课时作业(二十一)
一、选择题
1．物体只在重力和一个不为零的向上的拉力作用下，分别做匀速上升、加速上升和减速上升三种运动．在这三种情况下，物体机械能的变化情况是( )
A．匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小
B．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小
C．由于该拉力与重力大小的关系不明确，所以不能确定物体机械能的变化情况
D．三种情况中，物体的机械能均增加
答案 D
解析 无论物体怎样向上运动，拉力都做正功，物体的机械能均增加，故选D项．
2．(多选)质量为m的物体在竖直向上拉力F的作用下从静止出发以2g的加速度匀加速上升h，则( )
A．物体的机械能增加3mgh B．物体的重力势能增加mgh
C．物体的动能增加Fh D．物体在上升过程中机械能守恒
答案 AB
解析 由F－mg＝2mg，得拉力F＝3mg，机械能的增加等于拉力F做的功，即WF＝Fh＝3mgh，A项对，D项错．重力势能的增加等于克服重力做的功mgh，B项对．动能的增加等于合力做的功，即W合＝m·2g·h＝2mgh＝Fh，C项错．
3．市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)．在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽．该装置的能量转化情况是( )
A．太阳能→电能→机械能 B．太阳能→机械能→电能
C．电能→太阳能→机械能 D．机械能→太阳能→电能
答案 A
解析 电池板把太阳能转化为电能，小电动机把电能转化为机械能．
4.
(多选)在体育比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)( )
A．他的动能减少了Fh－mgh
B．他的重力势能增加了mgh
C．他的机械能减少了(F－mg)h
D．他的机械能减少了Fh
答案 AD
解析 由动能定理，ΔEk＝mgh－Fh，动能减少了Fh－mgh，A项正确；他的重力势能减少了mgh，B项错误；他的机械能减少了ΔE＝Fh，C项错误，D项正确．
5.
如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为g.在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是( )
A．运动员减少的重力势能全部转化为动能
B．运动员获得的动能为mgh
C．运动员克服摩擦力做功为mgh
D．下滑过程中系统减少的机械能为mgh
答案 D
解析 运动员的加速度为g，根据牛顿第二定律得，mgsin30°－Ff＝ma，解得摩擦力Ff＝mg，下滑过程克服摩擦力做功Wf＝Ffx＝mg·＝mgh，C项错误；根据功能关系，下滑过程运动员减少的重力势能转化为动能和内能，系统减少的机械能转化为内能，大小等于Wf＝mgh，A项错误，D项正确；由动能定理，mgh－Wf＝Ek2－0，解得运动员获得的动能Ek2＝mgh，B项错误．
6.
如图所示，轻质弹簧长为L，竖直固定在地面上，质量为m的小球，在离地面高度为H处，由静止开始下落，正好落在弹簧上，使弹簧的最大压缩量为x，在下落过程中，小球受到的空气阻力为F阻，则弹簧在最短时具有的弹性势能为( )
A．(mg－F阻)(H－L＋x) B．mg(H－L＋x)－F阻(H－L)
C．mgH－F阻(H－L) D．mg(L－x)＋F阻(H－L＋x)
答案 A
