《2020高中物理 第八章 機(jī)械能守恒定律 4機(jī)械能守恒定律練習(xí)（含解析）新人教版第二冊(cè)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020高中物理 第八章 機(jī)械能守恒定律 4機(jī)械能守恒定律練習(xí)（含解析）新人教版第二冊(cè)（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第八章 4機(jī)械能守恒定律A組：合格性水平訓(xùn)練1(機(jī)械能的理解)一個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中所受的合力為零，則這個(gè)過(guò)程中()A機(jī)械能一定不變B物體的動(dòng)能保持不變，而勢(shì)能一定變化C若物體的勢(shì)能變化，機(jī)械能一定變化D若物體的勢(shì)能變化，機(jī)械能不一定變化答案C解析由于物體在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中所受的合力為零，即物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體的動(dòng)能不變，勢(shì)能有可能變化，當(dāng)物體的勢(shì)能變化時(shí)機(jī)械能一定變化，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。2(機(jī)械能守恒的判斷)下列運(yùn)動(dòng)的物體，機(jī)械能守恒的是()A物體沿斜面勻速下滑B物體從高處以0.9g的加速度豎直下落C物體沿光滑曲面滑下D拉著一個(gè)物體沿光滑的斜面勻速上升答案C解析物體沿斜面勻速下滑時(shí)，動(dòng)

2、能不變，重力勢(shì)能減小，所以機(jī)械能減小，機(jī)械能不守恒；物體以0.9g的加速度豎直下落時(shí)，除重力外，其他力的合力向上，大小為0.1mg，這個(gè)合力在物體下落時(shí)對(duì)物體做負(fù)功，物體機(jī)械能減少，機(jī)械能不守恒；物體沿光滑曲面滑下時(shí)，只有重力做功，機(jī)械能守恒；拉著物體沿光滑斜面勻速上升時(shí)，拉力對(duì)物體做正功，物體機(jī)械能增加，機(jī)械能不守恒。綜上，機(jī)械能守恒的是C項(xiàng)。3(機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用)以相同大小的初速度v0將物體從同一水平面分別豎直上拋、斜上拋、沿光滑斜面(足夠長(zhǎng))上滑，如圖所示，三種情況達(dá)到的最大高度分別為h1、h2和h3，不計(jì)空氣阻力(斜上拋物體在最高點(diǎn)的速度方向水平)，則()Ah1h2h3 Bh1h2

3、h3Ch1h3h2答案D解析豎直上拋物體和沿斜面運(yùn)動(dòng)的物體，上升到最高點(diǎn)時(shí)，速度均為0，由機(jī)械能守恒得mghmv，所以h1h3h，斜上拋物體在最高點(diǎn)速度不為零，設(shè)為v1，則mgh2mvmv，所以h2h1h3，故D正確。4(含彈簧類(lèi)機(jī)械能守恒問(wèn)題)如圖所示，在高1.5 m的光滑平臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量為2 kg的小球被一細(xì)線拴在墻上，小球與墻之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧。當(dāng)燒斷細(xì)線時(shí)，小球被彈出，小球落地時(shí)的速度方向與水平方向成60角，則彈簧被壓縮時(shí)具有的彈性勢(shì)能為(g取10 m/s2)()A10 J B15 J C20 J D25 J答案A解析由2ghv0得：vy，即vy m/s，落地時(shí)，tan 60，

4、可得：v0 m/s，彈簧與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，在小球被彈出的過(guò)程中，由機(jī)械能守恒定律得Epmv，可求得：Ep10 J，故A正確。5(含彈簧類(lèi)機(jī)械能守恒問(wèn)題)如圖所示，固定的豎直光滑長(zhǎng)桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接，彈簧的另一端連接在墻上，并且處于原長(zhǎng)狀態(tài)，現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開(kāi)始下滑，已知彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)，圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?L(未超過(guò)彈性限度)，則在圓環(huán)下滑到最大距離的過(guò)程中()A圓環(huán)的機(jī)械能守恒B彈簧彈性勢(shì)能變化了mgLC圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)，所受合力為零D圓環(huán)重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和保持不變答案B解析圓環(huán)在下滑過(guò)程中機(jī)械能減少，彈簧彈性勢(shì)能增加，

