2019-2020年高中物理 4.5.1 機械能守恒定律每課一練 教科版必修2.doc

2019-2020年高中物理 4.5.1 機械能守恒定律每課一練 教科版必修2一、選擇題1從地面豎直上拋兩個質量不同的物體，設它們的初動能相同，當上升到同一高度時(不計空氣阻力以地面為零勢面)，它們()A所具有的重力勢能相等B所具有的動能相等C所具有的機械能不等D所具有的機械能相等2物體自地面上方離地h處開始做自由落體運動，Ek代表動能，Ep代表重力勢能，E代表機械能，h表示下落的距離，以地面為零勢能面，下列圖象中能正確反映各物理量關系的是()圖13如圖1所示，一個小孩從粗糙的滑梯上加速滑下，對于其機械能的變化情況，下列判斷正確的是()A重力勢能減小，動能不變，機械能減小B重力勢能減小，動能增加，機械能減小C重力勢能減小，動能增加，機械能增加D重力勢能減小，動能增加，機械能不變4在下面列舉的各例中，若不考慮阻力作用，則物體機械能發(fā)生變化的是()A用細桿拴著一個物體，以桿的另一端為固定軸，使物體在光滑水平面上做勻速圓周運動B細桿拴著一個物體，以桿的另一端為固定軸，使物體在豎直平面內做勻速圓周運動C物體沿光滑的曲面自由下滑D用一沿固定斜面向上、大小等于物體所受摩擦力的拉力作用在物體上，使物體沿斜面向上運動5下列有關機械能守恒的說法中正確的是()A物體的重力做功，重力勢能減小，動能增加，機械能一定守恒B物體克服重力做功，重力勢能增加，動能減小，機械能一定守恒C物體以g加速下落，重力勢能減小，動能增加，機械能一定守恒D物體以g/2加速下落，重力勢能減小，動能增加，機械能可能守恒6如圖2甲所示，質量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復，不計空氣阻力通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示，則()圖2At1時刻小球動能最大Bt2時刻小球動能最大Ct2t3這段時間內，小球的動能先增加后減少Dt2t3這段時間內，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能7如圖所示，小球以初速度v0從光滑斜面底部向上滑，恰能到達最大高度為h的斜面頂部圖中A是內軌半徑大于h的光滑軌道、B是內軌半徑小于h的光滑軌道、C是內軌直徑等于h的光滑軌道、D是長為h的輕棒，其下端固定一個可隨棒繞O點向上轉動的小球小球在底端時的初速度都為v0，則小球在以上四種情況中能到達高度h的有()二、非選擇題8如圖3所示，圖3斜面軌道AB與水平面之間的夾角53，BD為半徑R4 m的圓弧形軌道，且B點與D點在同一水平面上，在B點，軌道AB與圓弧形軌道BD相切，整個光滑軌道處于豎直平面內，在A點，一質量為m1 kg的小球由靜止滑下，經過B、C點后從D點斜拋出去設以豎直線MDN為分界線，其左邊為阻力場區(qū)域，右邊為真空區(qū)域小球最后落到地面上的S點處時的速度大小vS8 m/s，已知A點距地面的高度H10 m，B點距地面的高度h5 mg取10 m/s2，cos 530.6，求：(1)小球經過B點時的速度大?。?2)小球經過圓弧軌道最低處C點時對軌道的壓力；(3)若小球從D點拋出后，受到的阻力f與其瞬時速度的方向始終相反，求小球從D點至S點的過程中阻力f所做的功圖49小明站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質量為m的小球，甩動手腕，使球在豎直平面內做圓周運動當球某次運動到最低點時，繩突然斷掉，球飛行水平距離d后落地，如圖4所示已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長為d，重力加速度為g.忽略手的運動半徑和空氣阻力(1)求繩斷時球的速度大小v1和球落地時的速度大小v2.(2)問繩能承受的最大拉力多大？(3)改變繩長，使球重復上述運動，若繩仍在球運動到最低點時斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長應為多少？最大水平距離為多少？第5節(jié)機械能守恒定律第1課時機械能守恒定律1D上升到同一高度時由Epmgh可知，m不同Ep不同，又因為整個過程中物體機械能守恒且初動能相同，則在同一高度時兩物體所具有的動能不同，D正確，A、B、C錯2BCD重力勢能Ep隨h增大而減小，A錯，B對；EkEpmgh，C對；E不隨h而變化，D對3B下滑時高度降低，則重力勢能減小，加速運動，動能增加，摩擦力做負功，機械能減小，B對，A、C、D錯4B物體若在水平面內做勻速圓周運動，動能、勢能均不變，物體的機械能不變；物體在豎直平面內做勻速圓周運動，動能不變，勢能改變，故物體的機械能發(fā)生變化；物體沿光滑的曲面下滑，只有重力做功，機械能守恒；用一沿固定斜面向上、大小等于物體所受摩擦力的拉力作用在物體上時，除重力以外的力做功為零，物體的機械能守恒，故選B5C物體的重力做功時，物體下落，重力勢能一定減小，物體克服重力做功，說明重力做負功，物體重力勢能增加，若只有重力做功，機械能守恒，若還有其他力如阻力做功，則機械能不守恒，A、B均錯；物體以g加速下落且重力勢能減小時，說明只有重力做功，機械能守恒，C對；物體以g/2加速下落且重力勢能減小時，說明除有重力做功外，還有其他力做功，機械能一定不守恒，D錯6C0t1時間內小球做自由落體運動，落到彈簧上并往下運動的過程中，小球重力與彈簧對小球彈力的合力方向先向下后向上，故小球先加速后減速，t2時刻到達最低點，動能為0，A、B錯；t2t3時間內小球向上運動，合力方向先向上后向下，小球先加速后減速，動能先增加后減少，C對；t2t3時間內由能量守恒知小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能減去小球增加的重力勢能，D錯7AD在不違背能量守恒定律的情景中的過程并不是都能夠發(fā)生的，B、C中的物體沿曲線軌道運動到與軌道間的壓力為零時就會脫離軌道做斜上拋運動，動能不能全部轉化為重力勢能，故A、D正確8(1)10 m/s(2)43 N，方向豎直向下(3)68 J解析(1)設小球經過B點時的速度大小為vB，由動能定理得mg(Hh)mv求得vB10 m/s.(2)設小球經過C點時的速度為vC，對軌道的壓力為FN，則軌道對小球的壓力NN，根據(jù)牛頓第二定律可得Nmg由機械能守恒得mgR(1cos 53)mvmv聯(lián)立，解得N43 N方向豎直向下(3)設小球由D到達S的過程中阻力所做的功為W，易知vDvB，由動能定理可得mghWmvmv代入數(shù)據(jù)，解得W68 J.9(1)(2)mg(3)繩長為時有最大水平距離為2d解析(1)設繩斷后球飛行的時間為t，由平拋運動規(guī)律，有豎直方向：dgt2水平方向：dv1t解得v1由機械能守恒定律，有mvmvmg(dd)，解得v2 (2)設繩能承受的最大拉力大小為T，這也是球受到繩的最大拉力大小球做圓周運動的半徑為Rd由圓周運動向心力公式，有Tmg得Tmg(3)設繩長為l，繩斷時球的速度大小為v3，繩承受的最大拉力不變，有Tmgm，解得v3 繩斷后球做平拋運動，豎直位移為dl，水平位移為x，時間為t1.有dlgt，xv3t1得x4 ，當l時，x有極大值xmaxd.