魯科版必修2 能量守恒定律 第1課時(shí) 作業(yè) (1).doc

2.3 能量守恒定律一、選擇題（本題包括8小題，每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不選的得0分，共32分）1. 下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述正確的是（） .做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能一定守恒 .做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能可能守恒 .合外力對(duì)物體做功為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒 .只有重力對(duì)物體做功，物體的機(jī)械能一定守恒2. 質(zhì)量為 的物體，從靜止開(kāi)始以的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng)高度，下列說(shuō)法中正確的是（） .物體的勢(shì)能減小 .物體的機(jī)械能保持不變 .物體的動(dòng)能增加 .物體的機(jī)械能增加3. 從地面豎直上拋兩個(gè)質(zhì)量不同的物體，設(shè)它們的初動(dòng)能相同，當(dāng)上升到同一高度時(shí)（不計(jì)空氣阻力，選拋出點(diǎn)為參考面），則（） .所具有的重力勢(shì)能相等.所具有的動(dòng)能相等 .所具有的機(jī)械能不等 .所具有的機(jī)械能相等4. 兩個(gè)質(zhì)量不同的物塊和，分別從高度相同的光滑斜面和弧形曲面的頂點(diǎn)滑向底端，如圖1所示，它們的初速度為零，則下列說(shuō)法正確的是（） .下滑過(guò)程中重力所做的功相等 .它們到達(dá)底部時(shí)動(dòng)能相等 .它們到達(dá)底部時(shí)速率相等 .物塊在最高點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和它到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能相等5. 質(zhì)量為的物體，在距地面高處以的加速度由靜止豎直下落到地面，下面說(shuō)法中正確的是（） .物體的重力勢(shì)能減少 .物體的機(jī)械能減少 .物體的動(dòng)能增加 .物體的重力做功6. 物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，代表動(dòng)能，代表勢(shì)能，代表下落的距離，以水平地面為零勢(shì)能面，下列所示圖象（圖2）中，能正確反映各物理量之間關(guān)系的是（）7. 游樂(lè)場(chǎng)中的一種滑梯如圖3所示.小朋友從軌道頂端由靜止開(kāi)始下滑，沿水平軌道滑動(dòng)了一段距離后停下來(lái)，則（） .下滑過(guò)程中支持力對(duì)小朋友做功 .下滑過(guò)程中小朋友的重力勢(shì)能增加 .整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小朋友的機(jī)械能守恒 .在水平面滑動(dòng)過(guò)程中摩擦力對(duì)小朋友做負(fù)功8. 某位同學(xué)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，下列操作步驟中錯(cuò)誤的是（） .把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線連接到低壓交流電源 .將連有重物的紙帶穿過(guò)限位孔，將紙帶和重物提升到一定高度 .先釋放紙帶，再接通電源 .更換紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)記錄處理數(shù)據(jù)二、填空與實(shí)驗(yàn)題（第9題8分，第10題12分，共20分）9. 質(zhì)量為、擺長(zhǎng)為，擺球從擺角為處無(wú)初速度地?cái)[下，不計(jì)空氣阻力，設(shè)擺球在最低點(diǎn)處的重力勢(shì)能為零，那么，當(dāng)擺球的擺角時(shí)，擺球的動(dòng)能與重力勢(shì)能相等.（）10.如圖4所示，兩個(gè)質(zhì)量各為和的小物塊和，分別系在一條跨過(guò)定滑輪的軟繩兩端，已知，現(xiàn)要利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.(1)若選定物塊從靜止開(kāi)始下落的過(guò) 程進(jìn)行測(cè)量，則需要測(cè)量的物理量有.