1、专题限时集训(六)专题六能量转化与守恒(时间：45分钟)1关于功和机械能，下列说法不正确的是()A在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少仍等于重力对物体所做的功B合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关D运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量图612质量为m的滑块以初速度v0自固定在地面上的粗糙斜面的底端冲上斜面，到达某一高度后又自动返回至斜面底端，图62中分别给出了在整个运动过程中滑块的速度v、加速度大小a、动能Ek及机械能E随时间t的变化关系图象，则其中可能正确的是(规定斜面底端所在水平面为零势能参考平面)()
2、ABCD图623如图63所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b.不计空气阻力，则()图63A小球带负电B小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小C小球所受电场力跟重力平衡D小球在运动过程中机械能守恒4如图64所示，有一固定轨道ABCD，AB段是四分之一光滑圆弧轨道，其半径为R，BC段是水平光滑轨道，CD段是光滑斜面轨道，BC和CD间用一小段光滑圆弧连接有编号为1、2、3、4完全相同的4个小球(小球不能视为质点，其半径rR)，紧挨在一起从圆轨道上某处由静止释放，经BC到CD上，忽略一切
3、阻力，则下列说法正确的是()A4个小球在整个运动过程中始终不分离B在AB上运动时，2号球对3号球不做功C在CD上运动时，2号球对3号球做正功D4号球在CD上运动的最大高度与1号球初始位置等高图645固定在水平地面上的光滑斜面倾角为，斜面底端固定一个与斜面垂直的挡板，一木板A被放在斜面上，其下端离地面高为H，上端放着一个小物块B，如图65所示木板和物块的质量均为m，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmgsin(k1)，把它们由静止释放，木板与挡板发生碰撞时，时间极短，无动能损失，而物块不会与挡板发生碰撞求：(1)木板第一次与挡板碰撞弹回沿斜面上升过程中，物块B的加速度；(2)从释放木板到木板与挡
4、板第二次碰撞的瞬间，木板运动的路程s；(3)从释放木板到木板和物块都静止，木板和物块系统损失的机械能图656如图66所示，质量m60 kg参加“挑战极限”的业余选手，要越过宽度为s2.5 m的水沟，跃上高为H2.0 m的平台，采用的方法是：人手握一根长为L3.25 m的轻质弹性杆的一端，从A点由静止开始匀加速助跑，至B点时，杆的另一端抵在O点的阻挡物上，接着杆发生形变、同时脚蹬地，人被弹起，离地时重心高h0.8 m，到达最高点时杆处于竖直，人的重心在杆的顶端运动过程中空气阻力可忽略不计(取g10 m/s2)(1)第一次试跳，人恰能到达最高点，则人在B点离开地面时的速度v1是多少？(2)第二次试
5、跳，人在最高点放开杆水平飞出后，恰好趴落到平台边缘，则人在最高点飞出时速度v2至少多大？(3)设在第二次试跳中，人跑到B点时速度大小为vB8 m/s，求人在B点蹬地弹起瞬间，至少应做多少功？图667大风可能给人们的生产和生活带来一些危害，同时风能也是可以开发利用的清洁能源(1)据北京市气象台监测显示，2012年3月23日北京刮起了今年以来最大的风，其短时风力达到近十级在海淀区某公路旁停放的一辆小轿车被大风吹倒的数字信息亭砸中，如图67所示已知该信息亭形状为长方体，其高度为h，底面是边长为l的正方形，信息亭所受的重力为G，重心位于其几何中心求大风吹倒信息亭的过程中，至少需要对信息亭做多少功图67
6、(2)风力发电是利用风能的一种方式，风力发电机可以将风能(气流的动能)转化为电能，其主要部件如图68所示已知某风力发电机风轮机旋转叶片正面迎风时的有效受风面积为S，运动的空气与受风面作用后速度变为零，风力发电机将风能转化为电能的效率和空气密度均保持不变当风速为v且风向与风力发电机受风面垂直时，风力发电机输出的电功率为P.求在同样的风向条件下，风速为时这台风力发电机输出的电功率利用风能发电时由于风速、风向不稳定，会造成风力发电输出的电压和功率不稳定请你提出一条合理性建议，解决这一问题图68源网w。w-w*k&s%5￥u专题限时集训(六)1D解析 任何时候重力做的功都等于重力势能的减少量，选项A正
7、确；合外力做功等于物体动能改变量，这是动能定理的内容，选项B正确；势能是相互作用能，存在于两个相互作用物体之间，其大小与势能零点的选取有关，选项C正确；动能减少量与重力势能增加量只有在机械能守恒时才会相等，选项D错误2B解析 由于斜面存在摩擦，所以向上滑时的加速度大于下滑时的加速度，选项A错误，选项B正确；动能随时间非线性变化，选项C错误；由于始终存在摩擦力做负功，所以其机械能一直减少，选项D错误3C解析 小球做匀速圆周运动，说明运动过程中合力不做功，即小球所受电场力与重力平衡，小球受到的电场力竖直向上，所以小球带正电，从a点到b点过程电场力做负功，电势能增大，选项A、B错误，选项C正确；因为
8、运动过程中电场力做功，所以机械能不守恒，选项D错误4A解析 圆弧轨道越低的位置切线的倾角越小，加速度越小，故互相有挤压，2号球对3号球做正功，选项B错误；水平面上速度相同，无挤压也不分离斜面上加速度相同，也是无挤压也不分离，2号球对3号球不做功，故选项A正确，选项C错误；从圆弧上由静止释放至到达斜面的最高点，机械能守恒，重心的高度要相同，因此4号球在CD上运动的最大高度与1号球的初始高度不一定等高，故选项D错误5(1)(k1)gsin，方向沿斜面向上(2)(3)解析 (1)设木板第一次上升过程中，物块的加速度为aB，由牛顿第二定律有kmgsinmgsinmaB，解得aB(k1)gsin，方向沿
9、斜面向上(2)设以地面为零势能面，木板第一次与挡板碰撞时的速度大小为v1.由机械能守恒定律有2mv2mgH，解得v1.设木板弹起后的加速度为aA，由牛顿第二定律有mgsinkmgsinmaA解得aA(k1)gsin.木板第一次弹起的最大位移x1，解得x1木板运动的路程s2x1.(3)设物块相对木板滑动距离为L，根据能量守恒定律有mgHmg(HLsin)kmgsinL木板和物块系统损失的机械能EkmgsinL解得E.6(1)7 m/s(2)5 m/s(3)300 J解析 (1)由机械能守恒定律，得mvmg(Lh)v17 m/s.(2)人飞出后做平抛运动，最高点速度为v2时人刚好落在平台上，则LH
10、gt2，sv2t解得v2s5 m/s.(3)设蹬地瞬间人做功W，由动能定理，有Wmg(Lh)mvmv解得Wmg(Lh)mvmv300 J.7(1)G(h)(2)略解析 (1)信息亭被大风吹倒的过程中，其重心上升的最大高度为h当信息亭重心最高时速度为零，风对信息亭所做的功最少设风吹倒信息亭至少做的功为W，由动能定理，有WGh0解得WG(h)(2)单位时间内垂直吹向旋转叶片有效受风面积的空气的质量为mSv这些空气所具有的动能为EkSv3设风力发电机将风能转化为电能的效率为k，则风力发电机输出的电功率为PkEkkSv3当风速为时输出的电功率PkSP.若风向改变，可以调整风车的叶面朝向，使叶面与风速垂直，风力发电机更多地接受风能；风大时可以让风力发电机将多余的电能给蓄电池充电，把电能储存起来，发电机输出功率变小时用蓄电池辅助供电等
