高中物理第4章機(jī)械能和能源5機(jī)械能守恒定律學(xué)業(yè)分層測評教科版必修(共7頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上5 機(jī)械能守恒定律 (建議用時(shí)：45分鐘)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，紙帶將被釋放瞬間的四種情況如照片所示，其中最合適的是()【解析】開始釋放時(shí)，重錘要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶應(yīng)保持豎直方向，故D正確【答案】D2下列說法正確的是()A物體沿水平面做勻加速運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能一定守恒B起重機(jī)勻速提升物體，機(jī)械能一定守恒C物體沿光滑曲面自由下滑過程中，機(jī)械能一定守恒D跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速下落過程中，機(jī)械能一定守恒【解析】A項(xiàng)，勢能不變動(dòng)能增加；B項(xiàng)，動(dòng)能不變勢能增加；C項(xiàng)，只有重力做功機(jī)械能守恒；D項(xiàng)，動(dòng)能不變勢能減小，綜上所述選項(xiàng)C正確【答案】C3如圖4­5

2、­7所示，在水平臺(tái)面上的A點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計(jì)空氣阻力，則它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】圖4­5­7A.BC. Dv0【解析】若選桌面為參考面，則mvmghmv，解得vB.【答案】B4如圖4­5­8所示，一固定在地面上的光滑斜面的頂端固定有一輕彈簧，地面上質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))向右滑行并沖上斜面設(shè)物塊在斜面最低點(diǎn)A的速率為v，壓縮彈簧至C點(diǎn)時(shí)彈簧最短，C點(diǎn)距地面高度為h，則物塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能為()圖4­5­8AmghBmghmv2Cmghmv2 Dmv2mgh【解析】由

3、機(jī)械能守恒定律可得物塊的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其重力勢能和彈簧的彈性勢能，有mv2mghEp，故Epmv2mgh.【答案】D圖4­5­95如圖4­5­9所示的光滑輕質(zhì)滑輪，阻力不計(jì)，M12 kg，M21 kg，M1離地高度為H0.5 mM1與M2從靜止開始釋放，M1由靜止下落0.3 m時(shí)的速度為()A. m/s B3 m/sC2 m/s D1 m/s【解析】 對系統(tǒng)運(yùn)用機(jī)械能守恒定律得，(M1M2)gh(M1M2)v2，代入數(shù)據(jù)解得v m/s，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤【答案】A6(多選)由光滑細(xì)管組成的軌道如圖4­5­10所示，其中AB、BC段均

4、為半徑為R的四分之一圓弧，軌道固定在豎直平面內(nèi)一質(zhì)量為m的小球，從距離水平地面高為H的管口D處由靜止釋放，最后能夠從A端水平拋出落到地面上下列說法正確的是()圖4­5­10A小球落到地面相對于A點(diǎn)的水平位移值為2B小球落到地面相對于A點(diǎn)的水平位移值為2C小球能從細(xì)管A端水平拋出的條件是H2RD小球能從細(xì)管A端水平拋出的最小高度HminR【解析】小球從D到A，根據(jù)機(jī)械能守恒定律知，mg(H2R)mv2，小球從A出發(fā)后平拋，有g(shù)t22R，水平位移xvt2，則B正確，A錯(cuò)誤；豎直平面內(nèi)小球在細(xì)管中可以過最高點(diǎn)A的最小速度為0，根據(jù)機(jī)械能守恒定律知，小球要到達(dá)A點(diǎn)且水平拋出，則需要

5、滿足H2R，則C正確，D錯(cuò)誤【答案】BC7(2016·九江高一檢測)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：(1)下列物理量中需要用工具直接測量的有()A重物的質(zhì)量B重力加速度C重物下落的高度D與重物下落高度對應(yīng)的重物的瞬時(shí)速度(2)實(shí)驗(yàn)中，如果以為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的­h圖線應(yīng)是_，才能合乎實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的要求，­h圖線的斜率等于_的數(shù)值【解析】(1)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，只需要用刻度尺測量重物下落的高度重物的質(zhì)量不用測量重力加速度不需要測量通過計(jì)算可以得到與重物下落高度對應(yīng)的重物的瞬時(shí)速度故選C.(2)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，有：mghm

6、v2，則有：gh，由于g是常數(shù)，所以­h圖線為過原點(diǎn)的傾斜直線，圖線的斜率等于g.【答案】(1)C(2)過原點(diǎn)的傾斜直線重力加速度g8在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，手總是抖動(dòng)，找不出一條起始點(diǎn)跡清晰的紙帶，該同學(xué)便選取一段紙帶進(jìn)行測量，如圖4­5­11所示，A、B、C、D、E、F是以2個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)為1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，其測量結(jié)果是AB4.53 cm，AC10.58 cm，AD18.17 cm，AE27.29 cm，AF37.94 cm(g取9.8 m/s2)(1)若重物質(zhì)量為m，從B到E重力勢能減少了多少？(2)從B到E動(dòng)能增加了多少？(3)試對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行

