學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精專題能力訓練6能量轉化與守恒定律（時間:45分鐘滿分：100分）一、選擇題(本題共8小題,每小題7分，共56分。在每小題給出的四個選項中,1～5題只有一個選項符合題目要求,6～8題有多個選項符合題目要求。全部選對的得7分，選對但不全的得4分，有選錯的得0分）1.如圖甲所示，傾角為θ的斜面足夠長，質量為m的小物塊受沿斜面向上的拉力F作用，靜止在斜面中點O處，現改變拉力F的大小(方向始終沿斜面向上),物塊由靜止開始沿斜面向下運動,運動過程中物塊的機械能E隨離開O點的位移x變化關系如圖乙所示,其中O~x1過程的圖線為曲線,x1~x2過程的圖線為直線,物塊與斜面間動摩擦因數為μ。物塊從開始運動到位移為x2的過程中（)A。物塊的加速度始終在減小B.物塊減少的機械能等于物塊克服合力做的功C。物塊減少的機械能小于減少的重力勢能D。物塊減少的機械能等于物塊克服摩擦力做的功2。如圖所示,固定的傾斜光滑桿上套有一個質量為m的小球,小球與一輕質彈簧一端相連,彈簧的另一端固定在地面上的A點,已知桿與水平面之間的夾角θ<45°，當小球位于B點時,彈簧與桿垂直,此時彈簧處于原長。現讓小球自C點由靜止釋放，小球在BD間某點靜止。在小球由C點滑到最低點的整個過程中，關于小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能，下列說法正確的是 ()A.小球的動能與重力勢能之和保持不變B.小球的動能與重力勢能之和先增大后減小C.小球的動能與彈簧的彈性勢能之和保持不變D.小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和保持不變3。如圖所示，輕質彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A靜止于光滑水平桌面上，A右端連接一細線，細線繞過光滑的定滑輪與物體B相連。開始時用手托住B,讓細線恰好伸直，然后由靜止釋放B,直至B獲得最大速度。下列有關該過程的分析正確的是()A。B物體受到細線的拉力保持不變B.B物體機械能的減少量小于彈簧彈性勢能的增加量C.A物體動能的增加量等于B物體重力做功與彈簧對A的彈力做功之和D.A物體與彈簧所組成的系統機械能的增加量等于細線拉力對A做的功4.如圖所示,質量為m的小球沿光滑的斜面AB下滑,然后可以無能量損失地進入光滑的圓形軌道BCD。小球從A點開始由靜止下滑,已知A、C之間的豎直高度為h，圓軌道的半徑為R,重力加速度為g,則下列判斷正確的是（）A。若h=2R，則小球剛好能到達D點B。若小球恰好能通過D點，則小球到達D點的速率為gRC。小球能通過D點，則小球在C點和D點的向心加速度大小相等D。若小球到達D點的速率為2gR,則小球對D點的壓力大小為25.小車靜止在光滑的水平導軌上,一個小球用細繩懸掛在車上由圖中位置無初速釋放，在小球下擺到最低點的過程中,下列說法正確的是(）A.繩對球的拉力不做功B。球克服繩拉力做的功等于減少的機械能C.繩對車做的功等于球減少的重力勢能D。球減少的重力勢能等于球增加的動能6.(2017·湖南邵陽聯考)2017年1月5日，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭成功將一顆通信技術試驗衛星發射升空。若該衛星在發射過程中質量保持不變,則在該衛星發射升空遠離地球的過程中,其所受地球的萬有引力F及重力勢能Ep的變化情況分別為（）A。F變大 B。F變小C.Ep變大 D。Ep變小7.(2017·山東青島一模)如圖所示，F-t圖象表示某物體所受的合外力F隨時間的變化關系，t=0時物體的初速度為零，則下列說法正確的是()A。前4s內物體的速度變化量為零B.前4s內物體的位移為零C.物體在0~2s內的位移大于2～4s內的位移D.0~2s內F所做的功等于2～4s內物體克服F所做的功8.如圖所示,固定在水平面上的光滑斜面傾角為30°，質量分別為m0、m的兩個物體通過細繩及輕彈簧連接于光滑輕滑輪兩側,斜面底端有一與斜面垂直的擋板。開始時用手按住物體m0，此時m0距離擋板的距離為s,滑輪兩邊的細繩恰好伸直，且彈簧處于原長狀態。