1-5-科學(xué)驗(yàn)證：機(jī)械能守恒定律-課時強(qiáng)化訓(xùn)練-魯科版

第5節(jié)科學(xué)驗(yàn)證：機(jī)械能守恒定律-課時強(qiáng)化訓(xùn)練1、如圖，有幾根交于A點(diǎn)的光滑硬桿置于水平地面上，傾向不同。每根桿上均套有一小環(huán)，小環(huán)質(zhì)量不相等。假設(shè)小環(huán)均從A點(diǎn)由靜止開始各自沿桿下滑，以地面為零勢能面，則各小環(huán)下滑過程中速率相等時（）A．離地高度相同 B．動能相同 C．下滑時間相同 D．機(jī)械能相同2、如圖所示，固定在豎直面內(nèi)橫截面為半圓的光滑柱體（半徑為R，直徑水平）固定在距離地面足夠高處，位于柱體兩側(cè)質(zhì)量相等的小球A、B（視為質(zhì)點(diǎn)）用細(xì)線相連，兩球與截面圓的圓心O處于同一水平線上（細(xì)線處于繃緊狀態(tài)）。在微小擾動下，小球A由靜止沿圓弧運(yùn)動到柱體的最高點(diǎn)P。不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g，小球A通過P點(diǎn)時的速度大小為（）A． B． C． D．3、如圖，A、B兩小球由繞過輕質(zhì)定滑輪的細(xì)線相連，A放在固定的光滑斜面上，B、C兩小球在豎直方向上通過勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，C球放在水平地面上?，F(xiàn)用手控制住A，并使細(xì)線剛剛拉直但無拉力作用，并保證滑輪左側(cè)細(xì)線豎直、右側(cè)細(xì)線與斜面平行。已知A的質(zhì)量為5m，B的質(zhì)量為m，C的質(zhì)量為2m，重力加速度為g，細(xì)線與滑輪之間的摩擦不計(jì)。開始時整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。釋放A后，A沿斜面下滑至速度最大時，C恰好離開地面。下列說法正確的是（）A．斜面傾角α約為37° B．A獲得的最大速度為g C．C剛離開地面后，彈簧的彈性勢能減小 D．從釋放A到C剛離開地面的過程中，A、B兩小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒4、如圖所示，質(zhì)量m1＝0.2kg的物體P穿在一固定的光滑水平直桿上，直桿右端固定一光滑定滑輪。一繞過兩光滑定滑輪的細(xì)線的一端與物體P相連，另一端與質(zhì)量m2＝0.45kg的物體Q相連。用手托住物體Q，使整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時細(xì)線剛好拉直，物體P位于A點(diǎn)，且AB＝0.4m，OB＝0.3m，取重力加速度大小g＝10m/s2，兩物體均視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。若釋放物體Q，讓二者開始運(yùn)動，則物體P運(yùn)動的最大速度為（）A．1m/s B．1.5m/s C．3m/s D．6m/s5、在“用DIS研究機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)將傳感器固定在最低點(diǎn)，如圖所示。該同學(xué)將擺錘從不同位置由靜止釋放，記錄擺錘每次下落的高度h和最低點(diǎn)的速度v，作出v2﹣h圖線為（）6、在下列幾種運(yùn)動中遵守機(jī)械能守恒定律的是（）A．雨點(diǎn)勻速下落 B．自由落體運(yùn)動 C．汽車剎車時的運(yùn)動 D．運(yùn)動員跑百米7、如圖所示，利用兩個對接的斜面，左側(cè)斜面固定，讓小球從固定斜面某一高度由靜止開始向下運(yùn)動，又沿右側(cè)斜面上升。要得到“沒有摩擦，小球?qū)⒌竭_(dá)原來的高度”的結(jié)論，需要的證據(jù)是（）A．小球在右側(cè)斜面上，做勻速直線運(yùn)動 B．右側(cè)斜面的傾角越小，小球運(yùn)動的距離越長 C．右側(cè)斜面的傾角為0°時，小球永遠(yuǎn)運(yùn)動下去 D．小球所受摩擦越小，在右側(cè)斜面上，越接近原來的高度8、豎直彈簧下端固定于水平地面上，如圖所示，小球從彈簧的正上方高為h的地方自由下落到彈簧上端，經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點(diǎn)A處，則（）A．h愈大，彈簧在A點(diǎn)的壓縮量愈大 B．彈簧在A點(diǎn)的壓縮量與h無關(guān) C．h愈大，最終小球靜止在A點(diǎn)時彈簧的彈性勢能愈大 D．小球第一次到達(dá)A點(diǎn)時彈簧的彈性勢能比最終小球靜止在A點(diǎn)時彈簧的彈性勢能大9、如圖所示，用長為l、不可伸長的輕繩，一端系質(zhì)量為m的小球，另一端固定在O處。