2024-2025年高一物理人教版必修二课间十分钟同步重点练习-课时7.10 能量守恒定律与能源（重点练）(解析版).docx

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第

第10课时能量守恒定律与能源

第七章机械能守恒定律

1．如图甲所示，长为L的长木板水平放置，可绕左端的转轴O转动，左端固定一原长为的弹簧，一质量为m的小滑块压缩弹簧到图甲中的a点（物体与弹簧不连接），Oa间距离为。将小滑块由静止释放后，木板不动，小滑块恰能到达木板最右端。将木板绕O点逆时针转动37°后固定，如图乙所示，仍将物体由a点静止释放，物体最多运动到离O点3L/4的b点。已知弹簧的弹性势能，其中k为弹性系数，Δx为弹簧的形变量。取sin37°=0.6，cos37°=0.8.下列说法正确的是（）

A．物体与木板间的动摩擦因数为

B．物体在a点时，弹簧的弹性势能为

C．长木板水平放置时，物体运动过程中的最大动能为

D．长木板水平放置时，物体运动过程中的最大动能为

【答案】A

【解析】A．由能量守恒定律

解得，A正确；

B．物体在a点时，弹簧的弹性势能为

B错误；

CD．弹力等于摩擦力时动能最大

解得

由能量守恒定律

解得，CD错误。

故选A。

2．如图所示，电机（未画出）驱动传送带向高处运送物块。将一物块无初速度轻轻放在传送带底端，此后的运动有两个阶段。第一阶段物块被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段物块与传送带相对静止，匀速运动到传送带顶端。下列说法正确的是（）

A．第一阶段滑动摩擦力对物体做正功，第二阶段静摩擦力对物体不做功

B．第一阶段摩擦力对物体做的功小于第一阶段物体克服重力做的功

C．第一阶段电机由于传送物块（比空载时）所多消耗的能量为此阶段物块机械能增量的两倍

D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加量大于全过程中的摩擦生热

【答案】CD

【解析】A．由题意可知，第一阶段物块受三个力：重力，垂直于传送带向上的支持力和沿着传送带向上的滑动摩擦力。在物块运动的过程中，摩擦力做正功。第二阶段的物块也受三个力：重力，垂直于传送带向上的支持力和沿着传送带向上的静摩擦力。所以在物块运动的过程中，摩擦力也做正功。所以A错误；

B．在第一阶段，对物块由动能定理得

设传送带的倾角为，传送带的速度为。变形可得

即第一阶段摩擦力对物体做的功大于第一阶段物体克服重力做的功，所以B错误；

C．在第一阶段，电机由于传送物块（比空载时）所多消耗的能量为

其中是第一阶段中物块运动的位移，即

是相同时间内，第一阶段中传送带运动的位移，即

又

则

即

由B选项分析可知

此阶段物块机械能增量为

即

即第一阶段电机由于传送物块（比空载时）所多消耗的能量为此阶段物块机械能增量的两倍，所以C正确；

D．对物块，由能量守恒可得，物体从底端到顶端全过程机械能的增加量为

全过程对于整体来说，第二阶段中摩擦生热为零，所以全过程中的摩擦生热在第一阶段。那么，全过程的摩擦生热为

所以可以看出

即物体从底端到顶端全过程机械能的增加量大于全过程中的摩擦生热。所以D正确。

故选CD。

3．如图所示，一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端。已知物体在运动过程中所受的摩擦力恒定。若用v、s、Ep和E分别表示该物体的速度大小、位移大小、重力势能和机械能，设斜面最低点重力势能为零，则下列图像中可能正确的是（）

B．

C． D．

【答案】D

【解析】A．在v-t图象中，斜率表示加速度大小，由于物体沿斜面做匀加速运动，因此其v-t图象斜率不变，选项A错误；

B．物体下滑位移为，因此由数学知识可知其位移—时间图象为上开口抛物线，故B错误；

C．设斜面高为h0，倾角为，则物体下落的高度

选因为斜面最低点重力势能为零，则物体的重力势能为

所以EP-t图象明显不是一次函数关系，选项C错误；

D．根据功能关系，克服摩擦力做功等于机械能减小量，故物体的机械能

所以E-t图象是下开口抛物线，选项D正确。

故选D。

4．如图所示，细线上挂着小球，用水平恒力F将小球从竖直位置P拉到位置Q，小球在Q点垂直绳方向所受的合力恰好为零，此时细绳与竖直方向的夹角为，则（）

A．恒力做功等于小球重力势能的增量

B．小球将静止在Q点

C．细线对小球做的功为零

D．若在Q点将外力F撤去，小球来回摆动的角度将等于

【答案】C

【解析】A．小球在Q点垂直绳方向所受的合力恰好为零，由图可知恒力F和重力G的关系为

从竖直位置P拉到位置Q过程中位移为s，恒力F做功

重力G做功的大小

所以

即有

而小球重力势能的增量等于重力G做功的大小，因此恒力做功大于小球重力势能的增量，选项A错误；

B．因为，根据动能定理可知小球到达Q点时动能不为零，小球具有一定速度，不会静止在Q点，选项B错误；

C．因为小球的轨迹是圆弧，其速度方向始终与细线垂直，因此细线的拉力始终与速度垂直，对小球