2013高中物理 7.8《機(jī)械能守恒定律》同步規(guī)范訓(xùn)練

1、PAGE PAGE 78 機(jī)械能守恒定律(時(shí)間：60分鐘)知識(shí)點(diǎn)基礎(chǔ)中檔稍難機(jī)械能守恒定律的理解21、3、4機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用5、6、87、9綜合提升10、1211、13知識(shí)點(diǎn)一機(jī)械能守恒定律的理解1下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述正確的是()A做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能一定守恒B做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能可能守恒C合外力對(duì)物體做的功為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒D只有重力對(duì)物體做功，物體的機(jī)械能一定守恒解析做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，除了重力、彈力做功外，可能還有其他力做功，所以機(jī)械能不一定守恒，A錯(cuò)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，可能只受重力或只有重力做功(如自由落體運(yùn)動(dòng))，物體機(jī)械能可能守恒，B對(duì)合外力對(duì)

2、物體做功為零時(shí)，說明物體的動(dòng)能不變，但勢能有可能變化，C錯(cuò)D中的敘述符合機(jī)械能守恒的條件，D對(duì)故選B、D.答案BD2汽車沿一段坡面向下行駛，通過剎車使速度逐漸減小，在剎車過程中()A重力勢能增加 B動(dòng)能增加C重力做負(fù)功 D機(jī)械能不守恒解析汽車沿坡面向下運(yùn)動(dòng)，重力做正功，重力勢能減小，故A、C錯(cuò)；由于速度逐漸減小，由Ekeq f(1,2)mv2知，動(dòng)能減小，B錯(cuò)；由于動(dòng)能、重力勢能都減小，故機(jī)械能是減小的，D項(xiàng)正確還可以根據(jù)除重力外，還有阻力做負(fù)功，可知機(jī)械能減小答案D3下列物體中，機(jī)械能守恒的是()A做平拋運(yùn)動(dòng)的物體B被勻速吊起的集裝箱C光滑曲面上自由運(yùn)動(dòng)的物體D物體以eq f(4,5)g的加

3、速度豎直向上做勻減速運(yùn)動(dòng)解析物體做平拋運(yùn)動(dòng)或沿光滑曲面自由運(yùn)動(dòng)時(shí)，不受摩擦力，在曲面上彈力不做功，只有重力做功，機(jī)械能守恒，所以A、C項(xiàng)正確；勻速吊起的集裝箱，繩的拉力對(duì)它做功，不滿足機(jī)械能守恒的條件，機(jī)械能不守恒；物體以eq f(4,5)g的加速度向上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律Fmgmeq blc(rc)(avs4alco1(f(4,5)g)，有Feq f(1,5)mg，則物體受到豎直向上的大小為eq f(1,5)mg的外力作用，該力對(duì)物體做了正功，機(jī)械能不守恒答案AC4(2011新課標(biāo)全國)一蹦極運(yùn)動(dòng)員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落，到最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米距離假定空氣阻力可忽略，

4、運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是()A運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢能始終減小B蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負(fù)功，彈性勢能增加C蹦極過程中，運(yùn)動(dòng)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(diǎn)的選取有關(guān)解析運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前，重力一直做正功，重力勢能減小，選項(xiàng)A正確彈力一直做負(fù)功，彈性勢能增加，選項(xiàng)B正確除重力、彈力之外無其他力做功，故機(jī)械能守恒，選項(xiàng)C正確重力勢能的改變與重力勢能零點(diǎn)的選取無關(guān)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤故選A、B、C.答案ABC知識(shí)點(diǎn)二機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用5桌面的高為h，質(zhì)量為m的小球從離桌面高為H處自由落下，不計(jì)空氣阻力，假設(shè)以桌面為參考面，則小球落到地