（在橫線上對(duì)應(yīng)區(qū)域填入選項(xiàng)前的編號(hào)）物塊的質(zhì)量、；物塊下落的距離及下落這段距離所用的時(shí)間；物塊上升的距離及上升這段距離所用的時(shí)間；繩子的長(zhǎng)度.(2)為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，某小組同學(xué)對(duì)此實(shí)驗(yàn)提出以下建議：繩的質(zhì)量要輕；在“輕質(zhì)繩”的前提下，繩子越長(zhǎng)越好；盡量保證物塊只沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，不要搖晃；兩個(gè)物塊的質(zhì)量之差要盡可能小. 以上建議中確實(shí)對(duì)提高準(zhǔn)確程度有作用的是.（在橫線上對(duì)應(yīng)區(qū)域填入選項(xiàng)前的編號(hào)）(3)寫出一條上面沒(méi)有提到的對(duì)提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議： .三、計(jì)算題（本題共4小題，每題12分，共48分.解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）11.一根細(xì)繩繞過(guò)光滑的定滑輪，兩端分別系住質(zhì)量為和的長(zhǎng)方體物塊，且，開(kāi)始時(shí)用手握住，使系統(tǒng)處于如圖5所示狀態(tài).求：(1)當(dāng)由靜止釋放下落高時(shí)的速度（遠(yuǎn)小于半繩長(zhǎng)，繩與滑輪的質(zhì)量不計(jì)）.(2)如果下降剛好觸地，那么上升的總高度是多少？12.如圖6所示，質(zhì)量為的木塊放在光滑的水平桌面上，用輕繩繞過(guò)桌邊的定滑輪與質(zhì)量為的鉤碼相連，讓繩拉直后使鉤碼從靜止開(kāi)始下降 的距離時(shí)，鉤碼未落地，木塊仍在桌面上.求：(1)這時(shí)鉤碼的速度為多少？(2)上述過(guò)程中鉤碼克服繩子拉力做的功為多少？13.如圖7所示，讓擺球從圖中位置由靜止開(kāi)始下擺，正好擺到最低點(diǎn)位置時(shí)線被拉斷.設(shè)擺線長(zhǎng)，點(diǎn)離地高,不計(jì)斷繩時(shí)機(jī)械能損失，不計(jì)空氣阻力，取,求：（1）擺球剛到達(dá)點(diǎn)時(shí)的速度大??；（2）落地時(shí)小球速度大小. 14.如圖8所示，總長(zhǎng)為的光滑勻質(zhì)鐵鏈跨過(guò)一個(gè)光滑的輕小滑輪，開(kāi)始時(shí)下端相平齊，當(dāng)略有擾動(dòng)時(shí)其一端下落，則當(dāng)鐵鏈剛脫離滑輪的瞬間，鐵鏈的速度為多大？ 2.3 能量守恒定律 參考答案一、選擇題1. 解析：項(xiàng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，可能除了重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功外，還有其他力做功，所以機(jī)械能不一定守恒，不選；b項(xiàng)中做勻變速直線運(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)），物體的機(jī)械能可能守恒，應(yīng)選；項(xiàng)中合外力對(duì)物體做功為零時(shí)，說(shuō)明物體的動(dòng)能不變，但勢(shì)能有可能變化，如降落傘在空中勻速下降，機(jī)械能減少，不選；項(xiàng)中符合機(jī)械能守恒的條件，應(yīng)選.2. 解析：因重力做正功，重力勢(shì)能減少；除了重力做功外，還有其他力做功，故機(jī)械能不守恒；以物體為研究對(duì)象，合外力做的功為，所以物體的動(dòng)能增加為；以物體和地球組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，外力做正功，故物體的機(jī)械能增加，所以、正確.3. 4. 解析：物塊下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒，則重力做功為，重力做的功等于動(dòng)能的增量，由于質(zhì)量不等，所以、b錯(cuò)；由機(jī)械能守恒定律，得，與物塊質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以、正確.5. 解析：物體在高處時(shí)，重力勢(shì)能為，落到地面時(shí)，重力勢(shì)能為零，這一過(guò)程中，重力做功為，重力勢(shì)能減少，選項(xiàng)錯(cuò)誤，選項(xiàng)正確.物體的加速度為，可見(jiàn)合外力為，合外力做的功為，根據(jù)動(dòng)能定理，物體動(dòng)能增加，選項(xiàng)正確.