魯科版本物理必修二2.3（能量守恒定律）隨堂練習(xí)4

1、2.3能量守恒定律每課一練一、選擇題（本題共5小題，每小題4分，共20分.每小題至少一個(gè)選項(xiàng)正確）1.下列運(yùn)動(dòng)過(guò)程滿足機(jī)械能守恒的是（ A.電梯勻速下降過(guò)程B.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程C.起重機(jī)吊起重物過(guò)程D.考慮阻力條件下滑雪者沿斜面下滑過(guò)程【解析】選B.在只有重力或彈簧彈力做功時(shí)，物體機(jī)械能守恒.據(jù)此判斷:電梯勻速下降過(guò)程,克服阻力做功;起重機(jī)吊起重物過(guò)程,起重機(jī)對(duì)重物做正功;滑雪者下滑過(guò)程克服阻力做功;物體做自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程,只有重力對(duì)物體做功.于是可知只有B項(xiàng)正確.2.利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以研究快速變化的力的大小,實(shí)驗(yàn)時(shí)讓某消防隊(duì)員從一平臺(tái)上自由下落2 m后雙腳觸地,接著他用雙腿彎曲的方

2、法緩沖,使自身重心又下降了0.5 m,最后停止.用這種方法獲得消防隊(duì)員受到地面沖擊力隨時(shí)間變化圖象如圖1所示,由圖象可知（ ）A.t2時(shí)刻消防員的速度最大B.t3時(shí)刻消防員的動(dòng)能最小C.t4時(shí)刻消防員的加速度最小D.消防員在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒【解析】選A、C.0t1,消防員做自由落體運(yùn)動(dòng),t1 t2,消防員做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),t2時(shí),F=mg,a=0,此時(shí)速度最大,所以A正確;t2 t4,消防員做減速運(yùn)動(dòng),t4時(shí),消防員停止運(yùn)動(dòng),v=0,F=mg,則a=0,所以B錯(cuò)誤,C正確;t2 t4,消防員的勢(shì)能減小,動(dòng)能也減小,所以機(jī)械能不守恒,故D錯(cuò)誤.3.汽車沿一段坡面向下行駛，通過(guò)剎車使

3、速度逐漸減小，在剎車過(guò)程中（ ）A.重力勢(shì)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】選D.汽車沿坡面向下運(yùn)動(dòng)，重力做正功，重力勢(shì)能減小，故A、C錯(cuò)；由于速度逐漸減小，由Ek= 1/2 mv2知，動(dòng)能減小，B錯(cuò)；由于動(dòng)能、重力勢(shì)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.4.物體做自由落體運(yùn)動(dòng),Ek代表動(dòng)能,Ep代表勢(shì)能,h代表下落的距離,以水平地面為零勢(shì)能面.下列所示圖象中,能正確反映各物理量之間的關(guān)系的是（ ）5.如圖2所示，物體A靜止在光滑的水平面上，A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧，與A質(zhì)量相等的物體B以速度v向A運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞

4、，A、B始終沿同一直線運(yùn)動(dòng)，則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)能損失最大的時(shí)刻是（ ）A.A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí) B.A的速度等于v時(shí)C.B的速度等于零時(shí) D.A和B的速度相等時(shí)【解析】選D.因系統(tǒng)只有彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故AB組成系統(tǒng)動(dòng)能損失最大時(shí)，彈簧彈性勢(shì)能最大.又因當(dāng)兩物體速度相同時(shí)，AB間彈簧形變量最大，彈性勢(shì)能最大，故D項(xiàng)正確二、非選擇題（本題共3小題，共30分.要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要說(shuō)明單位）6.（10分）劍橋大學(xué)物理學(xué)家海倫·杰爾斯基研究了各種自行車特技的物理學(xué)原理，并通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)探尋特技動(dòng)作的極限，設(shè)計(jì)了一個(gè)令人驚嘆不己的高難度動(dòng)作“愛(ài)因斯坦空翻”，并在倫

5、敦科學(xué)博物館由自行車特技運(yùn)動(dòng)員（18歲的布萊士）成功完成.現(xiàn)將“愛(ài)因斯坦空翻”模型簡(jiǎn)化，如圖3所示，質(zhì)量為m的自行車運(yùn)動(dòng)員從B點(diǎn)由靜止出發(fā)，經(jīng)BC圓弧，從C點(diǎn)豎直沖出，完成空翻.完成空翻的時(shí)間為t,由B到C的過(guò)程中，克服摩擦力做功為W，空氣阻力忽略不計(jì)，重力加速度為g.試求：自行車運(yùn)動(dòng)員從B到C至少做功多少？7.(10分)光滑的長(zhǎng)軌道形狀如圖4所示,底部為半圓形,半徑為R,固定在豎直平面內(nèi).AB兩質(zhì)量相同的小環(huán)用長(zhǎng)為R的輕桿連接在一起,套在軌道上.將AB兩環(huán)從圖示位置靜止釋放,A環(huán)離開(kāi)底部2R.不考慮輕桿和軌道的接觸,即忽略系統(tǒng)機(jī)械能的損失,求:(1)AB兩環(huán)都未進(jìn)入半圓形前,桿上的作用力;(2)A環(huán)到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),兩環(huán)速度大小.8.（10分）質(zhì)量為50 kg的男孩在距離河面40 m高的橋上做“蹦極跳”，未拉伸前，長(zhǎng)度為15 m的彈性繩AB一端縛著他的雙腳，另一端則固定在橋上的A點(diǎn)，如圖5甲所示，男孩從橋面下墜，達(dá)到的最低點(diǎn)為水面上的一點(diǎn)D，假定繩在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中遵循胡克定律.不計(jì)空氣阻力、男孩的身高和繩的重力（g取10 m/s2）.男孩的速率v跟下墜的距離s的變化關(guān)系如圖乙所示