5、面前瞬間的機(jī)械能為()A0 BmghCmgH Dmg(Hh)解析本題考查機(jī)械能的定義及機(jī)械能守恒的判斷機(jī)械能是動(dòng)能與勢能的總和，選桌面為參考面，開始時(shí)由于小球的速度為零，其機(jī)械能為mgH，由于小球下落過程中只受重力作用，所以小球在下落過程中機(jī)械能守恒，即小球在下落過程中任一時(shí)刻 (位置)的機(jī)械能都與初始時(shí)刻(位置)的機(jī)械能相等，即為mgH.故選C.答案C6如圖7-8-14所示，質(zhì)量為m的物體在地面上沿斜向上方向以初速度v0拋出后，能達(dá)到的最大高度為H，當(dāng)它將要落到離地面高度為h的平臺(tái)上時(shí)，下列判斷正確的是(不計(jì)空氣阻力，取地面為參考平面)()圖7-8-14A它的總機(jī)械能為eq f(1,2)mv

6、02B它的總機(jī)械能為mghC它的動(dòng)能為mg(Hh)D它的動(dòng)能為eq f(1,2)mv02mgh解析整個(gè)過程中，只有重力對(duì)小球做功，故小球的機(jī)械能守恒，且Eeq f(1,2)mv02mgH.故A對(duì)、B錯(cuò)；小球從拋出到平臺(tái)機(jī)械能守恒，有eq f(1,2)mv02mghEk，故Ekeq f(1,2)mv02mgh，D正確，因?yàn)樽罡唿c(diǎn)速度不為零，故C錯(cuò)誤答案AD7如圖7-8-15所示，一根很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b，a球質(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)量為3m，用手托住，高度為h，此時(shí)輕繩剛好拉緊，從靜止開始釋放b后，a()圖7-8-15Ah B1.5hC2h D2.

7、5h解析釋放b后，在b到達(dá)地面之前，a向上加速運(yùn)動(dòng)，b向下加速運(yùn)動(dòng)，a、b系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，若b落地瞬間速度為v，則3mghmgheq f(1,2)mv2eq f(1,2)(3m)v2，可得veq r(gh).b落地后，a向上做上拋運(yùn)動(dòng)，能夠繼續(xù)上升的高度heq f(v2,2g)eq f(h,2).所以a達(dá)到的最大高度為1.5h，B正確答案B8如圖7-8-16所示，翻滾過山車軌道頂端A點(diǎn)距地面的高度H72 m，圓形軌道最高處的B點(diǎn)距地面的高度h37 m不計(jì)摩擦阻力，試計(jì)算翻滾過山車從A點(diǎn)由靜止開始下滑運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度(g取10 m圖7-8-16解析取水平地面為參考平面，在過山車從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B

8、點(diǎn)的過程中，對(duì)過山車與地球組成的系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律，有mgheq f(1,2)mv2mgH可得過山車運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度為veq r(2g（Hh）)eq r(210（7237）) m/s10eq r(7) m/s.答案10eq r9如圖7-8-17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，求它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小圖7-8-17解析物體拋出后的運(yùn)動(dòng)過程中只受重力作用，機(jī)械能守恒，若選地面為參考面，則mgHeq f(1,2)mv02mg(Hh)eq f(1,2)mvB2，解得vBeq r(v022gh).也可以選桌面為參考面，則eq f(1,2)mv02mgh

9、eq f(1,2)mvB2，解得它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小為vBeq r(v022gh).答案eq r(v022gh)10如圖7-8-18所示，總長為L的光滑勻質(zhì)鐵鏈，跨過一光滑的輕質(zhì)小定滑輪，開始底端相齊，當(dāng)略有擾動(dòng)時(shí)某一端下落，則鐵鏈脫離滑輪的瞬間，其速度為多大？(滑輪半徑可忽略不計(jì))圖7-8-18解析法一利用Ek1Ep1Ek2Ep2求解，取開始時(shí)鐵鏈下端為參考平面設(shè)鐵鏈質(zhì)量為m，開始時(shí)底端所在平面為零勢能面，則初狀態(tài)動(dòng)能Ek10，勢能為Ep1eq f(1,4)mgL；設(shè)末狀態(tài)的速度為v，則有動(dòng)能Ek2eq f(1,2)mv2，勢能Ep20.根據(jù)機(jī)械能守恒定律，得Ek1Ep1Ek2Ep2，即e

