《2020年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第八節(jié) 機(jī)械能守恒定律訓(xùn)練(含解析)新人教版必修2》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第八節(jié) 機(jī)械能守恒定律訓(xùn)練(含解析)新人教版必修2(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、機(jī)械能守恒定律A級抓基礎(chǔ)1.(多選)如圖所示,一個鐵球從豎直固定在地面上的輕彈簧正上方某處自由下落,在A點接觸彈簧后將彈簧壓縮,到B點鐵球的速度為零,然后被彈回,不計空氣阻力,鐵球從A下落到B的過程中,下列說法中正確的是()A鐵球的機(jī)械能守恒B鐵球的動能和重力勢能之和不斷減小C鐵球的動能和彈簧的彈性勢能之和不斷增大D鐵球的重力勢能和彈簧的彈性勢能之和先變小后變大解析:對鐵球,除了重力對它做功以外,彈簧的彈力也做功,所以鐵球的機(jī)械能不守恒,但是鐵球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,故A錯誤;鐵球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,從A到B的過程中,彈簧被壓縮,彈性勢能不斷增大,則鐵球的動能和重力勢能之和不斷減
2、小,故B正確;鐵球從A到B的過程中,重力勢能不斷減小,則鐵球的動能和彈簧的彈性勢能之和不斷增大,故C正確;鐵球剛接觸彈簧的一段時間內(nèi),彈簧彈力F較小,小于鐵球重力,加速度方向向下,鐵球加速,隨著F變大,加速度減小,當(dāng)加速度減小到零時速度達(dá)到最大,之后鐵球繼續(xù)壓縮彈簧,彈簧彈力大于重力,加速度方向向上,鐵球做減速運(yùn)動,直到速度減為零時到達(dá)最低點,可見在從A到B的過程中,鐵球速度先增大后減小,則動能先增大后減小,所以鐵球的重力勢能和彈簧的彈性勢能之和先變小后變大,故D正確答案:BCD2.如圖所示,質(zhì)量為m的小球以速度v0離開桌面若以桌面為零勢能面,則它經(jīng)過A點時所具有的機(jī)械能是(不計空氣阻力)()
3、A.mvmghB.mvmghC.mvD.mvmg(Hh)解析:由機(jī)械能守恒定律可知,小球在A點的機(jī)械能與小球在桌面上的機(jī)械能相等,其大小為mv,故C正確答案:C3在足球賽中,紅隊球員在白隊禁區(qū)附近主罰定位球,如圖所示,并將球從球門右上角擦著橫梁踢進(jìn)球門球門高度為h,足球飛入球門的速度為v,足球的質(zhì)量為m,則紅隊球員將足球踢出時對足球做的功W(不計空氣阻力,足球視為質(zhì)點) ()A等于mghmv2B大于mghmv2C小于mghmv2D因為球入球門過程中的曲線的形狀不確定,所以做功的大小無法確定解析:由動能定理,球員對球做的功等于足球動能的增加量,之后足球在飛行過程中機(jī)械能守恒,故Wmghmv2.答
4、案:A4(2018天津卷)滑雪運(yùn)動深受人民群眾喜愛某滑雪運(yùn)動員(可視為質(zhì)點)由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB,從滑道的A點滑行到最低點B的過程中,由于摩擦力的存在,運(yùn)動員的速率不變,則運(yùn)動員沿AB下滑過程中()A所受合外力始終為零B所受摩擦力大小不變C合外力做功一定為零D機(jī)械能始終保持不變解析:運(yùn)動員從A到B做曲線運(yùn)動,所以合力一定不為零,A錯誤;運(yùn)動員的速率不變,由FNmgcos mFNmgcos m知,在不同的位置,對曲面的壓力不同,進(jìn)而摩擦力不同,B錯誤;由動能定理知,合外力做功一定為零,故C正確;運(yùn)動員從A到B做曲線運(yùn)動,動能不變,重力勢能減少,機(jī)械能不守恒,D錯誤答案:C5(多選)
