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2019-2020年高中物理 7.8《機(jī)械能守恒定律》課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo) 1．如圖所示的四個(gè)圖中，木塊均在固定的斜面上運(yùn)動(dòng)，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的F為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運(yùn)動(dòng)，圖C中的木塊向上運(yùn)動(dòng)，在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒的是(　　) 【解析】　該題考查機(jī)械能守恒的判斷，對(duì)于A、B選項(xiàng)外力F對(duì)物體做功，機(jī)械能不守恒．C選項(xiàng)中木塊只有重力做功，機(jī)械能守恒，D選項(xiàng)中有摩擦力做功，機(jī)械能也不守恒． 【答案】　C 2. 如圖所示，某人以拉力F將物體沿斜面拉，拉力大小等于摩擦力，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．物體做勻速運(yùn)動(dòng) B．合力對(duì)物體做功等于零 C．物體的機(jī)械能保持不變 D．物體機(jī)械能減小 【解析】　物體在沿斜面方向上除受拉力F和摩擦力f外，還有重力沿斜面方向的分力，拉力大小等于摩擦力，因此物體不可能做勻速運(yùn)動(dòng)，且合力對(duì)物體做功不為零．物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，合力做的功只等于重力做的功，機(jī)械能守恒．故選C. 【答案】　C 3．一個(gè)人站在陽(yáng)臺(tái)上，以相同的速率v0分別把三個(gè)球豎直向上拋出、豎直向下拋出、水平拋出．不計(jì)空氣阻力，則三球落地時(shí)的速度(　　) A．上拋球最大 B．下拋球最大 C．平拋球最大 D．三球一樣大 【解析】　在物體做拋體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒，得mv＋mgh＝mv，得v1＝，所以三球落地時(shí)的速度大小相同，D選項(xiàng)正確． 【答案】　D 4．如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量相同的物體a、b，在同一高度處，a自由下落，b沿光滑斜面由靜止下滑，則它們到達(dá)地面時(shí)(空氣阻力不計(jì))(　　) A．速率相同，動(dòng)能相同 B．a(chǎn)物體速度大，動(dòng)能也大 C．a(chǎn)、b兩物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒 D．b物體重力做功比a物體的重力做功大 【解析】　不論是自由落體還是沿光滑斜面下滑，都只有重力做功，符合機(jī)械能守恒定律，所以C正確；由機(jī)械能守恒得：mgh＝mv2，所以落地時(shí)，速率相同動(dòng)能也相同，A正確． 【答案】　AC 5. 如圖所示，在距地面h高處以初速度v0水平拋出一個(gè)物體，不計(jì)空氣阻力，物體在下落過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．物體在c點(diǎn)比在a點(diǎn)具有的機(jī)械能大 B．物體在b點(diǎn)比在c點(diǎn)具有的動(dòng)能大 C．物體在a、b、c三點(diǎn)具有的動(dòng)能一樣大 D．物體在a、b、c三點(diǎn)具有的機(jī)械能相等 【解析】　小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只受到重力作用，機(jī)械能守恒，在任何一個(gè)位置小球的機(jī)械能都是一樣的． 【答案】　D 6．將物體由地面豎直上拋，如果不計(jì)空氣阻力，物體能夠達(dá)到的最大高度為H.當(dāng)物體上升到過(guò)程中的某一位置，它的動(dòng)能是重力勢(shì)能的3倍，則這一位置的高度是(　　) A．2H/3 B．H/2 C．H/3 D．H/4 【解析】　物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，設(shè)動(dòng)能是重力勢(shì)能的3倍時(shí)的高度為h，則有mgH＝Ek＋mgh，即mgH＝4mgh，解得h＝H/4. 【答案】　D 7. 如圖所示，輕彈簧一端與墻相連處于自然狀態(tài)，質(zhì)量為4 kg的木塊沿光滑的水平面以5 m/s的速度運(yùn)動(dòng)并開(kāi)始擠壓彈簧，求： (1)彈簧的最大彈性勢(shì)能； (2)木塊被彈回速度增大到3 m/s時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能． 【解析】　(1)由機(jī)械能守恒有 Epm＝mv＝452J＝50 J (2)由機(jī)械能守恒有 mv＝Ep1＋mv 452J＝Ep1＋432 J 得Ep1＝32 J. 【答案】　(1)50 J　(2)32 J 8．長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鏈條，放在光滑的水平桌面上，且使其L垂在桌邊，如圖所示，松手后鏈條從靜止開(kāi)始沿桌邊下滑，則鏈條滑至剛剛離開(kāi)桌邊時(shí)的速度大小為多少？ 【解析】　設(shè)整條鏈質(zhì)量為m，取桌面為零勢(shì)面，鏈條下落，由機(jī)械能守恒定律得 －g＝－mg＋mv2，所以v＝. 【答案】　 能力提升 1. 如圖所示，斜劈劈尖頂著豎直墻壁靜止于水平面上，現(xiàn)將一小球從圖示位置靜止釋放，不計(jì)一切摩擦，則在小球從釋放到落至地面的過(guò)程中，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．斜劈對(duì)小球的彈力不做功 B．小球的機(jī)械能守恒 C．斜劈與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 D．