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功能关系、能量转化和守恒定律-教师版.pdf

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功能关系、能量转化和守恒定律 1.如图5-4-1 所示,一轻弹簧的左端固定,右端与一小球相连,小球处于光滑水平面上.现 对小球施加一个方向水平向右的恒力F,使小球从静止开始运动,则小球在向右运动的整个 过程中( ) . 图5-4-1 A .小球和弹簧组成的系统机械能守恒 B .小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大 C .小球的动能逐渐增大 D .小球的动能先增大然后减小 解析 小球在向右运动的整个过程中,力 F 做正功,由功能关系知小球和弹簧组成的系统 机械能逐渐增大,选项A 错误,B 正确;弹力一直增大,当弹力等于F 时,小球的速度最 大,动能最大,当弹力大于F 时,小球开始做减速运动,速度减小,动能减小,选项C 错 误,D 正确. 答案 BD 2 .如图5-4-2 所示,一表面光滑的木板可绕固定的水平轴O转动,木板从水平位置OA转 到OB位置的过程中,木板上重为5 N 的物块从靠近转轴的位置从静止开始滑到图中虚线所 示位置,在这一过程中,物块的重力势能减少了4 J .则以下说法正确的是( ) . 图5-4-2 A .物块的竖直高度降低了0.8 m B .由于木板转动,物块下降的竖直高度必大于0.8 m C .物块获得的动能为4 J D .由于木板转动,物块的机械能必定增加 解析 由重力势能的表达式E =mgh,重力势能减少了4 J,而mg=5 N,故h=0.8 m,A p 项正确、B项错误;木板转动,但是木板的支持力不做功,故物块机械能守恒,C项正确、 D项错误. 答案 AC 3.如图5-4-3所示,两物体A、B 用轻质弹簧相连,静止在光滑水平面上,现同时对A、B 两物体施加等大反向的水平恒力F 、F ,使A、B 同时由静止开始运动,在运动过程中,对 1 2 A、B两物体及弹簧组成的系统,正确的说法是(整个过程中弹簧不超过其弹性限度)( ). 图5-4-3 A.机械能守恒 B.机械能不断增加 C.当弹簧伸长到最长时,系统的机械能最大 D.当弹簧弹力的大小与F 、F 的大小相等时,A、B两物体速度为零 1 2 F-kx 解析 F 、F 加在A、B 上以后,A、B 向两侧做加速度a= 减小的加速运动.当F= 1 2 m kx 时,加速度为零,速度达到最大,以 kx>F,A、B 向两侧做减速运动,至速度减为零 时,弹簧伸长到最长,从A、B开始运动到弹簧伸长到最长的过程中,F 、F 都一直做正功, 1 2 使系统的机械能增加.以后弹簧伸长量减小,F 、F 开始做负功,则系统的机械能减小. 1 2 答案 C 4.如图5-4-4所示,用手通过弹簧拉着物体沿光滑斜面上滑,下列说法正确的是( ). 图5-4-4 A.物体只受重力和弹簧的弹力作用,物体和弹簧组成的系统机械能守恒 B.手的拉力做的功,等于物体和弹簧组成的系统机械能的增加量 C.弹簧弹力对物体做的功,等于物体机械能的增加量 D.手的拉力和物体重力做的总功等于物体动能的增加量 解析 对于物体和弹簧组成的系统,当只有重力做功时机械能才守恒,手的拉力对系统做正 功,系统的机械能增大,由功能关系可知,A错,B对;对物体,弹簧弹力是外力,物体所 受外力中,除重力外只有弹簧弹力做功,因此弹簧弹力做的功等于物体机械能的增加量,C 对;手的拉力作用于弹簧,因此引起弹簧的形变而改变弹性势能,D 错. 答案 BC 5 .如图5-4-5 所示,光滑细杆AB、AC 在A 点连接,AB 竖直放置,

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