已知m0=2m,空氣阻力不計。松開手后,關于二者的運動,下列說法正確的是（)A。m0和m組成的系統機械能守恒B。當m0的速度最大時,m與地面間的作用力為零C。若m0恰好能到達擋板處，則此時m的速度為零D.若m0恰好能到達擋板處，則此過程中重力對m0做的功等于彈簧彈性勢能的增加量與物體m的機械能增加量之和二、非選擇題（本題共3小題,共44分)9。（14分）如圖所示,固定在水平面上的光滑斜面AB與水平方向的夾角θ=45°，A、B兩點的高度差h=4m,在B點左側的水平面上有一左端固定的輕質彈簧,自然伸長時彈簧右端到B點的距離s=3m。質量為m=1kg的物塊從斜面頂點A由靜止釋放,物塊進入水平面后向左運動壓縮彈簧的最大壓縮量x=0.2m。已知物塊與水平面間的動摩擦因數μ=0.5，g取10m/s2，不計物塊在B點的機械能損失。求：（1)彈簧的最大彈性勢能;（2）物塊最終停止位置到B點的距離;（3)物塊在斜面上滑行的總時間（結果可用根式表示）。10。（15分）如圖所示,傾角為37°的粗糙斜面AB的底端與半徑R=0.4m的光滑半圓軌道BC平滑相連,O點為圓心，BC為直徑且處于豎直方向，A、C兩點等高。質量m=1kg的滑塊從A點由靜止開始下滑，恰能滑到與O點等高的D點，g取10m/s2,sin37°=0。6，cos37°=0.8。（1)求滑塊與斜面間的動摩擦因數μ.（2)若使滑塊能到達C點,求滑塊從A點沿斜面滑下時的初速度v0的最小值.(3）若滑塊離開C處的速度大小為4m/s,求滑塊從C點飛出至落到斜面上所經歷的時間t。11.(15分)(2017·全國Ⅰ卷）一質量為8。00×104kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面.飛船在離地面高度1。60×105m處以7。5×103m/s的速度進入大氣層，逐漸減慢至速度為100m/s時下落到地面。取地面為重力勢能零點,在飛船下落過程中，重力加速度可視為常量，大小取為9。8m/s2。（結果保留2位有效數字）(1）分別求出該飛船著地前瞬間的機械能和它進入大氣層時的機械能。(2）求飛船從離地面高度600m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功，已知飛船在該處的速度大小是其進入大氣層時速度大小的2.0％。專題能力訓練6能量轉化與守恒定律1。C2.B3.D4.B5。B6。BC7。ACD8.BD9。答案(1）24J(2)1.6m(3）42解析(1)物塊從開始位置到壓縮彈簧至速度為0的過程，由功能關系可得mgh-μmg(s+x）=Ep解得Ep=24J.(2）物塊從開始位置到最終靜止在水平面上的過程,由功能關系有mgh—μmgl=0解得l=8m所以物塊停止位置到B點距離為Δl=l-2（s+x)=1。6m<3m即物塊最終停止位置距B點1.6m。（3)物塊在光滑斜面上運動時,由牛頓第二定律有mgsinθ=ma解得a=gsinθ設物塊第一次在斜面上運動的時間為t1,則h解得t1=25設物塊從水平面返回斜面時的速度為v,由動能定理可得mgh—2μmg（s+x）=12mv解得v=4m/s所以,物塊第二次在斜面上滑行的時間為t2=2vg物塊在斜面上滑行總時間為t=t1+t2=4210.答案(1）0.375(2)23m/s(3）0.2s解析(1)滑塊從A點到D點的過程中,根據動能定理有mg（2R-R)-μmgcos37°·2Rsin37°=解得μ=12tan37°=0.（2)若滑塊能到達C點，根據牛頓第二定律有mg+FN=mvC≥Rg=2m/s滑塊從A點到C點的過程中，根據動能定理有-μmgcos37°·2v0=vC2+2(3)滑塊離開C點做平拋運動,有x=vC’t，y=12gttan37°=25t2+3t—0。8=0解得t=0。2s。11。答案（1）4.0×108J2.4×1012J(2)9。7×108J解析（1)飛船著地前瞬間的機械能為Ek0=12m式中,m和v0分別是飛船的質量和著地前瞬間的速率。由①式和題給數據得Ek0=4.0×108J②設地面附近的重力加速度大小為g。飛船進入大氣層時的機械能為Eh=12mv式中,vh是飛船在高度1。6×105m處的速度大小。由③式和題給數據得Eh=2.4×1012J④(2）飛船在高度h'=600m處的