5、而圓環(huán)與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，A、D錯(cuò)誤；圓環(huán)下滑到最低點(diǎn)時(shí)速度為零，但是加速度不為零，即合力不為零，C錯(cuò)誤；圓環(huán)下降高度 hL，所以圓環(huán)重力勢(shì)能減少了mgL，由機(jī)械能守恒定律可知，彈簧的彈性勢(shì)能增加了mgL，B正確。6(綜合)如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個(gè)質(zhì)量為m的小球自A點(diǎn)正上方的P點(diǎn)由靜止開(kāi)始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對(duì)軌道沒(méi)有壓力。已知AP2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A重力做功2mgRB機(jī)械能減少mgRC合外力做功mgRD克服摩擦力做功mgR答案D解析小球從P到B的過(guò)程中，重力做功mgR，A錯(cuò)誤；小球在

6、A點(diǎn)正上方由靜止釋放，通過(guò)B點(diǎn)恰好對(duì)軌道沒(méi)有壓力，只有重力提供向心力，即mg，得v2gR，設(shè)克服摩擦力做的功為Wf，對(duì)全過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理mgRWfmv20mgR，得WfmgR，C錯(cuò)誤，D正確；克服摩擦力做的功等于機(jī)械能的減少量，B錯(cuò)誤。7(多物體機(jī)械能守恒)(多選)如圖所示，在兩個(gè)質(zhì)量分別為m和2m的小球a和b之間，用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿連接，兩小球可繞穿過(guò)桿中心O的水平軸無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)讓輕桿處于水平位置，然后無(wú)初速度釋放，重球b向下，輕球a向上，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，在桿轉(zhuǎn)至豎直的過(guò)程中()Ab球的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加Ba球的重力勢(shì)能增加，動(dòng)能增加Ca球和b球的總機(jī)械能守恒Da球和b球的總機(jī)械能不守恒答

7、案ABC解析a、b兩球組成的系統(tǒng)中，只存在動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，C正確、D錯(cuò)誤；其中a球的動(dòng)能和重力勢(shì)能均增加，機(jī)械能增加，輕桿對(duì)a球做正功；b球的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，機(jī)械能減少，輕桿對(duì)b球做負(fù)功，A、B正確。8(綜合)某游樂(lè)場(chǎng)過(guò)山車(chē)簡(jiǎn)化為如圖所示模型，光滑的過(guò)山車(chē)軌道位于豎直平面內(nèi)，該軌道由一段斜軌道和與之相切的圓形軌道連接而成，圓形軌道的半徑為R，可視為質(zhì)點(diǎn)的過(guò)山車(chē)從斜軌道上某處由靜止開(kāi)始下滑，然后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)。(1)若要求過(guò)山車(chē)能通過(guò)圓形軌道最高點(diǎn)，則過(guò)山車(chē)初始位置相對(duì)于圓形軌道底部的高度至少要多少？(2)考慮到游客的安全，要求全過(guò)程游客受到的支持力不超過(guò)自身

8、重力的7倍，過(guò)山車(chē)初始位置相對(duì)于圓形軌道底部的高度不得超過(guò)多少？答案(1)2.5R(2)3R解析(1)設(shè)過(guò)山車(chē)總質(zhì)量為M，從高度h1處開(kāi)始下滑，恰能以v1通過(guò)圓形軌道最高點(diǎn)。在圓形軌道最高點(diǎn)有：MgM運(yùn)動(dòng)過(guò)程機(jī)械能守恒：Mgh12MgRMv由式得：h12.5R，即高度至少為2.5R。(2)設(shè)從高度h2處開(kāi)始下滑，游客質(zhì)量為m，過(guò)圓周最低點(diǎn)時(shí)速度為v2，游客受到的支持力是N7mg。最低點(diǎn)：Nmgm運(yùn)動(dòng)過(guò)程機(jī)械能守恒：mgh2mv由式得：h23R，即高度不得超過(guò)3R。B組：等級(jí)性水平訓(xùn)練9(功能關(guān)系)(多選)如圖所示，傾角30的粗糙斜面固定在地面上，長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置

