功能关系、能量转化和守恒定律-教师版.pdf

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，