把小球拉到輕繩與水平面間夾角為30°的A點(diǎn)靜止釋放，則小球下落到另一側(cè)B時的速度大小為（）A．v＝0 B．v＝ C．v＝ D．v＝10、關(guān)于機(jī)械能，下列說法正確的是（）A．做變速運(yùn)動的物體，只要受到摩擦力，其機(jī)械能一定減少 B．如果物體所受的合外力不為零，則物體的機(jī)械能一定發(fā)生變化 C．將物體斜向上拋出后，不計(jì)空氣阻力時機(jī)械能守恒的，物體在同一水平高度處具有相同的速率 D．在水平面上做變速運(yùn)動的物體，它的機(jī)械能一定變化11、質(zhì)量為50kg的人，站立在電梯中的臺秤表面，電梯向上運(yùn)動的速度﹣時間圖像如圖所示，則下列分析正確的是（）A．0～5s人的機(jī)械能守恒 B．5s～10s人的機(jī)械能守恒 C．10～15s人的機(jī)械能減少 D．0～15s人的機(jī)械能一直在增加12、如圖所示，一半徑為R的光滑硬質(zhì)圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，在最高點(diǎn)的豎直切線和最低點(diǎn)的水平切線的交點(diǎn)處固定一光滑輕質(zhì)小滑輪C，質(zhì)量為m的小球A穿在環(huán)上，且可以自由滑動，小球A通過足夠長的不可伸長細(xì)線連接另一質(zhì)量也為m的小球B，細(xì)線搭在滑輪上，現(xiàn)將小球A從環(huán)上最高點(diǎn)由靜止釋放，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，A在環(huán)上運(yùn)動過程中，下列說法正確的是（）A．兩小球組成的系統(tǒng)運(yùn)動過程中機(jī)械能先減小后增大 B．細(xì)線的拉力對A球做功的功率小于對B球做功的功率 C．釋放后小球B的速度為零時，小球A的動能為 D．小球A運(yùn)動到環(huán)上最低點(diǎn)時的速度為13、如圖所示，質(zhì)量為2m的物體A置于水平地面上，連有輕質(zhì)彈簧的質(zhì)量為m的物體B置于A上，現(xiàn)將彈簧壓縮后用細(xì)線把A、B固定住，細(xì)線的拉力為F，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。剪斷細(xì)線的瞬間，則正確的是（）A．A物體對地面壓力為3mg B．A物體對地面壓力為3mg+F C．B物體的瞬時加速度為0 D．B物體被向上彈開過程機(jī)械能守恒14、如圖所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是（）A．圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A機(jī)械能守恒 B．圖中，A置于光滑水平面上，物體B沿光滑斜面下滑，物體B機(jī)械能守恒C．圖中，不計(jì)任何阻力和定滑輪質(zhì)量時A加速下落，B加速上升過程中，A機(jī)械能增加，B機(jī)械能減少，A和B系統(tǒng)機(jī)械能守恒。 D．圖中，小球在豎直平面內(nèi)來回擺動（不計(jì)空氣阻力），小球的機(jī)械能守恒15、質(zhì)量相同的甲、乙兩光滑小球（均視為質(zhì)點(diǎn)）用輕直桿連接，乙球處于光滑水平地面上，甲、乙兩球開始均與豎直墻壁接觸，處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示．由于微小的擾動，乙球開始沿水平地面向右滑動．以水平地面為參考平面，已知甲下落過程始終未與墻壁分離，當(dāng)甲球的機(jī)械能最小時，桿與豎直方向夾角的余弦值為（）A． B． C． D．16、如圖，一根長的不可伸長的柔軟細(xì)繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b，兩球均可視為質(zhì)點(diǎn)，a球質(zhì)量為m，靜置于地面，b球質(zhì)量為3m。用手托住b球，b球離地高度為h，此時輕繩剛好拉緊，從靜止開始釋放b球，至a球上升至最高點(diǎn)的過程中（）A．b落地前，b球的機(jī)械能守恒 B．b落地前，a球的機(jī)械能守恒 C．b落地前，a球和b球所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 D．從釋放開始，a球能上升的最大高度為h17、（多選）一質(zhì)量為m＝2kg的物塊在長l＝9m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，經(jīng)過t＝3s到達(dá)斜面底端，其重力勢能隨下滑距離s的變化如圖所示，重力加速度取10m/s2。