2020版新教材高中物理 習(xí)題課二 動能定理和機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用課堂檢測（含解析）魯教版必修2

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1、動能定理和機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用 1.如圖所示的光滑輕質(zhì)滑輪,阻力不計,M1=2 kg,M2=1 kg,M1離地面高度為H= 0.5 m。M1與M2從靜止開始釋放,M1由靜止下落0.3 m時的速度為 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A. m/s B.3 m/s C.2 m/s D.1 m/s 【解析】選A。對系統(tǒng)運(yùn)用機(jī)械能守恒定律得,(M1-M2)gh=(M1+M2)v2,代入數(shù)據(jù)解得v= m/s,故A正確,B、C、D錯誤。 2.如圖所示,光滑的曲面與光滑的水平面平滑相連,一輕彈簧右端固定,質(zhì)量為m的小球從高度h處由靜止下滑,則 (　　) A.小球與彈

2、簧剛接觸時,速度大小為 B.小球與彈簧接觸的過程中,小球機(jī)械能守恒 C.小球在壓縮彈簧到最短時,彈簧的彈性勢能為mgh D.小球在壓縮彈簧的過程中,小球的加速度保持不變 【解析】選A。小球從靜止下滑到水平面的過程中,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mgh=mv2,解得v=,即小球與彈簧剛接觸時,速度大小為,故A正確。小球與彈簧接觸的過程中,彈簧的彈力對小球做負(fù)功,小球機(jī)械能不守恒,故B錯誤。對整個過程,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,小球在壓縮彈簧到最短時,彈簧的彈性勢能為mgh,故C錯誤。小球在壓縮彈簧的過程中,彈簧彈力增大,則小球的加速度增大,故D錯誤。 3.質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開始運(yùn)動

3、,起始點(diǎn)A與一輕彈簧O端相距s,如圖所示。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,物體與彈簧相碰后,彈簧的最大壓縮量為x,則從開始碰撞到彈簧被壓縮至最短,物體克服彈簧彈力所做的功為 (　　) A.m-μmg(s+x) 　　 B.m-μmgx C.μmgs 　 　 D.μmg(s+x) 【解析】選A。由動能定理得-W-μmg(s+x)=0-m,W=m-μmg(s+x)。則A正確,B、C、D錯誤。 4.如圖所示,質(zhì)量為m的木塊放在光滑的水平桌面上,用輕繩繞過桌邊光滑的定滑輪與質(zhì)量為2m的砝碼相連,把繩拉直后使砝碼從靜止開始下降h的距離,砝碼未落地,木塊仍在桌面上,求此時砝碼的速度以及

4、輕繩對砝碼做的功。 【解析】砝碼從靜止開始下降h高度的過程中,兩物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,根據(jù)機(jī)械能守恒定律,系統(tǒng)減少的重力勢能等于系統(tǒng)增加的動能,則: 2mgh=mv2+·2mv2 解得:v= 設(shè)輕繩對砝碼做的功為W,對砝碼由動能定理得 2mgh+W=·2mv2-0 解得:W=-mgh。 答案:　-mgh 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 　　如圖所示,傾角為θ的光滑斜面上放有兩個質(zhì)量均為m的小球A和B,兩球之間用一根長為L的輕桿相連,下面的小球B離水平地面的高度為h。兩球從靜止開始下滑,不計球與水平地面碰撞時的機(jī)械能損失,且地面光滑,求: (1)兩球在光滑水平地面上運(yùn)動時的速度大小

5、。 (2)此過程中桿對A球所做的功。 【解析】(1)由于不計摩擦及碰撞時的機(jī)械能損失,因此兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。兩球在光滑水平地面上運(yùn)動時的速度大小相等,設(shè)為v,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有 mg(2h+Lsin θ)=2×mv2 解得v= (2)因兩球在光滑水平地面上運(yùn)動時的速度v比B球從h處自由滑下到水平地面時的速度大,則桿對B球做的功為WB=mv2-mgh=mgLsin θ,因系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,所以桿對B球做的功與桿對A球做的功的絕對值應(yīng)該相等,桿對B球做正功,對A球做負(fù)功。所以桿對A球做的功為WA=-mgLsin θ。 答案:(1)　(2)-mgLsin θ 　情境:如圖

6、所示為某輕軌車站的設(shè)計方案,與站臺連接的軌道有一個小坡度,輕軌車進(jìn)站要上坡,出站要下坡。 問題:已知坡高為2 m,輕軌車到a點(diǎn)時的速度為25.2 km/h,此后便切斷電動機(jī)的電源,如果不考慮輕軌車所受的摩擦力,則輕軌車能否沖上站臺?如果輕軌車不能沖上站臺,請說明理由;如果輕軌車能沖上站臺,求它到達(dá)b點(diǎn)時的速度大小。(g取10 m/s2) 【解析】輕軌車電源切斷后,只有重力做功,故機(jī)械能守恒。取a點(diǎn)所在平面為參考平面,輕軌車在a點(diǎn)的機(jī)械能為 E1=Ek1=m 其中v1=25.2 km/h=7 m/s 若將這些動能全部轉(zhuǎn)化為勢能,由機(jī)械能守恒定律得 m=mgh′ 解得h′== m=2.45 m>h=2 m,所以輕軌車能沖上站臺 設(shè)輕軌車到b點(diǎn)時的速度為v2,由機(jī)械能守恒定律得 m=mgh+m 解得v2== m/s=3 m/s。 答案:能　3 m/s - 5 -