小球重力勢(shì)能的減少量等于斜劈動(dòng)能的增加量 【解析】　不計(jì)一切摩擦，小球下滑時(shí)，小球和斜劈組成的系統(tǒng)沒(méi)有機(jī)械能之外的其他形式能產(chǎn)生，系統(tǒng)機(jī)械能守恒．因斜劈的機(jī)械能增加，故小球的機(jī)械能減少，小球減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能和斜劈的動(dòng)能． 【答案】　ABD 2. 如圖是為了檢驗(yàn)?zāi)撤N防護(hù)罩承受沖擊能力的裝置的一部分，M為半徑為R＝1.0 m、固定于豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道，軌道上端切線水平，M的下端相切處放置豎直向上的彈簧槍?zhuān)砂l(fā)射速度不同的質(zhì)量m＝0.01 kg的小鋼珠．假設(shè)某次發(fā)射的鋼球沿軌道內(nèi)側(cè)恰好能經(jīng)過(guò)M的上端點(diǎn)水平飛出，取g＝10 m/s2，彈簧槍的長(zhǎng)度不計(jì)，則發(fā)射該鋼珠前，彈簧的彈性勢(shì)能為(　　) A．0.10 J B．0.15 J C．0.20 J D．0.25 J 【解析】　小鋼珠恰好經(jīng)過(guò)M的上端點(diǎn)有mg＝m，所以v＝＝m/s.根據(jù)機(jī)械能守恒定律得Ep＝mgR＋mv2＝0.15 J. 【答案】　B 3. 如圖，把一根內(nèi)壁光滑的細(xì)圓管彎成3/4圓周形狀，且豎直放置，管口A豎直向上，管口B水平向左，一小球從管口A的正上方h1高處自由落下，經(jīng)細(xì)管恰能到達(dá)細(xì)管最高點(diǎn)B處．若小球從A管口正上方h2高處自由落下，進(jìn)入A管口運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后又從空中飛落進(jìn)A口，則h1：h2為(　　) A．1：2 B．2：3 C．4：5 D．5：6 【解析】　當(dāng)小球從管口A的正上方h1高處自由落下，到達(dá)細(xì)管最高點(diǎn)B處時(shí)的速度為零，則根據(jù)機(jī)械能守恒定律有(取管口A的位置重力勢(shì)能為零)，mgh1＝mgR，解得h1＝R；當(dāng)從A管口正上方h2高處自由落下時(shí)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有R＝vBt，R＝gt2，解得vB＝ ，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mgh2＝mgR＋mv，解得h2＝5R/4，故h1：h2＝4：5. 【答案】　C 4．我國(guó)“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時(shí)軌道”上繞地球運(yùn)行(即繞地球一圈需要24小時(shí))；然后，經(jīng)過(guò)兩次變軌依次到達(dá)“48小時(shí)軌道”和“72小時(shí)軌道”；最后奔向月球．如果按圓形軌道計(jì)算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則在每次變軌完成后與變軌前相比(　　) A．衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)能減小，機(jī)械能守恒 B．衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)能增大，機(jī)械能增大 C．衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)能減小，機(jī)械能減小 D．衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)能增大，機(jī)械能增大 【解析】　由G＝mr和G＝m可知，周期變長(zhǎng)，表明軌道半徑變大，速度減小，動(dòng)能減小．此過(guò)程中，萬(wàn)有引力做負(fù)功，引力勢(shì)能增大．每次變軌都需要點(diǎn)火加速，機(jī)械能增大，故選項(xiàng)D正確． 【答案】　D 5. 豎直放置的輕彈簧下連接一個(gè)小球，用手托起小球，使彈簧處于壓縮狀態(tài)，如圖所示．則迅速放手后(不計(jì)空氣阻力)(　　) A．放手瞬間小球的加速度等于重力加速度 B．小球與彈簧與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 C．小球的機(jī)械能守恒 D．小球向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球動(dòng)能與彈簧彈性勢(shì)能之和不斷增大 【解析】　放手瞬間小球加速度大于重力加速度，A錯(cuò)；整個(gè)系統(tǒng)(包括地球)的機(jī)械能守恒，B對(duì)，C錯(cuò)；向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于重力勢(shì)能減小，所以小球的動(dòng)能與彈簧彈性勢(shì)能之和增大． 【答案】　BD 6. 如圖所示，用細(xì)圓管組成的光滑軌道AB部分平直，BC部分是處于豎直平面內(nèi)半徑為R的半圓，圓管截面半徑r?R.有一質(zhì)量為m，半徑比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圓管，問(wèn)： (1)若要小球能從C端出來(lái)，初速度v0需多大？ (2)在小球從C端出來(lái)的瞬間，管壁對(duì)小球的壓力為mg，那么小球的初速度v0應(yīng)為多少？ 【解析】　(1)要使小球能運(yùn)動(dòng)到C處，且從C端出來(lái)，必須滿足mv≥mg2R，即：v0≥2.① (2)以AB所在平面為零勢(shì)面，則小球到達(dá)C處時(shí)的重力勢(shì)能為2mgR，從B到C列機(jī)械能守恒方程： mv＝2mgR＋mv， ② 小球在C處受重力mg和細(xì)管豎直方向的作用力FN，根據(jù)牛頓第二定律，得：mg＋FN＝，③ 由②③解得FN＝－5mg，④ 討論④式，即得解： a．當(dāng)小球受到向下的壓力時(shí)， FN＝mg，v0＝. b．當(dāng)小球受到向上的壓力時(shí)， FN＝－mg，v0＝. 【答案】　見(jiàn)解析