5、一蹦極運(yùn)動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落,到最低點時距水面還有數(shù)米距離,如圖所示假定空氣阻力可忽略,運(yùn)動員可視為質(zhì)點,下列說法正確的是()A運(yùn)動員到達(dá)最低點前重力勢能始終減小B蹦極繩張緊后的下落過程中,彈性力做負(fù)功,彈性勢能增加C蹦極過程中,運(yùn)動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D蹦極過程中,重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關(guān)解析:運(yùn)動員到達(dá)最低點前,重力一直做正功,重力勢能始終減小,A正確;蹦極繩張緊后的下落過程中,運(yùn)動員所受蹦極繩的彈性力方向向上,所以彈性力做負(fù)功,彈性勢能增加,B正確;蹦極過程中,由于只有重力和蹦極繩的彈性力做功,因而運(yùn)動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守
6、恒,C正確;重力勢能的改變只與高度差有關(guān),與重力勢能零點的選取無關(guān),D錯誤答案:ABC6.兩個質(zhì)量不同的小鐵塊A和B,分別從高度相同的都是光滑的斜面和圓弧斜面的頂點滑向底部,如圖所示如果它們的初速度都為零,則下列說法正確的是()A下滑過程中重力所做的功相等B它們到達(dá)底部時動能相等C它們到達(dá)底部時速度相等D它們在下滑過程中各自機(jī)械能不變解析:小鐵塊A和B在下滑過程中,只有重力做功,機(jī)械能守恒,由mgHmv2得v,所以A和B到達(dá)底部時速率相等,故C錯誤,D正確由于A和B的質(zhì)量不同,所以下滑過程中重力所做的功不相等,到達(dá)底部時的動能也不相等,故A、B錯誤答案:D7.將一小球從高處水平拋出,最初2 s
7、內(nèi)小球動能Ek隨時間t變化的圖象如圖所示,不計空氣阻力,g取10 m/s2.根據(jù)圖象信息,不能確定的物理量是()A小球的質(zhì)量B小球的初速度C最初2 s內(nèi)重力對小球做功的平均功率D小球拋出時的高度解析:由機(jī)械能守恒定律,可得EkEk0mgh,又hgt2,所以EkEk0mg2t2.當(dāng)t0時,Ek0mv5 J;當(dāng)t2 s時,EkEk02mg230 J.聯(lián)立方程解得:m0.125 kg,v04 m/s.當(dāng)t2 s時,由動能定理得WGEk25 J,故12.5 W根據(jù)圖象信息,無法確定小球拋出時離地面的高度答案:D8如圖所示,一光滑水平桌面與一半徑為R的光滑半圓形豎直軌道相切于C點,且兩者固定不動一長L0
8、.8 m的細(xì)繩,一端固定于O點,另一端系一個質(zhì)量m10.2 kg的小球A,當(dāng)細(xì)繩在豎直方向靜止時,小球A對水平桌面的作用力剛好為零現(xiàn)將A提起使細(xì)繩處于水平位置時無初速度釋放,當(dāng)球A擺至最低點時,恰與放在桌面的質(zhì)量m20.8 kg的小球B正碰,碰后球A以2 m/s的速率彈回,球B將沿半圓形軌道運(yùn)動,恰好能通過最高點D,g取10 m/s2.(1)B球在半圓形軌道最低點C的速度為多大?(2)半圓形軌道半徑R應(yīng)為多大?解析:(1)設(shè)小球A擺至最低點時速度為v0,由機(jī)械能守恒定律得m1gLm1v,解得v04 m/s.A與B碰撞,水平方向動量守恒,設(shè)A、B碰后的速度分別為v1、v2,選水平向右為正方向,則
