高中物理粵教版第四章機(jī)械能和能源 第四章第四節(jié)機(jī)械能守性定律

第四章機(jī)械能和能源第四節(jié)機(jī)械能守性定律A級抓基礎(chǔ)1．關(guān)于機(jī)械能，下列說法正確的是()A．機(jī)械能守恒時，物體的動能和重力勢能都不變B．物體處于平衡狀態(tài)時，機(jī)械能一定守恒C．物體機(jī)械能的變化等于合力對它做的功D．物體所受合力不為零時，其機(jī)械能可以守恒解析：機(jī)械能守恒是指機(jī)械能的總和不變，其中動能和重力勢能都有可能變，A錯；物體處于平衡狀態(tài)時，動能不變，但重力勢能可以變化，機(jī)械能不一定守恒，B錯；合力做的功等于動能的變化，C錯；物體所受合力不為零，如果只有重力做功，則機(jī)械能守恒，D對．答案：D2．(多選)下列情況中，運(yùn)動物體機(jī)械能一定守恒的是()A．做勻速直線運(yùn)動的物體B．做平拋運(yùn)動的物體C．物體不受摩擦力D．物體只受重力解析：在豎直方向做勻速直線運(yùn)動的物體，動能不變，重力勢能變化，機(jī)械能不守恒，故A錯誤；做平拋運(yùn)動的物體，只有重力做功，機(jī)械能必定守恒，故B正確；物體在拉力作用下在豎直方向做勻速運(yùn)動時，不受摩擦力，但機(jī)械能增加，故C錯誤；物體只受重力時，機(jī)械能守恒，故D正確．故選B、D.答案：BD3．質(zhì)量為1kg的物體從傾角為30°、長2m的光滑斜面頂端由靜止開始下滑，若選初始位置為零勢能點，那么，當(dāng)它滑到斜面中點時具有的機(jī)械能和重力勢能分別是(g取10mA．0J，－5J B．0J，－10JC．10J，5J D．20J，－10J解析：物體下滑時機(jī)械能守恒，故它下滑到斜面中點時的機(jī)械能等于在初始位置的機(jī)械能，下滑到斜面中點時的重力勢能Ep＝－mgeq\f(L,2)·sin30°＝－1×10×eq\f(2,2)sin30°J＝－5J．故選項A正確．答案：A4.如圖所示，在輕彈簧的下端懸掛一個質(zhì)量為m的小球A，若將小球A從彈簧原長位置由靜止釋放，小球A能夠下降的最大高度為h.若將小球A換成質(zhì)量為2m的小球B，仍從彈簧原長位置由靜止釋放，則小球B下降h時的速度為(重力加速度為g，\r(2gh) \r(gh)\f(gh,2) D．0解析：設(shè)小球A下降高度h時，彈簧的彈性勢能為Ep，由機(jī)械能守恒可知Ep＝mgh.當(dāng)小球A換為質(zhì)量為2m的小球B時，設(shè)小球B下降h時速度為v，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有2mgh＝eq\f(1,2)·2mv2＋Ep，解得v＝eq\r(gh)，B項正確．答案：B5.如圖所示，一輕彈簧固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點O在同一水平面且彈簧保持原長的A點無初速度釋放，讓它自由擺下．不計空氣阻力，在重物由A點擺向最低點的過程中()A．重物的重力勢能減少B．重物的重力勢能增加C．重物的機(jī)械能不變D．重物的機(jī)械能增加解析：重物從A點釋放后，在從A點向B點運(yùn)動的過程中，重物的重力勢能逐漸減少，動能逐漸增加，彈簧逐漸被拉長，彈性勢能逐漸增大，所以，重物減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為重物的動能，另一部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能．對重物和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)，機(jī)械能守恒，但對重物來說，其機(jī)械能減少．故A正確，B、C、D錯誤．答案：A6.如圖所示的滑輪光滑輕質(zhì)，阻力不計，M1＝2kg，M2＝1kg，M1離地高度為H＝0.5m．M1與M2從靜止開始釋放，M1由靜止下落0.3\r(2)m/s B．3m/sC．2m/s D．1m/s解析：對系統(tǒng)運(yùn)用機(jī)械能守恒定律得，(M1－M2)gh＝eq\f(1,2)(M1＋M2)v2，代入數(shù)據(jù)解得v＝eq\r(2)m/s，故A正確，B、C、D錯誤．答案：AB級提能力7.如圖所示，具有一定初速度的物塊，沿傾角為30°的粗糙斜面向上運(yùn)動的過程中，受一個恒定的沿斜面向上的拉力F作用，這時物塊的加速度大小為5m/s2，方向沿斜面向下，那么，在物塊向上運(yùn)動過程中，下列說法正確的是(g取10m/sA．物塊的機(jī)械能一定增加B．物塊的機(jī)械能一定減小C．物塊的機(jī)械能不變D．物塊的機(jī)械能可能增加也可能減小解析：由于mgsinα＋Ff－F＝ma可知F－Ff＝mgsin30°－ma＝0即F＝Ff，則WF＝WFf，合力功為重力功，可知物塊機(jī)械能不變．答案：C8.質(zhì)量不計的直角形支架兩端分別連接質(zhì)量為m和2m的小球A和B.支架的兩直角邊長度分別為2l和l，支架可繞固定軸O在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動，如圖所示．開始時OA邊處于水平位置，由靜止釋放A．A球的最大速度為2eq\r(gl)B．A球的速度最大時，兩小球的總重力勢能最小C．A球的速度最大時，A球在豎直位置D．A、B兩球的最大速度之比v1∶v2＝1∶2解析：A、B兩球速度總滿足v1∶v2＝2∶1，D錯．系統(tǒng)機(jī)械能守恒，A在豎直位置時，兩球速度都為零，C錯．A在單獨下降2l時速度才為2eq\r(gl)，A錯．由于轉(zhuǎn)動過程中兩球角速度始終相等，故A球速度最大時，B球速度也最大，對系統(tǒng)而言，機(jī)械能守恒，此時總動能最大，則總重力勢能一定最小．故選B.答案：B9．如圖所示，小球質(zhì)量為m，大小不計，右邊圓軌道半徑為R，小球從h＝3R處沿斜面滑下后，又沿圓軌道滑到最高點P處，不計任何摩擦．求：(1)小球通過P點的速度大?。?2)小球通過圓軌道最低點時對軌道的壓力．解析：(1)根據(jù)機(jī)械能守恒定律：mg(h－2R)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，解得小球通過P點的速度v1＝eq\r(2gR).(2)設(shè)小球通過最低點的速度為v2.根據(jù)機(jī)械能守恒定律mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，根據(jù)牛頓第二定律FN－mg＝meq\f(veq\o\al(2,2),R)，解得FN＝7mg，由牛頓第三定律知小球通過圓軌道最低點時對軌道的壓力大小為7mg，方向豎直向下．答案：(1)eq\r(2gR)(2)7mg，豎直向下10.如圖所示，一根輕質(zhì)細(xì)桿兩端分別固定著A、B兩個質(zhì)量均為m的小球，O點是光滑水平軸．已知AO＝L，BO＝2L.使細(xì)桿從水平位置由靜止開始轉(zhuǎn)動，當(dāng)B球轉(zhuǎn)到O點正下方時，解析：設(shè)B球到達(dá)O點的正下方時，A、B兩球的速度分別為vA、vB.兩球在轉(zhuǎn)動過程中角速度相等．由v＝ωr得：vA∶vB＝L∶2L＝1∶2.對A、B組成的系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律ΔEp減＝ΔEk增，有：mg2L－mgL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B).②由①②聯(lián)立解得：v