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7.10 能量守恒定律及能源1.关于能源的利用，下列说法中正确的是A. 由于我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要B. 能源的利用过程，实质上是能的转化和传递过程C. 现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气D. 煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能【答案】BCD【解析】我国煤和石油的储量较丰富但人均占有量很低，开发太阳能和核能，改善能源结构具有十分重要的意义，可知A错，BCD正确，故选思路分析：根据我国能源现状和对人类目前对能源的利用情况进行解答试题点评：考查了学生对能源的利用和我国能源现状的了解情况。能源已经成为制约我国发展的一个瓶颈。2.如将小球拉至水平位置，释放小球，在小球达到竖直位置时，小球受重力的瞬时功率的变化情况为（ ）A. 一直增大 B. 一直减小C. 先增大后减小 D. 先减小后增大【答案】C【解析】【详解】根据PG=mgvy可知，小球在初位置重力做功的功率为零，在最低点，由于重力的方向与速度方向垂直，则重力做功的功率为零，因为初末位置都为零，则整个过程中重力做功的功率先增大后减小，故选C3.一个小孩站在船头，如图，两种情况下用同样大小的力拉船，经过相同的时间t，小孩做的功分别为W1，W2，及爱相同时间内小孩拉升的功率P1,P2的关系为A. W1 W2 ,P1=P2B. W1 = W2,P1=P2C. W1W2 , P1P2D. W1W2,P1=P2【答案】C【解析】【详解】两种情况用同样大小的力拉绳，左右两幅图中左边的船移动的位移相同，但右图中右边的船也要移动，故拉力作用点移动的距离大；拉力的功等于拉力与作用点在拉力方向上的位移的乘积，故右图中拉力做功多，由于时间相同，故右图中拉力的功率大；故选C。【点睛】本题关键明确拉力的功等于拉力与拉力作用点在拉力方向的位移的乘积，然后根据功率定义判断功率的大小。4.在匀加速运动的车厢里，一个人用力向前推车厢，人相对车厢未移动，下列说法正确的是（ ）A. 人对车不做功B. 人对车做负功C. 推力对车做正功D. 车对人做正功【答案】BCD【解析】【详解】在加速向左运动的车厢中，人的加速度向左，根据牛顿第二定律得出人受的合力向左，人受力在竖直方向平衡，人的合力是由车厢对人的力提供的，所以车厢对人的力向左，所以车厢对人做正功，根据牛顿第三定律人对车厢的合力应向右，所以人对车做负功，所以A错误，BD正确；人对车厢的力向左，车向左运动，所以人对车厢的推力做正功，故C正确；故选BCD。【点睛】此题涉及到牛顿第二定律的应用和力的作用的相互性，解决此类题目要结合作用力和反作用力考虑，即一个物体在施力的同时必然也受力，另一个物体在受力的同时必然也是施力物体5.将一个质量为m，变长为a的匀质正方体翻到，多连续翻滚十次，则推力至少做功（ ）A. 0 B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】要使正方体刚能翻到，对角线恰好在竖直线上时，重力势能的增加量等于推力所做的最小的功。开始时，重心的高度：h0a；对角线恰好在竖直线上时，物体重心的高度：h=a；所以：W=EP=mgh=mga；则连续翻滚十次，推力至少做功，故选C.【点睛】该题中是变力功的问题，不能直接通过功的公式计算，必须通过能量转化的观点求解；使木箱刚能翻到，对角线恰好在竖直线上时，重力势能的增加量等于推力所做的最小的功是解题的关键6.人的心脏每跳一次大约输送的血液，正常血压的平均值为，心脏每分钟跳70次，据此估计心脏工作的平均功率为_W。【答案】1.4【解析】【详解】人的心脏每跳一次输送的血液看做长为L，截面积为S的液柱，心脏每跳一次需做的功为W=FL=pSL=pV，心跳每分钟70次，则心脏工作的平均功率为，【点睛】解决本题的关键会建立模型，将心脏每跳一次输送的血液看做长为L，截面积为S的液柱以及掌握平均功率的公式PW/t.7.额定功率为80KW的汽车在平直的公路上行驶，其最大速度可达到20m/s，汽车的质量为2t。如果从静止开始做匀加速运动，设运动中阻力不变，加速度为2m/s2，求：（1）汽车所受的阻力，（2）这个匀加速过程能维持多长时间？