7、分析圖4­5­11【解析】(1)Epmghmg·BEm×9.8×(27.294.53)×102 J2.23m J；(2)由勻變速運(yùn)動(dòng)的速度特征得vBACm/s1.32 m/s，vEDFm/s2.47 m/s.又根據(jù)Ekmv2有EkB×m×1.322 J0.87m J，EkE×m×2.472 J3.05m J，故EkEkEEkB(3.05m0.87m)J2.18m J.(3)動(dòng)能增加量為2.18m J，略小于重力勢能減少量，考慮實(shí)驗(yàn)誤差，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，動(dòng)能的增加等于重力勢能的減少量，即機(jī)

8、械能守恒【答案】見解析能力提升9(多選)如圖4­5­12所示，在地面上以速度v0拋出質(zhì)量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h的海平面上若以地面為參考平面，且不計(jì)空氣阻力，則下列選項(xiàng)正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】圖4­5­12A物體落到海平面時(shí)的勢能為mghB重力對物體做的功為mghC物體在海平面上的動(dòng)能為mvmghD物體在海平面上的機(jī)械能為mv【解析】若以地面為參考平面，物體落到海平面時(shí)的勢能為mgh，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；此過程重力做正功，做功的數(shù)值為mgh，因而B正確；不計(jì)空氣阻力，只有重力做功，所以機(jī)械能守恒，有mvmghEk，在海平面上的動(dòng)能為Ekmvmg

9、h，C選項(xiàng)正確；在地面處的機(jī)械能為mv，因此在海平面上的機(jī)械能也為mv，D選項(xiàng)正確【答案】BCD10(多選)如圖4­5­13所示，豎直放置的光滑圓軌道被固定在水平地面上，半徑r0.4 m，最低點(diǎn)有一小球(半徑比r小很多)，現(xiàn)給小球以水平向右的初速度v0，如果要使小球不脫離圓軌道運(yùn)動(dòng)，那么v0應(yīng)當(dāng)滿足(g取10 m/s2)()圖4­5­13Av00 Bv04 m/sCv02m/s Dv02m/s【解析】當(dāng)小球沿軌道上升的最大高度等于r時(shí)，由機(jī)械能守恒定律得mvmgr，得v02m/s；當(dāng)小球恰能到達(dá)圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)有mgm又由機(jī)械能守恒mvmg2rmv2解得

10、v02m/s.所以滿足條件的選項(xiàng)為CD.【答案】CD11如圖4­5­14所示，在豎直平面內(nèi)有一固定光滑軌道，其中AB是長為R的水平直軌道，BCD是圓心為O、半徑為R的3/4圓弧軌道，兩軌道相切于B點(diǎn)在外力作用下，一小球從A點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤除外力已知小球剛好能沿圓軌道經(jīng)過最高點(diǎn)C，重力加速度為g.求：圖4­5­14(1)小球在AB段運(yùn)動(dòng)的加速度的大??；(2)小球從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用的時(shí)間【解析】(1)設(shè)小球在C點(diǎn)的速度大小為vC，根據(jù)牛頓第二定律有，mgm小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，mvmv2mgR，在AB段設(shè)加速度

11、的大小為a，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有v2aR，聯(lián)立解得AB段運(yùn)動(dòng)的加速度的大小ag.(2)設(shè)小球在D處的速度大小為vD，下落到A點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，由機(jī)械能守恒定律有：mvmvmgR.mvmv2，設(shè)小球從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用的時(shí)間為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得，gtvvD聯(lián)立解得：t().【答案】(1)g(2)()12山谷中有三塊石頭和一根不可伸長的輕質(zhì)青藤，其示意圖如圖4­5­15，圖中A、B、C、D均為石頭的邊緣點(diǎn)，O為青藤的固定點(diǎn)，h11.8 m，h24.0 m，x14.8 m，x28.0 m開始時(shí)，質(zhì)量分別為M10 kg和m2 kg的大、小兩只滇金絲猴分別位于左邊和中間的石頭上，當(dāng)大猴

12、發(fā)現(xiàn)小猴將受到傷害時(shí)，迅速從左邊石頭的A點(diǎn)水平跳至中間石頭大猴抱起小猴跑到C點(diǎn)，抓住青藤下端，蕩到右邊石頭上的D點(diǎn)，此時(shí)速度恰好為零運(yùn)動(dòng)過程中猴子均可看成質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力不計(jì)，重力加速度g取10 m/s2.求：圖4­5­15(1)大猴從A點(diǎn)水平跳離時(shí)速度的最小值；(2)猴子抓住青藤蕩起時(shí)的速度大小；(3)猴子蕩起時(shí)，青藤對猴子的拉力大小. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】【解析】本題考查了平拋運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能守恒定律和圓周運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用，考查了考生的分析綜合能力，運(yùn)動(dòng)過程和受力分析是解答關(guān)鍵思路大致如下：根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)求猴子的最小速度，根據(jù)機(jī)械能守恒定律求猴子蕩起時(shí)的速度，利用圓周運(yùn)動(dòng)，結(jié)合幾何關(guān)系，求青藤的拉力(1)設(shè)猴子從A點(diǎn)水平跳離時(shí)速度最小值為vmin，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有h1