錯誤。6.“圓夢”號飛艇在平流層飛行的全過程中受到的合力（）A.恒為零B.總是做正功C.總是做負(fù)功D.做的總功為零【答案】D【解析】由題意可知，在平流層中飛艇由靜止開始先加速再減速，最后停在平流層中；因初末速度相等，根據(jù)動能定理可知，合力做的總功為零，D對，ABC錯。7.若把質(zhì)量為20t的列車從軌道上浮起10cm，則至少所需的能量為J，這些能量可供一只功率為40W的日光燈正常工作s0（g取10m/s2）【答案】20000J；500s【解析】把質(zhì)量是的列車從軌道上浮起所需的能量等于重力勢能的增加量，為：；根據(jù)，得到：8.一則網(wǎng)絡(luò)報道：近日，在某地長峪村山腳下的造林現(xiàn)場，工作人員操控六旋翼無人機(jī)，將樹苗運(yùn)送到200m高的山上，實(shí)施雨季荒山造林。該無人機(jī)凈重10kg，采用大容量電池進(jìn)行供電，續(xù)航時間可達(dá)2h以上。在運(yùn)送大質(zhì)量樹苗容器時還可以24臺無人機(jī)協(xié)同運(yùn)載。某次植樹時，無人機(jī)一次攜帶20棵樹苗，工作人員控制無人機(jī)勻速上升，將樹苗運(yùn)送到200m高的山上，在此過程中()A.無人機(jī)的動能和重力勢能均增加B.無人機(jī)的動能不變，重力勢能增加C.無人機(jī)的機(jī)械能增加約10000JD.樹苗的機(jī)械能增加約30000J【答案】B【解析】機(jī)械能E=12m9.使用無人機(jī)植樹時，為保證樹種的成活率，將種子連同營養(yǎng)物質(zhì)包進(jìn)一個很小的莢里，假設(shè)播種時，在離地面10m高處、以15m/s的速度水平勻速飛行的無人機(jī)中，播種器利用空氣壓力把莢以5m/s的速度(相對播種器)豎直向下射出，莢進(jìn)入地面下10cm深處完成一次播種。已知莢的總質(zhì)量為20g，不考慮其所受空氣阻力及進(jìn)入土壤后重力的作用，g取10m/s2。(8分)(1)離開無人機(jī)后，莢在空中運(yùn)動的時間為多少?(2)射出莢的過程中，播種器對莢做的功為多少?【答案】(1)1s(2)0.25J【解析】（1）根據(jù)QUOTE，則10＝5t+5t2，解得t=1s(2)莢的水平速度v1=15m/s，豎直速度v2=5m/s，W=1取播種器為參考系，此處速度為豎直方向的速度。10.若某"復(fù)興號"動車組的額定功率為1.0×104kW，動車組的質(zhì)量為1.0×105kg，動車組在水平路面上行駛時，阻力是車所受重力的倍。動車組在水平軌道上行駛，受到的阻力保持不變，g取10m/s2。若動車組保持額定功率行駛，80s后達(dá)到最大速度，求動車組能達(dá)到的最大速度與此過程中動車組的位移大小。【答案】（1）100m/s（2）3000m【解析】當(dāng)列車的牽引力與阻力大小相等時，列車速度達(dá)到最大，列車做勻速運(yùn)動，根據(jù)力的平衡可知牽引力F=f=kmg，又P額=FVm，代入數(shù)據(jù)解得：Vm=100m/s.

從靜止到達(dá)到最大速度過程中牽引力與阻力做功

根據(jù)動能定理有：Pt?fx＝12m11.如圖所示為跳高運(yùn)動員正在飛越橫桿時的情景，對于運(yùn)動員從起跳到圖示位置的過程，下列說法正確的是（）A.重力做正功，重力勢能減少B.重力做正功，重力勢能增加C.重力做負(fù)功，重力勢能減少D.重力做負(fù)功，重力勢能增加【答案】D【解析】由于重力方向豎直向下，位移方向向上，所以重力做負(fù)功，重力勢能增加，故ABC錯誤，D正確。12.籃球運(yùn)動員斜向上擊出質(zhì)量為m的籃球，球出手時高度為h1、動能為EK，籃筐距地面高度為h2，不計空氣阻力。則籃球進(jìn)筐時的動能為（）A.Ek+mgh2mgh1B.Ekmgh2+mgh1C.mgh2+mgh1EkD.mgh2mgh1Ek【答案】B【解析】以地面為零勢能面，籃球機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：mgh1+Ek=mgh2+Ek2解得：Ek2=Ek+mgh1mgh2，故B正確ACD錯誤。13.如圖，滑雪運(yùn)動員連同滑雪板的總質(zhì)量m=50kg，他從距離水平虛線h=15m的高處由靜止滑下后，又從0點(diǎn)水平飛出，飛出后經(jīng)時間t=√3s落在斜面雪道上的A點(diǎn)。已知斜面傾角θ=30?，忽略空氣阻力，g取10m/s2。求:（1）滑雪運(yùn)動員從0點(diǎn)飛出時速度的大小。