高中物理人教版 (2019)必修 第二册第七章 万有引力与宇宙航行2 万有引力定律课时练习

追寻守恒量——能量

1．2022年冬奥会由北京和张家口承办，滑雪是冬奥会的比赛项目之一。高台滑雪运动员腾空跃下，如果不考虑空气阻力，则下落过程中该运动员的能量的转换关系是(　C　)

A．动能减少，重力势能减少

B．动能减少，重力势能增加

C．动能增加，重力势能减少

D．动能增加，重力势能增加

解析：运动员在从高处下落过程中，运动员的质量不变，速度增大，动能增加；同时运动员的高度减小，重力势能减少，故选C。

2．下列关于功和能的说法正确的是(　D　)

A．功就是能，能就是功

B．物体做的功越多，说明物体具有的能就越大

C．外力对物体不做功，这个物体就没有能量

D．能量转化的多少可用功来量度

解析：功是能量转化的量度，做功的过程就是能量转化的过程，选项A错误，D正确；物体做的功越多，说明能量转化的越多，选项B错误；外力对物体不做功，并不说明这个物体就没有能量，选项C错误。

3．伽利略曾设计了如图所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点，如果在E或F处钉上钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点。这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小(　C　)

A．只与斜面的倾角有关 B．只与斜面的长度有关

C．只与下滑的高度有关 D．只与物体的质量有关

解析：伽利略的理想斜面和摆球实验，斜面上的小球和摆线上的小球好像“记得”自己的起始高度，实质是动能与势能的转化过程中，总能量不变。物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，高度越大，初始的势能越大，转化后的末动能也就越大，速度越大。选项C正确。

4．(多选)2019年5月18日，国际田联钻石赛上海站，李玲成功跃过4米72，打破女子撑杆跳亚洲纪录。如图所示表示李玲撑秆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆、落地(未画出)。在这几个阶段中有关能量转化的情况，正确的是(　ABC　)

A．助跑阶段，身体中的化学能转化为人和杆的动能

B．起跳时，人的动能和化学能转化为人和杆的势能

C．越过横杆后，人的重力势能转化为动能

D．落地后，人的能量消失了

解析：李玲在助跑、撑竿起跳、越横杆下落的几个过程中，能量的转化分别为化学能转化为动能，化学能和动能转化为势能，重力势能转化为动能，故A、B、C正确；人落地后，人的重力势能会使地面发生形变及温度升高，即人的能量并没有消失，故D错。

5．如图所示，将一个带轴的轮子用两根细线悬吊起来，使轮轴处于水平状态，做成一个“滚摆”。旋转滚摆，让细线绕在轮轴上，然后由静止开始释放滚摆。滚摆就会边旋转边下落，绕在轮轴上的细线也随之不断释放；到达最低点后，滚摆又会边旋转边上升，细线又随之逐渐绕在轮轴上。试分析滚摆运动过程中的能量转化情况。在阻力小到可以忽略的情况下，试猜想滚摆每次都能回升到起始点的高度吗？请说明你猜想的依据。

解析：在滚摆向下运动的过程中，滚摆的高度不断降低，下落速度和旋转的速度不断增大，滚摆的重力势能转化为动能；在滚摆向上运动的过程中，滚摆的高度不断增加，上升速度和旋转速度不断减小，滚摆的动能又转化为重力势能。依据能量守恒，在阻力小到可以忽略的情况下，滚摆能量的总量保持不变，滚摆每次都应该能回升到起始点的高度。