物體重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，機(jī)械能減少了，b選項(xiàng)正確. 6. 解析：物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，可見(jiàn)，是時(shí)間的二次函數(shù)，同時(shí)也是速度的二次函數(shù)，拋物線開(kāi)口向下，b正確，錯(cuò)誤；由機(jī)械能守恒得，所以，是的一次函數(shù)，故錯(cuò)誤；又由得是的正比例函數(shù)，錯(cuò)誤.7. 解析：小朋友在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受阻力作用，機(jī)械能不守恒，因此不能選.在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中支持力方向與運(yùn)動(dòng)方向垂直，因此對(duì)小朋友不做功，不能選.下滑過(guò)程中小朋友的重力勢(shì)能減小，因此不能選b.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小朋友所受摩擦力方向與速度方向相反，因此摩擦力做負(fù)功，所以選.8. 解析：根據(jù)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)要求，應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后，再釋放紙帶，故選項(xiàng)是錯(cuò)誤的，、b、均符合實(shí)驗(yàn)要求.故選.二、填空與實(shí)驗(yàn)題9. 37 解析：擺球在最低點(diǎn)處的重力勢(shì)能為零，則擺球在擺角為53處時(shí)的重力勢(shì)能為，動(dòng)能為，即機(jī)械能為.設(shè)當(dāng)擺球的擺角為時(shí)，擺球的動(dòng)能與 重力勢(shì)能相等.由機(jī)械能守恒知，此時(shí)擺球的動(dòng)能為.即機(jī)械能為.據(jù)解得，.即當(dāng)擺球的擺角時(shí)，擺球的動(dòng)能與重力勢(shì)能相等.10.(1)或(2)(3)對(duì)同一高度進(jìn)行多次測(cè)量取平均值；選取受力后伸長(zhǎng)量相對(duì)小的繩；繩和滑輪的接觸面盡量光滑等.解析：(1)對(duì)、受力分析，設(shè)繩上彈力為，下降的加速度為，上升加速度大小也為，運(yùn)用隔離法，對(duì)和分別有 由以上二式解得 系統(tǒng)末速度的大小為 系統(tǒng)的末動(dòng)能為 由于兩個(gè)物體是用輕繩所連接，所以下降的高度與上升的高度相同，設(shè)為，則系統(tǒng)重力勢(shì)能的變化量為 本實(shí)驗(yàn)中需要驗(yàn)證的是物理量與的關(guān)系，由、兩式可看出，需要測(cè)量的物理量有：兩個(gè)物體的質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)的時(shí)間以及下降的高度.因此需要測(cè)量的物理量有：或者.(2)從以上的推理可知，本實(shí)驗(yàn)中忽略了輕繩的質(zhì)量，若繩的質(zhì)量太大，根據(jù)牛頓第二定律可知將會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)誤差；另外要求兩個(gè)物體在下落的過(guò)程中應(yīng)該保證只受重力的作用，否則就違背了機(jī)械能守恒定律的條件，也就是說(shuō)盡量保證物塊只沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，不要搖晃.因此答案為.(3)由以上分析可知，對(duì)提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議還有：選取受力后伸長(zhǎng)量相對(duì)小的繩子；或?qū)ν桓叨冗M(jìn)行多次測(cè)量取平均值.三、計(jì)算題11.(1) (2)解析：(1)對(duì)于、構(gòu)成的系統(tǒng)，只有重力做功，由機(jī)械能守恒定律可知，解得.(2)觸地，在豎直方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由機(jī)械能守恒定律有，上升的總高度為.12.(1) (2) 解析：(1)木塊和鉤碼構(gòu)成的系統(tǒng)，只有重力做功，由機(jī)械能守恒有，解得.(2)對(duì)鉤碼由動(dòng)能定理得：，即，即鉤碼克服繩子拉力做功為.注意：能量轉(zhuǎn)移觀點(diǎn)主要用來(lái)分析兩物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律問(wèn)題，不需確定零勢(shì)能面的位置，但要