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文檔簡介
PAGE4-能量守恒定律與能源(15分鐘·30分)一、選擇題(本題共4小題,每題5分,共20分)1.自由搖擺的秋千搖擺的幅度越來越小,下列說法中正確的是 ()A.機械能守恒B.能量正在消逝C.只有動能和重力勢能的相互轉化D.削減的機械能轉化為內能,但總能量守恒【解析】選D。在秋千搖擺的過程中,由于阻力的存在,須要克服阻力做功,機械能會削減,但能量并沒有消逝,削減的機械能轉化為內能,總能量保持不變。2.如圖所示是具有登高平臺的消防車,具有肯定質量的伸縮臂能夠在5min內使承載4人的登高平臺(人連同平臺的總質量為400kg)上升60m到達滅火位置。此后,在登高平臺上的消防員用水炮滅火,已知水炮的出水量為3m3/min,水離開炮口時的速率為20m/s,則用于(g取10m/s2A.水炮工作的發動機輸出功率約為1×104WB.水炮工作的發動機輸出功率約為4×104WC.水炮工作的發動機輸出功率約為2.4×106WD.伸縮臂抬升登高平臺的發動機輸出功率約為800W【解析】選B。登高平臺的發動機輸出功率為克服伸縮臂和人連同平臺的重力的功率,克服人和平臺重力的功率P==W=800W,故輸出功率應大于800W,選項D錯誤;在1s內,噴出去水的質量為m2=ρV=103×kg=50kg,增加的重力勢能為WG=m2gh=50×10×60J=3×104J,增加的動能為m2v2=1×104J,所以1s內水增加的機械能為4×104J,所以水炮工作的發動機輸出功率為4×104W,選項B正確,A、C錯誤。3.燃放禮花已成為節日必不行少的項目,節日燃放禮花彈時,要先將禮花放入一個豎直的炮筒中,然后點燃禮花彈的放射部分,通過火藥猛烈燃燒產生的高壓燃氣,將禮花彈由炮筒底部射向空中,若禮花彈在由炮筒底部擊發至炮筒口的過程中,克服重力做功W1,克服炮筒阻力及空氣阻力做功W2,高壓燃氣對禮花彈做功W3,則禮花彈在炮筒內運動的過程中(設禮花彈放射過程中質量不變) ()A.禮花彈的動能改變量為W3+W2+W1B.禮花彈的動能改變量為W3-W2-W1C.禮花彈的重力勢能改變量為W3-W1D.禮花彈的機械能改變量為W3-W2-W1【解析】選B。依據動能定理ΔEk=W3-W2-W1,故A錯,B對;ΔEp=-WG=W1,故C錯;由能量守恒:ΔE=W3-W2,故D錯。4.(2024·濰坊高一檢測)如圖,一顆小彈丸從離水面不高處落入水中,濺起的幾個小水珠可以跳得很高(不計能量損失),下列說法正確的是 ()A.小彈丸下落時具有的重力勢能等于幾個水珠在最高點的重力勢能B.小彈丸下落時具有的重力勢能小于幾個水珠在最高點的重力勢能C.小彈丸下落時具有的重力勢能大于幾個水珠在最高點的重力勢能D.小水珠跳起的高度超過彈丸下落的高度,是違反能量守恒的【解析】選C。彈丸的重力勢能轉化為彈丸的動能,再轉化為水的彈性勢能,最終轉化成小水珠的動能,小水珠上升的過程中,動能又轉化為重力勢能(即表現為小水珠的高度),在這一過程中,水的總動能要小于彈丸的動能,但是,各個水珠的質量都比較小,因此,小水珠跳起的高度存在多種可能性,當彈丸的質量比較大的時候,完全有可能出現個別小水珠跳起的高度較高的狀況,甚至可以超過彈丸下落的高度,故C正確,A、B、D都錯誤。二、計算題(10分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數值計算的要標明單位)5.如圖所示,質量為m的工件,從高h的光滑曲面上由靜止下滑,水平向右進入傳送帶,傳送帶以v0=的速度勻速向左運動,傳送帶長L,工件與傳送帶之間的動摩擦因數μ=。求:(1)工件離開傳送帶時的速度,工件是從傳送帶的左邊還是右邊離開傳送帶?(2)工件在傳送帶上運動過程產生的熱量。【解析】(1)設工件從傳送帶右邊離開,工件到達傳送帶右邊時速度大小為v,則mgh-μmgL=mv2解得v=>0所以工件從傳送帶右邊離開(2)工件到達傳送帶時速度大小為v′,在傳送帶上運動時間為t,則mgh=mv′2v′-v=ata=μg產生的熱量Q=μmg(v0t+L)由以上各式解得Q=mgh答案:(1)右邊(2)mgh(10分鐘·20分)6.(10分)(多選)如圖所示,輕質彈簧一端固定,另一端與一質量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環相連,彈簧水平且處于原長。圓環從A處由靜止起先下滑,經過B處的速度最大,到達C處的速度為零,AC=h。圓環在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A。彈簧始終在彈性限度內,重力加速度為g。則圓環 ()A.下滑過程中,加速度始終減小B.下滑過程中,克服摩擦力做的功為mv2C.在C處,彈簧的彈性勢能為mv2-mghD.上滑經過B的速度大于下滑經過B的速度【解析】選B、D。圓環受到重力、彈力、阻力、支持力,圓環的運動是先做加速度減小的加速運動,再做加速度增大的減速運動,最終靜止,A項錯誤;A到C過程,依據能量守恒定律有mgh-Wf=Ep(Wf為阻力做功,Ep為彈性勢能),C到A過程,mv2+Ep=mgh+Wf,聯立解得Wf=mv2,B項正確;在C處,彈簧的彈性勢能為mgh-mv2,C項錯誤;A到B過程,mgh1-Wf1=m+ΔEp1,C到B過程,mv2+ΔEp2=m+mgh2+Wf2,比較得vB2>vB1,D項正確。7.(10分)滑塊以某一初速度從固定的粗糙斜面底端向上運動,然后又滑回斜面底端。若滑塊向上運動的位移中點為A,滑塊兩次經過A點的速率分別為vA1、vA2,上滑和下滑過程的重力勢能的改變量的肯定值分別為ΔEp1、ΔEp2,則 ()A.vA1=vA2,ΔEp1=ΔEp2B.vA1=vA2,ΔEp1>ΔEp2C.vA1>vA2,ΔEp1=ΔEp2D.vA1>vA2,ΔE
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