（2）滑雪運(yùn)動員從山頂運(yùn)動到0點(diǎn)的過程中克服摩擦阻力所做的功?！敬鸢浮浚?）15m/s;(2)1875J【解析】（1）滑雪運(yùn)動員從O點(diǎn)飛出后做平拋運(yùn)動，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，有y=12在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，有x=v0t，由幾何關(guān)系可知tanθ=yx，聯(lián)立解得v（2）滑雪運(yùn)動員從山頂運(yùn)動到O點(diǎn)過程中，只有重力和摩擦力做功，根據(jù)動能定理得mghWf=12mv2-0，所以滑雪運(yùn)動員從山頂運(yùn)動到O點(diǎn)過程中克服摩擦阻力所做的功為1875J。P彈丸14.如圖，質(zhì)量為0.0200kg的彈丸正對豎直墻上的P點(diǎn)，從距墻4.0m的位置垂直墻面水平彈出，彈出時速度大小為12m/s。（不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2P彈丸（1）彈丸彈出時的動能Ek=____J；彈出過程中彈兜對彈丸做的功W=____J；（2）求彈丸打到墻上時偏離P點(diǎn)的距離y；（保留2位有效數(shù)字）（3）使用此彈弓和彈丸，在不改變彈弓位置和彈丸彈出方向的情況下，為減小彈丸打到墻上時偏離P點(diǎn)的距離，可采取什么措施?（寫出一種，合理即可）【答案】（1），（２）0.56m（３）增大彈丸彈出的初速度、將皮筋拉得更長【解析】（1）QUOTEＪ，對彈丸做的功等于彈丸的初動能W＝Ｊ（2）不計空氣阻力，彈丸在空中做平拋運(yùn)動，設(shè)其做平拋運(yùn)動時間為tx=vty=EQ\F(1,2)gt2聯(lián)立方程解得：y=EQ\F(gx2,2v2)=EQ\F(10×42,2×122)m=0.56m（3）增大彈丸彈出的初速度、將皮筋拉得更長（合理即可）15.若“圓夢”號飛艇在平流層水平勻速飛行時，所受空氣阻力與飛行速度成正比。當(dāng)速度為v時，動力系統(tǒng)的輸出功率為P；當(dāng)速度為2v時，動力系統(tǒng)的輸出功率為（）A.P/4B.P/2C.2PD.4P【答案】D【解析】由題意知飛艇所受空氣阻力與飛行速度成正比，即：，當(dāng)速度為時，動力系統(tǒng)的輸出功率為：；當(dāng)速度為時，動力系統(tǒng)的輸出功率為：，對，錯。16.某滑雪賽道如圖所示，滑雪運(yùn)動員從靜止開始沿斜面下滑，經(jīng)圓弧滑道起跳。將運(yùn)動員視為質(zhì)點(diǎn)，不計摩擦力及空氣阻力，此過程中，運(yùn)動員的動能Ek與水平位移x的關(guān)系圖像正確的是()【答案】A【解析】設(shè)運(yùn)動員位移與水平方向夾角為θ，對運(yùn)動員，由動能定理得：mgxtanθ=Ek0運(yùn)動員的動能：Ek=mgxtanθ，由圖示運(yùn)動員運(yùn)動過程可知，開始θ不變，Ek與x成正比，運(yùn)動員運(yùn)動到傾斜軌道下端時θ發(fā)生變化，Ek與位移不成正比，運(yùn)動員到達(dá)軌道最低點(diǎn)然后上升，重力做負(fù)功，動能減小，由圖示圖象可知，A對，BCD錯。17.如圖，跳臺滑雪運(yùn)動員從滑道上的A點(diǎn)由靜止滑下，經(jīng)時間t。從跳臺0點(diǎn)沿水平方向飛出。已知0點(diǎn)是斜坡的起點(diǎn)，A點(diǎn)與0點(diǎn)在豎直方向的距離為h，斜坡的傾角為θ，運(yùn)動員的質(zhì)量為m。重力加速度為g，不計一切摩擦和空氣阻力。求:(1)從A點(diǎn)到0點(diǎn)的運(yùn)動過程中，運(yùn)動員所受重力做功的平均功率PG;(2)從運(yùn)動員離開0點(diǎn)到落在斜坡上所用的時間t。【解析】（1）運(yùn)動員從A到O點(diǎn)過程中，重力做功為W，則W=mgh，重力做功的平均功率PG=Wt（2）運(yùn)動員從A到O點(diǎn)過程中，根據(jù)動能定理，有mgh=1運(yùn)動員從O點(diǎn)到落在斜坡上做平拋運(yùn)動，水平方向x=vt,豎直方向y=1由平拋運(yùn)動的位移關(guān)系可知QUOTE,聯(lián)立解得18.質(zhì)量為30kg的小孩從高度為2m的滑梯頂端由靜止開始滑下，滑到底端時的速度為2m/s，g取10m/s2，關(guān)于力對小孩做的功，下列說法錯誤的是（）A.