9、m1v0m1v1m2v2,解得v21.5 m/s.(2)小球B恰好通過最高點D,由牛頓第二定律得m2gm2,B在CD上運(yùn)動時,由機(jī)械能守恒定律得m2vm22Rm2v,解得R0.045 m.答案:(1)1.5 m/s(2)0.045 mB級提能力9.如圖所示,可視為質(zhì)點的小球A和B用一根長為0.2 m的輕桿相連,兩球質(zhì)量相等,開始時兩小球置于光滑的水平面上,并給兩小球一個2 m/s的初速度,經(jīng)一段時間兩小球滑上一個傾角為30的光滑斜面,不計球與斜面碰撞時的機(jī)械能損失,g取10 m/s2,在兩小球的速度減小為零的過程中,下列判斷正確的是()A桿對小球A做負(fù)功B小球A的機(jī)械能守恒C桿對小球B做正功D
10、小球B速度為零時距水平面的高度為0.15 m解析:將小球A、B視為一個系統(tǒng),設(shè)小球的質(zhì)量均為m,最后小球B上升的高度為h,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有:2mv2mghmg(h0.2 sin 30),解得h0.15 m,選項D正確;以小球A為研究對象,由動能定理有:mg(h0.2 msin 30)W0mv2,可知W0,可見桿對小球A做正功,選項A、B錯誤;由于系統(tǒng)機(jī)械能守恒,故小球A增加的機(jī)械能等于小球B減小的機(jī)械能,故桿對小球B做負(fù)功,選項C錯誤答案:D10如圖所示,質(zhì)量分別為m和M可看成質(zhì)點的兩個小球A、B,通過輕細(xì)線掛在半徑為R的光滑圓柱上如果M m,今由靜止開始自由釋放后,則()A小球A升至最高
11、點C時A球的速度大小為 B小球A升至最高點C時B球的速度大小為 C小球A升至最高點C時A球的速度大小為D小球A升至最高點C時對圓柱的壓力為mg解析:A球沿半圓弧運(yùn)動,繩長不變,A、B兩球通過的路程相等,A上升的高度為hR;B球下降的高度為H;對于系統(tǒng),由機(jī)械能守恒定律得:EpEk;EpMgmgR(Mm)v2,所以v,mgNm,Nmgm,D錯誤答案:A11如圖所示,一固定在豎直平面內(nèi)的光滑的半圓形軌道ABC,其半徑R0.5 m,軌道在C處與水平地面相切,在C處放一小物塊,給它一水平向左的初速度v05 m/s,結(jié)果它沿CBA運(yùn)動,通過A點,最后落在水平地面上的D點,求C、D的距離(重力加速度g取1
12、0 m/s2)解析:設(shè)小物塊質(zhì)量為m,它從C點經(jīng)B到達(dá)A時速度為v,小物塊受兩個力作用,只有重力做功,取CD面為零勢能面,由機(jī)械能守恒定律,得mvmv22mgR.物塊由A到D做平拋運(yùn)動,設(shè)時間為t,水平位移x,得2Rgt2.又xvt.聯(lián)立式,解得x1 m.答案:1 m12如圖所示,質(zhì)量為3 kg小球A和質(zhì)量為5 kg的小球B通過一壓縮彈簧鎖定在一起,靜止于光滑平臺上,解除鎖定,兩小球在彈力作用下分離,A球分離后向左運(yùn)動恰好通過半徑R0.5 m的光滑半圓軌道的最高點,B球分離后從平臺上以速度vB3 m/s水平拋出,恰好落在臨近平臺的一傾角為的光滑斜面頂端,并剛好沿光滑斜面下滑已知斜面頂端與平臺的
13、高度差h0.8 m,g取10 m/s2,求:(1)A、B兩球剛分離時A的速度大小;(2)彈簧鎖定時的彈性勢能;(3)斜面的傾角.解析:(1)小球A恰好通過半徑R0.5 m的光滑半圓軌道的最高點,設(shè)在最高點速度為v0,在最高點,有mAgmA,小球沿光滑半圓軌道上滑到最高點的過程中機(jī)械能守恒,有mAg2RmAvmAv,聯(lián)立解得vA5 m/s.(2)根據(jù)機(jī)械能守恒定律,彈簧鎖定時的彈性勢能EpmAvmBv60 J.(3)B球分離后做平拋運(yùn)動,根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律有hgt2,解得:t0.4 s,vygt4 m/s.小球剛好沿斜面下滑,有tan ,解得53.答案:(1)5 m/s(2)60 J(3)53- 8 -