則（）A．物塊下滑時加速度的大小為2m/s2 B．由題給條件不能求出物塊與斜面間的動摩擦因數(shù) C．物塊下滑過程中機(jī)械能守恒 D．物塊下滑過程中機(jī)械能不守恒18、（多選）如圖所示，滑塊a、b的質(zhì)量均為m，a套在固定豎直桿上，與光滑水平地面相距h，b放在地面上．a(chǎn)、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接，由靜止開始運(yùn)動．不計(jì)摩擦，a、b可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度大小為g，則（）A．a(chǎn)落地前，輕桿對b一直做正功 B．a(chǎn)落地時速度大小為 C．a(chǎn)下落過程中，其最大加速度一定大于g D．a(chǎn)落地前，當(dāng)a的機(jī)械能最小時，b對地面的壓力大小為mg19、如圖，光滑固定斜面的傾角為30°，A、B兩物體的質(zhì)量之比為4：1。B用不可伸長的輕繩分別與A和地面相連，開始時A、B離地高度相同。此時B物體上、下兩繩拉力之比為，在C處剪斷輕繩，當(dāng)B落地前瞬間，A、B的速度大小之比為。20、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，所用電源的頻率f＝50Hz，某次實(shí)驗(yàn)選擇一條較理想紙帶，某同學(xué)用毫米刻度尺測量起始點(diǎn)O依次到A，B，C，D，E、F各點(diǎn)的距離分別記作x1，x2，x3，x4，x5，x6，并記錄在下表中。（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）符號x1x2x3x4x5x6數(shù)值（×10﹣2m）0.190.761.713.064.786.87（1）在實(shí)驗(yàn)過程中需要用工具進(jìn)行直接測量的是。A．重錘的質(zhì)量B．重力加速度C．重錘下降的高度D．重錘的瞬時速度（2）該同學(xué)用重錘在OE段的運(yùn)動來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已知重錘的質(zhì)量為1kg，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2。則此過程中重錘重力勢能的減少量為J，而動能的增加量為J。（3）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的誤差，下列說法不正確的一項(xiàng)是。A．選擇質(zhì)量較小的重物，有利于減小誤差B．選擇點(diǎn)跡清晰且第1、2兩點(diǎn)間距約為2mm的紙帶，有利于減小誤差C．先松開紙帶后接通電源會造成較大的誤差D．本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因是因?yàn)橹匚镌谙侣溥^程中不可避免地受到阻力的作用21、如圖甲所示是利用自由落體運(yùn)動進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)的裝置，所用的打點(diǎn)計(jì)時器接有頻率為50Hz的交流電。（1）a同學(xué)按照正確的實(shí)驗(yàn)步驟操作后，選出一條紙帶（如圖乙所示），其中O點(diǎn)為重物剛要下落時打點(diǎn)計(jì)時器打下的第一個點(diǎn)，A、B、C為三個計(jì)數(shù)點(diǎn)，用刻度尺分別測得OA＝12.41cm、OB＝18.60cm和OC＝27.21cm，在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個點(diǎn)已知重物的質(zhì)量為0.5kg，取g＝9.80m/s2。在OB段運(yùn)動的過程中，重物重力勢能的減少量ΔEp＝J，重物動能的增加量ΔEk＝J。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）（2）數(shù)據(jù)處理的結(jié)果比較合理的應(yīng)當(dāng)是ΔEk（填“大于”“等于”或“小于”）ΔEp，這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)沒有考慮各種阻力的影響，屬于本實(shí)驗(yàn)的（選填“偶然”或“系統(tǒng)”）誤差。22、用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時器，打出一系列的點(diǎn)，對紙帶上點(diǎn)跡間的距離進(jìn)行測量，可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。