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D．进入大气层并运动一段时间后，降落伞张开，返回舱下降的过程中，空气阻力做功，机械能减少。 3. 解：（1）石块从抛出到落地的过程中，只有重力做功，所以机械能守恒。设地面为零势能面，根据机
22械能守恒定律：1mv0?mgh?1mvt，得
22
22 根据动能定理：W＝Ekt－Ek0，即mgh＝ 1mvt?1mv0，vt＝
22v02?2gh vt＝15m/s
（2）由vt＝v0?2gh知，石块落地时速度大小与石块初速度大小和石块抛出时的高度有关，与石块的质量和石块初速度的仰角无关。
4. 解：根据题意，切断电动机电源的列车，假定在运动中机械能守恒，要列车冲上站台，此时列车的动
能Ek至少要等于列车在站台上的重力势能Ep。 列车冲上站台时的重力势能：Ep＝mgh＝20mm2/s2 列车在A点时动能：Ek＝1mv×m×72m2/s2＝24.5mm2/s2
222 可见Ek＞Ep，所以列车能冲上站台。
设列车冲上站台后的速度为v1。根据机械能守恒定律，有：Ek＝Ep+1mv
222 1mv1＝Ek－Ep＝24.5mm2/s2－20mm2/s2＝4.5mm2/s2，可得v1＝3m/s
2第９节 实验：验证机械能守恒定律
1. 答：（1）从状态甲至状态丙过程中，弹性势能逐渐减少，动能和重力势能逐渐增大，当弹簧对小球向上的弹力大小与小球所受重力大小相等时，小球动能最大。之后，弹性势能和动能逐渐减小，重力势能逐渐增大，当弹簧恢复到自然长度时，弹性势能为0。之后，重力势能仍然逐渐增大，动能逐渐减小，到达C点时，动能减少到0，重力势能达到最大。
小球从状态甲运动到状态丙的过程中，机械能守恒。故状态甲中，弹簧的弹性势能
Ep?mg?hAB?hBC??0.2?10??0.1?0.2??0.6 J
（2）小球从状态乙到状态丙的过程中，动能逐渐减少，重力势能逐渐增大。
小球从状态乙到状态丙的过程中，机械能守恒，所以小球在B点的动能与小球在C点的势能相等。故小球在状态乙中的动能
Ek?mghBC?0.2?10?0.2?0.4 J
2. 解：设小球的质量为m，小球运动到圆轨道最高点B时的速度为v，受到圆轨道的压力为FN。小球从
A点下滑至最高点B的过程中，由于只有重力做功，机械能守恒。设在圆轨道最低点为重力势能的零
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参考平面，则在这个过程中，根据机械能守恒定律，有
1mg?2R??mv2?mgh
2在圆轨道的最高点B处，根据牛顿第二定律，有
v2FN?mg?m
R欲使小球顺利地通过圆轨道在最高点，则小球在最高点B处时，必须满足条件FN≥0
v2即mg?m
R联立以上两式，可得h?5R 25R 2可见，为了使小球顺利通过圆轨道的最高点，h至少应为
3. 答：用平抛运动的知识测出的小球离开桌面时的速度要略大于小球从斜面上滚下的过程中用机械能守恒定律算出的速度，这是由于小球从斜面与桌面上运动时受到的摩擦阻力远大于小球做平抛运动时所受的空气阻力。
第10节 能量守恒定律与能源
1．答：家用电饭锅是把电能转化为内能；洗衣机是把电能转化为动能，等等。 2．解：（1）依题意可知，三峡水库第二期蓄水后，用于发电的水流量每秒为： 1.35×104m3－3500m3＝10000m3/s， 每秒钟转化为电能是：
mgh×20％＝ρVgh×20％＝1.0×103×1.0×104×10×135×20％J/s＝2.7×109J/s 发电功率最大是2.7×109W＝2.7×106kW。
(2)设三口之家每户的家庭生活用电功率为1kW，考虑到不是每家同时用1kW的电，我们平均每家同时用电0.5kW，则三峡发电站能供给 ＝5.8×106户用电，人口数为3×5.8×106＝17×106人，即可供17个百万人口城市的生活用电。
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