（3）第三秒末汽车的瞬时功率；（4）汽车做匀加速过程中，发动机做的功；【答案】.(1) (2)5s (3)48kw (4)J【解析】【详解】（1）当汽车达最大速度时，加速度为零，牵引力的大小等于阻力的大小，即 （2）设汽车做匀加速运动时，需要的牵引力为F1，有F1=f+ma=8103N汽车做匀加速运动时，牵引力恒定，随着车速的增大，汽车的输出功率增大，当输出功率等于额定功率时的速度是汽车做匀加速运动的最大速度，设为v1，有v1m/s10m/s根据运动学公式，汽车维持匀加速运动的时间为（3）假设3s末汽车仍然匀加速，则此时的瞬时速度为v3=at=6m/sP3=F1v3=8103N6m/s=48kW80kw汽车在3s末的瞬时功率为48kW（4）匀加速过程的位移： 发动机做的功：【点睛】本题考查的是机车启动的两种方式，即恒定加速度启动和恒定功率启动要求同学们能对两种启动方式进行动态分析，能画出动态过程的方框图，公式p=Fv，p指实际功率，F表示牵引力，v表示瞬时速度当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度vm=P/f8.如图，一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道做特技表演，若摩托车的运动速度始终为v=20m/s，人和车的总质量为末200kg，摩托车受到的阻力是摩托车对轨道压力的k倍，且k=0.1。摩托车通过最高点A时，发动机的功率为零（摩托车的身长不计），g=10m/s2，求：（1）竖直远轨道的半径（2）摩托车通过最低点时发动机的功率【答案】R=40m P=8000W【解析】【详解】（1）由于车在A点时的功率为0，故车在A点受到的牵引力、阻力和轨道对摩托车的弹力均为0由牛顿运动定律得：mg=代入数据解得：（2）设摩托车在最低点时，轨道对它的弹力为N，由牛顿运动定律得：N-mg=解得：N=+mg=+20010=4000N摩托车在最低点时受到的阻力为：f=kN=0.14000N=400N则发动机的牵引力为：F=f=400N故摩托车在最低点时的功率为：P=Fv=40020W=8000W【点睛】求发动机的功率时要注意用瞬时功率的公式，车在最高点和最低点时对车受力分析，应用圆周运动的公式即可求得对轨道的压力，由功率公式可求得发动机的功率9.环保汽车将为2008年奥运会馆服务。某量以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量为。当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流为I=50A,电压U=300V。求在此行驶状态下：（1）驱动电机的输入功率P电。（2）若驱动电机能将输入功率的90%转化用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受的阻力与成中的比值，（3）设想改用太阳能电池给该汽车供电，其他条件不变，求所需太阳能电池板的最小面积。 已知太阳辐射的总功率Pu=W,太阳到地球的距离r=m，太阳光传播到达地球的过程中，大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的转化效率约为15%【答案】（1）1.5104W （2）0.045 （3）【解析】【详解】（1）驱动电机的输入功率P电=IU=1.5104W故驱动电机的输入功率P电=1.5104W。（2）在匀速行驶时：P机=0.9P电=Fv=fv，故有：f，v=36km/h=10m/s，代入数据得汽车所受阻力与车重之比为：0.045。故汽车所受阻力与车重的比值为0.045。（3）当阳光垂直电磁板入射时，所需板面积最小，设其为S，距太阳中心为r的球面面积：S0=4r2。若没有能量的损耗，太阳能电池板接受到的太阳能功率为P，则 设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P，P=（1-30%）P/所以由可得： 由于P电=15%P，所以电池板的最小面积故所需最小面积为101m2。【点睛】本题依据能量转化与守恒考查了太阳能的利用，有一定的现实意义，易错点在于不能正确求出地面上单位面积太阳能功率。
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