支持力做功為540JB.阻力做功為540JC.合外力做功為60JD.重力做功為600J【答案】A【解析】A、支持力與運(yùn)動方向垂直，故支持力做功為0，故A錯誤；BCD、根據(jù)動能定理知，W合=12mv2=119.如圖，彈簧固定在地面上，一小球從它的正上方A處自由下落，到達(dá)B處開始與彈簧接觸，到達(dá)C處速度為零，不計空氣阻力，則在小球從B處到C處的過程中（）A.彈簧的彈性勢能先增大后減小B.小球到達(dá)B處時動能達(dá)最大值C.小球的機(jī)械能逐漸減小D.小球的機(jī)械能守恒【答案】C【解析】A、在B→C的過程中，彈簧的壓縮量逐漸增大，小球始終克服彈力做功，彈性勢能不斷增大，故A錯誤；B、小球撞擊彈簧，受到彈簧向上的彈力，開始重力大于彈力，繼續(xù)向下加速運(yùn)動；彈簧不斷被壓縮，彈力在增大，當(dāng)彈力等于重力時，小球的運(yùn)動速度最大，此后小球受到的彈力大于重力，開始向下做減速運(yùn)動，直到減速到零，故B錯誤；C、在小球從B到C的過程中彈簧的彈力對小球始終做負(fù)功，故小球的機(jī)械能逐漸減小，故C正確；D、在整個過程中，小球受彈力做功，所以小球機(jī)械能不守恒，故D錯誤.20.一物體從高處由靜止落下，取地面為零勢能面，物體的機(jī)械能E隨它離開地面的高度h的變化如圖所示。由圖可知物體的質(zhì)量為kg，物體下落時受到的阻力大小為N.【答案】，5【解析】由圖可知，時，，此時物體的動能為0，則物體的重力勢能，由，解得根據(jù)功能關(guān)系可知，△，由圖可知，△，可得21.小明同學(xué)用實(shí)驗(yàn)研究“圓珠筆的上跳”。一支可伸縮的圓珠筆，內(nèi)有一根彈簧，尾部有一個小帽，壓一下小帽，筆尖就伸出。如圖，他手握筆桿，使筆尖向上，小帽抵在桌面上，再壓下后突然放手，筆桿將豎直向上跳起一定的高度。再某次實(shí)驗(yàn)中，小明用刻度尺測得圓珠筆跳起的高度為12cm。（1）圓珠筆由桌面靜止起跳到上升至最大高度的過程中，能量發(fā)生了怎樣的變化？（2）從能量轉(zhuǎn)化的角度計算出圓珠筆起跳的初速度V0【答案】（1）先是圓珠筆彈簧彈性勢能轉(zhuǎn)化為圓珠筆動能，之后圓珠筆動能又轉(zhuǎn)化為圓珠筆重力勢能。（2）【解析】（1）圓珠筆由桌面靜止起跳到上升至最大高度的過程中，先是圓珠筆彈簧彈性勢能轉(zhuǎn)化為圓珠筆動能，之后圓珠筆動能又轉(zhuǎn)化為圓珠筆重力勢能。（2）圓珠筆上跳過程機(jī)械能守恒，則有：mgh=1據(jù)題有：解得：22.如圖所示為游樂場的一種滑道示意圖，滑道最高點(diǎn)A與最低點(diǎn)B之間的高度差。一個質(zhì)量m=20kg的小孩（視為質(zhì)點(diǎn)）沿左邊的臺階登上滑道頂端，再從A點(diǎn)由靜止開始沿滑道下滑，小孩在滑道上的AB段滑行時受到的阻力忽略不計，g取10m/s2。(1)小孩沿左邊的臺階向上登高的過程中，其重力勢能增加還是減少?(2)求小孩從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過程中，重力所做的功W。(3)求小孩經(jīng)過B點(diǎn)時的速度v的大小?！敬鸢浮浚?）重力勢能增加；（2）360J（3）6m/s【解析】（1）選擇地面為重力勢能的零勢能面，小孩登高過程中，高度增加，所以重力勢能也增加。（2）小孩從點(diǎn)滑到點(diǎn)的過程中，重力做功。（3）小孩從到點(diǎn)的過程中只有重力做功，故機(jī)械能守恒，設(shè)小孩到點(diǎn)的速度大小為，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有：①由①式可得：。23.功是過程量，談到功對應(yīng)著某一個過程。有一物體在兩個相互垂直的力作用下運(yùn)動，力F1對物體做功6J，物體克服力F2做功8J，則物體的動能在這個過程中（）A.增加14JB.增加10JC.增加2JD.減少2J【答案】D【解析】求合力的功有兩種方法，此處可選擇：先求出各個力做功，再根據(jù)功的代數(shù)和求出總功；由題意可知，力F1對物體做功6J，物體克服力F2做功8J，即8J．兩力的合力功它們之和，故W=6J+（8J）=2J，則根據(jù)動能定理可知，物體的動能為減少了2J；故D正確，ABC錯誤24.如下圖所示，質(zhì)量為M的木塊靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度V0沿水平方向射中木塊并最