物理粵教版必修2鞏固提升：第四章第四節(jié)機(jī)械能守恒定律Word版含解析

[隨堂達(dá)]1．如圖所示實(shí)例中均不考慮空氣阻力，系統(tǒng)機(jī)械能守恒的( 2.如圖所示，一小孩從公園中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其機(jī)械能的變化情況( )A．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能不變，機(jī)械能減B．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能減小C．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能增加2.如圖所示，一小孩從公園中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其機(jī)械能的變化情況( )A．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能不變，機(jī)械能減B．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能減小C．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能增加D．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能守恒3.hv0在下落過程中，下列說法中正確的3.hv0在下落過程中，下列說法中正確的( )ca點(diǎn)具有的機(jī)械能大bc點(diǎn)具有的動(dòng)能大ab、c三點(diǎn)具有的動(dòng)能一樣大、bc三點(diǎn)具有的機(jī)械能相等4.如圖，一質(zhì)量為M的光滑大圓環(huán)，用一細(xì)輕桿固定在豎直平面內(nèi)；套在大解析：選D.小球在運(yùn)動(dòng)過程中，只受到重力作用，機(jī)械能守恒，在任何一個(gè)位置小球的機(jī)械能都是一樣的，A錯(cuò)誤，D正確；物體在下落過程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，Eka＜Ekb＜Ekc，B4.如圖，一質(zhì)量為M的光滑大圓環(huán)，用一細(xì)輕桿固定在豎直平面內(nèi)；套在大環(huán)上質(zhì)量為m的小(可視為質(zhì)從大環(huán)的最高處由靜止滑下．重力加速度大小為g，當(dāng)環(huán)滑到大環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)，大環(huán)對(duì)輕桿拉力的大小( )A．Mg－5mg B．Mg＋mgC．Mg＋5mg D．Mg＋10mg1解析：選C.設(shè)大環(huán)半徑為R，質(zhì)量為m的小環(huán)滑下過程中遵守機(jī)械能守恒定律，所以2mv2＝mg·2R.小環(huán)滑到大環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)的速度為v＝2

mv2NNmv2

gR，根據(jù)牛頓第二定律得F－mg＝R，所N以在最低點(diǎn)時(shí)大環(huán)對(duì)小環(huán)的支持力F＝mg＋RN

＝5mg.根據(jù)牛頓第三定律知，小環(huán)對(duì)大環(huán)的F＝F＝5mg

＝MgN N N＋5mg.根據(jù)牛頓第三定律，大環(huán)對(duì)輕桿拉力的大小為T′＝T＝Mg＋5mg，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤．05.h＝10mv＝5m/sm＝1kg10m/s2，求：0人對(duì)小球做了多少功？小球落地時(shí)的速度為多大？1 10解析：(1)人對(duì)小球做的功等于小球獲得的初動(dòng)能，由動(dòng)能定理得：W＝2mv2＝2×1×52J0＝12.5J.(2)小球下落過程中，只有重力做功，取地面為零勢(shì)能面，由機(jī)械能守恒定律得：1 1mgh＋mv2＝mv22 0 20解得：v＝v2＋2gh＝52＋2×10×10m/s＝15m/s.0答案：(1)12.5J (2)15m/s一、單項(xiàng)選擇題

[課時(shí)作業(yè)]如圖所示，游樂場(chǎng)中一位小朋友沿滑梯從靜止開始下滑，在此過程中他的機(jī)械能不恒，其原因( )A．因?yàn)樾∨笥炎黾铀龠\(yùn)動(dòng)，所以機(jī)械能不守恒B．因?yàn)樾∨笥炎銮€運(yùn)動(dòng)，所以機(jī)械能不守恒CD．因?yàn)槌亓ψ龉ν?，其他力做功不為零，所以機(jī)械能不守恒解析：選D.小朋友沿滑梯滑下過程中除了重力做功以外，摩擦阻力和空氣阻力也對(duì)小朋友做了負(fù)功，因此，小朋友的機(jī)械能減少，而不守恒，選項(xiàng)D正確，其他選項(xiàng)均錯(cuò)誤．在物體自由下落過程中，下列說法正確的( A．動(dòng)能增大，勢(shì)能減小，機(jī)械能增大B．動(dòng)能減小，勢(shì)能增大，機(jī)械能不變C．動(dòng)能增大，勢(shì)能減小，機(jī)械能不變D．動(dòng)能不變，勢(shì)能減小，機(jī)械能減小選C.動(dòng)能不斷增大，選項(xiàng)C正確．、、C、BFA、DC()4.如圖所示豎直輕彈簧下端固定在水平地面上質(zhì)量為m的小球從彈簧的正上方某一高處自由落下并將彈簧壓縮直到小球的速度變?yōu)榱阌谛∏颉⑤p彈簧和地球組成的系統(tǒng)，在小球開始與彈簧接觸時(shí)起到小球速度變?yōu)榱愕倪^程4.如圖所示豎直輕彈簧下端固定在水平地面上質(zhì)量為m的小球從彈簧的正上方某一高處自由落下并將彈簧壓縮直到小球的速度變?yōu)榱阌谛∏?、輕彈簧和地球組成的系統(tǒng)，在小球開始與彈簧接觸時(shí)起到小球速度變?yōu)榱愕倪^程( )A．小球的動(dòng)能和重力勢(shì)能的總和越來越小，小球的動(dòng)能和彈性勢(shì)能的總和越來越大B．小球的動(dòng)能和重力勢(shì)能的總和越來越小，小球的動(dòng)能和彈性勢(shì)能的總和越來越小C．小球的動(dòng)能和重力勢(shì)能的總和越來越大，小球的動(dòng)能和彈性勢(shì)能的總和越來越大D．小球的動(dòng)能和重力勢(shì)能的總和越來越大，小球的動(dòng)能和彈性勢(shì)能的總和越來越小5.如圖所示，固定的豎直光滑長(zhǎng)桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平圓環(huán)由靜止開始下滑，已知彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)，圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長(zhǎng)度()A．圓環(huán)的機(jī)械能守恒5.如圖所示，固定的豎直光滑長(zhǎng)桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平圓環(huán)由靜止開始下滑，已知彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)，圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長(zhǎng)度()A．圓環(huán)的機(jī)械能守恒B．彈簧彈性勢(shì)能變化了3mgLC．圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)，所受合力為零D解析：選B.圓環(huán)沿桿下滑的過程中，圓環(huán)與彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)能、彈性勢(shì)能、重力勢(shì)能A、D2Lh＝3L，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，彈簧的彈性勢(shì)能增加了3mgL，選項(xiàng)B加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度最大時(shí)，合力為零，下滑到最大距離時(shí)，具有向上的加速度，合力不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．將物體從地面豎直上拋如果不計(jì)空氣阻力物體能夠達(dá)到的最大高度為H.當(dāng)物體在升過程中的某一位置，它的動(dòng)能是重力勢(shì)能的3倍，則這一位置的高度( )2H3HC.3