10、q f(1,4)mgLeq f(1,2)mv2，解得v eq r(f(gL,2).法二利用EpEk求解設(shè)鐵鏈總質(zhì)量為m，初狀態(tài)至末狀態(tài)可等效為一半鐵鏈移至另一半下端，其重力勢能的減少量為Epeq f(mg,2)eq f(L,2)eq f(mgL,4).設(shè)末狀態(tài)時(shí)鏈條的速度為v，則動(dòng)能的增量為Ekeq f(1,2)mv2.由機(jī)械能守恒定律，得eq f(mgL,4)eq f(1,2)mv2，解得v eq r(f(gL,2).答案eq r(f(gL,2)11如圖7-8-19所示是一個(gè)橫截面為半圓、半徑為R的光滑柱面，一根不可伸長的細(xì)線兩端分別系著物體A、B，且mA2mB，由圖示位置從靜止開始釋放A物

11、體，當(dāng)物體B達(dá)到圓柱頂點(diǎn)時(shí)，求繩的張力對(duì)物體B所做的功圖7-8-19解析本題要求出繩的張力對(duì)物體B做的功，關(guān)鍵求出物體B到達(dá)圓柱頂點(diǎn)的動(dòng)能由于柱面是光滑的，故系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，系統(tǒng)重力勢能的減少量等于系統(tǒng)動(dòng)能的增加量系統(tǒng)重力勢能的減少量為：EpmAgeq f(R,2)mBgR，系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為Ekeq f(1,2)(mAmB)v2由EpEk得v2eq f(2,3)(1)gR繩的張力對(duì)B做的功：Weq f(1,2)mBv2mBgReq f(2,3)mBgR.答案eq f(2,3)mBgR12滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)驚險(xiǎn)刺激的運(yùn)動(dòng)，深受青少年的喜愛如圖7-8-20所示是滑板運(yùn)動(dòng)的軌道，AB和CD是一段圓弧

12、形軌道，BC是一段長7 m的水平軌道一運(yùn)動(dòng)員從AB軌道上P點(diǎn)以6 m/s的速度下滑，經(jīng)BC軌道后沖上CD軌道，到Q點(diǎn)時(shí)速度減為零，已知運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為50 kg，h1.4 m，H1.8 m，不計(jì)圓弧軌道上的摩擦(g圖7-8-20求：(1)運(yùn)動(dòng)員第一次經(jīng)過B點(diǎn)、C點(diǎn)時(shí)的速度各是多少？(2)運(yùn)動(dòng)員與BC軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)解析(1)對(duì)PB過程中，由機(jī)械能守恒得mgheq f(1,2)mvB2eq f(1,2)mvP2.代入數(shù)據(jù)得vB8 m同理，對(duì)CQ過程eq f(1,2)mvC2mgH所以，vC6 m(2)對(duì)BC過程，由動(dòng)能定理得：mgxBCeq f(1,2)mvC2eq f(1,2)mvB2代入數(shù)據(jù)得0.2.答案(1)8 m/s6 m13如圖7-8-21所示，光滑斜面的傾角為30，頂端離地面的高度為0.2 m，質(zhì)量相等的兩個(gè)小球A、B用恰好等于斜面長的細(xì)繩相連，使B球在斜面頂端，A球在斜面底端，現(xiàn)把B圖7-8-21(1)當(dāng)B球剛落地時(shí)，A球的速度(2)B球落地后，A球還可沿斜面向上滑行多遠(yuǎn)(g取10 m/s2)解析(1)小球A、B構(gòu)成的系統(tǒng)沒有機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化，故機(jī)械能守恒取地面