高中物理 第七章 機械能守恒定律 第十節(jié) 能量守恒定律與能源練習 新人教版必修2

【成才之路】高中物理第七章機械能守恒定律第十節(jié)能量守恒定律與能源練習新人教版必修21．(·上海理綜，8)下圖是位于錦江樂園的摩天輪，高度為108m，直徑是98m.一質(zhì)量為50kg的游客乘坐該摩天輪做勻速圓周運動旋轉一圈需25min.如果以地面為零勢能面，則他到達最高處時的(取g＝10m/s2)()A．重力勢能為5.4×104J，角速度為0.2rad/sB．重力勢能為4.9×104J，角速度為0.2rad/sC．重力勢能為5.4×104J，角速度為4.2×10－3rad/sD．重力勢能為4.9×104J，角速度為4.2×10－3rad/s答案：C解析：到達最高處時的重力勢能EP＝mgh＝50×10×108J＝5.4×104J，由角速度與周期之間的關系得ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2×3.14,25×60)rad/s＝4.2×10－3rad/s，故選項C正確．點評：本題考查重力勢能的計算與圓周運動的有關知識，考查考生的推理能力，屬容易題．2．(·新課標全國卷，16)如圖所示，在外力作用下某質(zhì)點運動的v－t圖象為正弦曲線．從圖中可以判斷()A．在0～t1時間內(nèi)，外力做正功B．在0～t1時間內(nèi)，外力的功率逐漸增大C．在t2時刻，外力的功率最大D．在t1～t3時間內(nèi)，外力做的總功為零答案：AD解析：在0～t1時間內(nèi)，速度增大，由動能定理知外力做正功，A項正確；在t1、t3兩個時刻，質(zhì)點速率相等，由動能定理知t1～t3時間內(nèi)，外力做的總功為零，D項正確；v－t圖象的斜率表示加速度，在t1時刻，a＝0，F(xiàn)＝0，功率為零，故B項錯誤；t2時刻，F(xiàn)最大，但v＝0，由P＝Fv知P＝0，故C項錯．點評：本題綜合考查v－t圖象、動能定理、功率知識，考查學生分析理解及用極限觀點處理物理問題的能力，中等難度．3．(·福建理綜，17)如圖(甲)所示，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0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，上升到一定高度后下落，如此反復．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()A．t1時刻小球動能最大B．t2時刻小球動能最大C．t2～t3這段時間內(nèi)，小球的動能先增加后減少D．t2～t3這段時間內(nèi)，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能答案：C解析：0～t1時間內(nèi)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；t2～t3時間內(nèi)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；t2～t3時間內(nèi)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．點評：本題考查受力分析、牛頓運動定律、能量守恒等知識，考查了考生的推理能力和分析綜合能力，中等難度．4．(·新課標全國卷，22)圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平．回答下列問題：(1)為實成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有________．(填入正確選項前的字母)A．米尺B．秒表C．0～12V的直流電源D．0～12V的交流電源(2)實驗中誤差產(chǎn)生的原因有________________________________________________(寫出兩個原因)答案：(1)AD(2)見解析解析：(1)需要米尺來測量兩點之間的距離，電磁打點計時器需用交流電源，故選A、D.(2)①紙帶與電磁打點計時器之間存在摩擦阻力；②測量兩點之間距離時的讀數(shù)有誤差；③計算勢能變化時，選取的兩點距離過近；④交變電流頻率不穩(wěn)定．(選取兩個原因即可)點評：本題考查驗證機械能守恒定律的實驗，屬于常規(guī)實驗，考查學生對該實驗基本內(nèi)容的掌握情況，屬較易題．5．(·北京理綜，22)如圖，跳臺滑雪運動員經(jīng)過一段加速滑行后從O點水平飛出，經(jīng)3.0s落到斜坡上的A點．已知O點是斜坡的起點，斜坡與水平面的夾角θ＝37°，運動員的質(zhì)量m＝50kg.不計空氣阻力．(取sin37°＝0.60，cos37°＝0.80；g取10m/s2)求：(1)A點與O點的距離L；(2)運動員離開O點時的速度大??；(3)運動員落到A點時的動能．答案：(1)75m(2)20m/s(3)32500J解析：(1)運動員在豎直方向做自由落體運動，有Lsin37°＝eq\f(1,2)gt2A點與O點的距離L＝eq\f(gt2,2sin37°)＝75m(2)設運動員離開O點的速度為v0，運動員在水平方向做勻速直線運動，即Lcos37°＝v0t解得v0＝eq\f(Lcos37°,t)＝20m/s(3)由機械能守恒，取A點為重力勢能零點，運動員落到A點時的動能為EkA＝mgL·sin37°＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝32500J.點評：本題考查了平拋運動及機械能守恒定律的應用，考查學生分析綜合能力，屬中等難度．6．(·山東理綜，24)如圖所示，四分之一圓軌道OA與水平軌道AB相切，它們與另一水平軌道CD在同一豎直面內(nèi)，圓軌道OA的半徑R＝0.45m，水平軌道AB長s1＝3m，OA與AB均光滑．一滑塊從O點由靜止釋放，當滑塊經(jīng)過A點時，靜止在CD上的小車在F＝1.6N的水平恒力作用下啟動，運動一段時間后撤去力F.當小車在CD上運動了s2＝3.28m時速度v＝2.4m/s，此時滑塊恰好落入小車中．已知小車質(zhì)量M＝0.2kg，與CD間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4.(取g＝10m/s2)求(1)恒力F的作用時間t.(2)AB與CD的高度差h.答案：(1)1s(2)0.8m解析：(1)小車受恒力F作用時加速度為a1，則F－μMg＝Ma1①經(jīng)時間t，小車速度v1＝a1t②設撤去恒力F到小車速度為2.4m/s時的時間為t2則μMg＝Ma2③v＝a1t－a2t2④s2＝eq\f(1,2)a1t2＋v1t2－eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2)⑤代入數(shù)據(jù)，解①②③④⑤得t＝1s，t2＝0.4s(2)滑塊從O滑至A時機械能守恒，設到A時速度為v2，則mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)⑥設滑塊從A到B所用時間為t3，則t3＝eq\f(s1,v2)⑦代入數(shù)據(jù)，解⑥⑦得t3＝1s，由題意設滑塊從B點平拋到落入小車的時