（1）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，對體積和形狀相同的重錘，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)選擇的材質(zhì)是；A．木質(zhì)B．鋼質(zhì)C．泡沫D．塑料（2）除圖1中所示的裝置之外，還必須使用的器材是；A．直流電源、天平（含砝碼）B．直流電源、刻度尺C．交流電源、天平（含砝碼）D．交流電源、刻度尺（3）如圖2所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上的連續(xù)的五個點(diǎn)A、B、C、D、E，通過測量并計(jì)算出點(diǎn)B距起始點(diǎn)O的距離為x0，B、C兩點(diǎn)間的距離為x1，C、D兩點(diǎn)間的距離為x2，若相鄰兩點(diǎn)的打點(diǎn)時間間隔為T，重錘質(zhì)量為m，根據(jù)這些條件計(jì)算重錘從釋放到打下C點(diǎn)時的重力勢能減少量ΔEp＝，動能增加量ΔEk＝；（4）某同學(xué)利用圖2中紙帶，先分別測量出從A點(diǎn)到B、C、D、E、F、G點(diǎn)的距離h（其中F、G點(diǎn)為E點(diǎn)后連續(xù)打出的點(diǎn)，圖中未畫出），再計(jì)算打出B、C、D、E、F各點(diǎn)時重錘下落的速度v，繪制v2﹣h圖像，如圖3所示，并求得圖線的斜率k。請說明如何根據(jù)圖像驗(yàn)證重錘下落過程機(jī)械能是否守恒？（5）在一次測量中，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)ΔEk略大于ΔEp，出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是。A．存在空氣阻力和摩擦力B．接通電源前釋放了紙帶23、如圖所示，物塊A的質(zhì)量為M＝0.3kg，物塊B、C的質(zhì)量都是m＝0.25kg。三物塊用細(xì)線通過輕質(zhì)滑輪連接，物塊B與物塊C的距離和物塊C到地面的距離都是L＝0.1m?，F(xiàn)將物塊A下方的細(xì)線剪斷，A距滑輪足夠遠(yuǎn)且不計(jì)一切阻力。（g＝10m/s2）求：（1）物塊A上升時的最大速度；（2）物塊A上升的最大高度。24、如圖所示，質(zhì)量（連同裝備）m＝60kg的滑雪運(yùn)動員以v0＝10m/s的初速度從高h(yuǎn)＝15m的A點(diǎn)沿光滑雪道滑下，到達(dá)水平面的B點(diǎn)后進(jìn)入平直緩沖道BC，最終停下，已知滑雪板與緩沖道間動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，重力加速度大小取g＝10m/s2。求（1）以BC為零勢能面，運(yùn)動員在A點(diǎn)時的機(jī)械能；（2）到達(dá)最低點(diǎn)B時的速度大?。唬?）運(yùn)動員在緩沖道上通過的位移。25、質(zhì)量均為m的物體A和B分別系在一根不計(jì)質(zhì)量的細(xì)繩兩端，繩子跨過固定在傾角為30°的斜面頂端的定滑輪上，斜面固定在水平地面上，開始時把物體B拉到斜面底端，這時物體A離地面的高度為1.8m，如圖所示，若摩擦均不計(jì)，從靜止開始放手讓它們運(yùn)動（斜面足夠長，g取10m/s2）。求：（1）物體A剛落地時的速度；（2）物體B能沿斜面滑行的最大距離。26、如圖，將質(zhì)量m＝2kg的圓環(huán)套在與水平面成θ＝37°角的足夠長的直桿上，直桿固定不動，環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑，直桿在A點(diǎn)以下部分粗糙，環(huán)與桿該部分間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5（最大靜摩擦力與滑動摩擦力近似相等），直桿A點(diǎn)以上部分光滑?，F(xiàn)在直桿所在的豎直平面內(nèi)，對環(huán)施加一個與桿成37°夾角斜向上的恒力F，使環(huán)從直桿底端O處由靜止開始沿桿向上運(yùn)動，經(jīng)t＝4s環(huán)到達(dá)A點(diǎn)時撤去恒力F，圓環(huán)向上最遠(yuǎn)滑行到B處，已知圓環(huán)經(jīng)過A點(diǎn)時速度的大小vA＝4m/s。（重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（1）求AB間的距離LAB；（2）求圓環(huán)在OA間向上運(yùn)動的過程中F的大??；（3）若要使圓環(huán)在沿AO下滑的過程中機(jī)械能守恒，可加一恒力F′，求F′的大小和方向?！緟⒖即鸢浮?、A。2、C。3、A。4、C。5、A