HB.2HD.4解析：選D.物體在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，設(shè)動(dòng)能是重力勢(shì)能的3倍時(shí)的高度為h，取地mgH＝E＋mgh

H D正確．k mgh4，故某跳高運(yùn)動(dòng)員的身高為1.89在一次訓(xùn)練中起跳后身體橫著越過了2.14m的橫桿據(jù)此可估算出他起跳時(shí)豎直向上的速度接(設(shè)人的重心在身高一半處，取g＝10m/s2)( )A．2m/s B．5m/sC．6m/s D．8m/s解析：選B.

mv2可認(rèn)為跨桿時(shí)刻，該運(yùn)動(dòng)員速度為零．由機(jī)械能守恒定律得：mgh＝2，h為重心上升的高度，解得速度約為：v≈4.89m/s，接近5m/s，故選B.二、多項(xiàng)選擇題關(guān)于機(jī)械能守恒定律的適用條件，下列說法中正確的( )A．只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力作用時(shí)，機(jī)械能守恒B．除重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力外有其他力作用時(shí)，只要合外力為零，機(jī)械能守CD．炮彈在空中飛行不計(jì)阻力時(shí)，僅受重力作用，所以爆炸前后機(jī)械能守恒選AC.B錯(cuò)；除重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力外，其他力做的總功為零，相當(dāng)于只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，機(jī)對(duì)；爆炸瞬間炸藥的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為炮彈的動(dòng)能，炮彈的動(dòng)能增加，機(jī)械能增加，D錯(cuò)．如圖是滑道壓力測(cè)試的示意圖光滑圓弧軌道與光滑斜面相切滑道底部B處安裝一個(gè)壓力傳感器，其示數(shù)N表示該處所受壓力的大?。郴瑝K從斜面上不同高度h處由靜止下滑通過B時(shí)，下列表述正確的( )A．N小于滑塊重力 B．N大于滑塊重力C．N越大表明h越大 D．N越大表明h越小NBC.mBFR，所需向心力為N1BF.hB2mv2B點(diǎn)滑塊所Bv2NN需向心力由合外力提供，得FNN2mgh

－mg＝m

由牛頓第三定律知，傳感器示數(shù)NR

，解得N＝mg＋

，由此式知N＞mg且h越大，N越大．選項(xiàng)B、C正確．一蹦極運(yùn)動(dòng)員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落，到最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)距離．假定空氣阻力可忽略，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的( )A．運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢(shì)能始終減小BC．蹦極過程中，運(yùn)動(dòng)員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D．蹦極過程中，重力勢(shì)能的改變與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取無關(guān)p選ACD.A緊后的下落過程中，彈力向上，位移向下，彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加，故B錯(cuò)誤．選取運(yùn)動(dòng)員、地球和蹦極繩為一系統(tǒng)，在蹦極過程中，只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，這個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，故C是絕對(duì)的，與選取的重力勢(shì)能參考零點(diǎn)無關(guān)，故D正確．p三、非選擇題k4kg5m/s縮彈簧，求彈簧在被壓縮的過程中最大彈性勢(shì)能及木塊速度減為3m/s時(shí)的彈性勢(shì)能．解析：木塊壓縮彈簧的過程中，只有彈力做功，木塊的動(dòng)能與彈簧的彈性勢(shì)能之和守恒．從1開始?jí)嚎s至木塊速度為零，根據(jù)機(jī)械能守恒mv2＝Ep可得：E＝50Jp

2 0 p1 1從開始?jí)嚎s至木塊速度為3m/s，根據(jù)機(jī)械能守恒mv2－mv2＝E′2 0 2 pp可得E′＝32J.p12.如圖所示，質(zhì)量為m的木塊放在光滑的水平桌面上，用輕繩繞過桌邊光滑的定滑輪與質(zhì)量為2m的砝碼相連，把繩拉直后使砝碼從靜止開始下降12.如圖所示，質(zhì)量為m的木塊放在光滑的水平桌面上，用輕繩繞過桌邊光滑的定滑輪與質(zhì)量為2m的砝碼相連，把繩