9、于斜面上，其上端與斜面頂端齊平。用細(xì)線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng)，直到軟繩剛好全部離開(kāi)斜面(此時(shí)物塊未到達(dá)地面)，在此過(guò)程中()A物塊的機(jī)械能逐漸增加B軟繩重力勢(shì)能共減少了mglC物塊重力勢(shì)能的減少量等于軟繩克服摩擦力所做的功D軟繩重力勢(shì)能的減少量小于其動(dòng)能的增加與克服摩擦力所做功之和答案BD解析物塊克服繩的拉力做功，其機(jī)械能減少，故A錯(cuò)誤；軟繩重力勢(shì)能減少量Ep減mgmgsinmgl，故B正確；由功能關(guān)系知C錯(cuò)誤，D正確。10(綜合)如圖所示，光滑坡道頂端距水平面高度為h，質(zhì)量為m的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，進(jìn)入水平面上的滑道時(shí)無(wú)機(jī)械能損失，為使A制動(dòng)，將輕彈簧的一端固定

10、在水平滑道延長(zhǎng)線M處的墻上，另一端恰位于坡道的底端O點(diǎn)。已知在OM段，物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，其余各處的摩擦力不計(jì)，重力加速度為g，求：(1)物塊滑到O點(diǎn)時(shí)的速度大??；(2)彈簧最大壓縮量為d時(shí)的彈性勢(shì)能(設(shè)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為零)；(3)在(2)問(wèn)前提下，若物塊A能夠被彈回到坡道上，則它能夠上升的最大高度是多少？答案(1)(2)mghmgd(3)h2d解析(1)從坡道頂端運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律得mghmv2解得v。(2)在水平滑道上物塊A將彈簧壓縮到最短的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得W彈mgd0mv2而由功能關(guān)系得W彈Ep(Ep0)聯(lián)立以上各式得Epmghmgd。(3)物塊A被彈回

11、的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得W彈mgdmgh00由功能關(guān)系得W彈Ep(0Ep)所以物塊A能夠上升的最大高度為hh2d。11(綜合)如圖所示，“蝸牛”狀軌道OAB豎直固定在水平地面上，與地面在B處平滑連接。其中“蝸?！睜钴壍烙蓛?nèi)壁光滑的半圓軌道OA和AB平滑連接而成，半圓軌道OA的半徑R10.6 m，半圓軌道AB的半徑R21.2 m，水平地面BC長(zhǎng)為xBC11 m，C處是一個(gè)開(kāi)口較大的深坑，一質(zhì)量m0.1 kg的小球從O點(diǎn)沿切線方向以某一初速度進(jìn)入軌道OA后，沿OAB軌道運(yùn)動(dòng)至水平地面，已知小球與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，g取10 m/s2。(1)為使小球不脫離OAB軌道，小球在O點(diǎn)的初速度至少為

12、多大？(2)若小球在O點(diǎn)的初速度v6 m/s，求小球在B點(diǎn)對(duì)半圓軌道的壓力大?。?3)若使小球能落入深坑C，則小球在O點(diǎn)的初速度至少為多大？答案(1)6 m/s(2)6 N(3)8 m/s解析(1)小球通過(guò)最高點(diǎn)A的臨界條件是mgm解得小球過(guò)A點(diǎn)的最小速度vA2 m/s設(shè)O點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，小球由O到A過(guò)程由機(jī)械能守恒定律得mg2R1mvmv解得v06 m/s。(2)設(shè)B點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，小球由O到B過(guò)程機(jī)械能守恒，則mgR2mv2mv解得vB2 m/s在B點(diǎn)由牛頓第二定律得FNmgm解得FN6 N由牛頓第三定律得軌道受到的壓力FNFN6 N。(3)設(shè)小球恰能落入深坑C，即vC0時(shí)初速度最小，小球由O到C過(guò)程由動(dòng)能定理得mgR2mgxBC0mv2解得v8 m/sv06 m/s，則假設(shè)成立，小球在O點(diǎn)的速度至少為8 m/s。- 6 -