粵教版必修二 第四章 第四節(jié) 機(jī)械能守恒定律 課時(shí)作業(yè).doc

課時(shí)作業(yè)一、選擇題(17為單項(xiàng)選擇題，810為多項(xiàng)選擇題)1一個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中所受的合力為零，則這個(gè)過(guò)程中()a機(jī)械能一定不變b物體的動(dòng)能保持不變，而勢(shì)能一定變化c若物體的勢(shì)能變化，機(jī)械能一定變化d若物體的勢(shì)能變化，機(jī)械能不一定變化答案c解析由于物體在平衡力的作用下運(yùn)動(dòng)，速度不變，即物體的動(dòng)能不變，當(dāng)物體的勢(shì)能變化時(shí)機(jī)械能一定變化，c正確，a、b、d錯(cuò)誤2下列運(yùn)動(dòng)的物體，機(jī)械能守恒的是()a物體沿斜面勻速下滑b物體從高處以0.9g的加速度豎直下落c物體沿光滑曲面滑下d拉著一個(gè)物體沿光滑的斜面勻速上升答案c解析物體沿斜面勻速下滑時(shí)，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，所以機(jī)械能減小物體以0.9g的加速度豎直下落時(shí)，除重力外，其他力的合力向上，大小為0.1mg，其他力的合力在物體下落時(shí)對(duì)物體做負(fù)功，物體的機(jī)械能不守恒物體沿光滑曲面滑下時(shí)，只有重力做功，機(jī)械能守恒拉著物體沿斜面勻速上升時(shí)，拉力對(duì)物體做功，物體的機(jī)械能不守恒綜上所述，機(jī)械能守恒的是c項(xiàng)3質(zhì)量為1 kg的物體從傾角為30、長(zhǎng)2 m的光滑斜面頂端由靜止開(kāi)始下滑，若選初始位置為零勢(shì)能點(diǎn)，那么，當(dāng)它滑到斜面中點(diǎn)時(shí)具有的機(jī)械能和重力勢(shì)能分別是(g取10 m/s2)()a0 j，5 j b0 j，10 jc10 j,5 j d20 j，10 j答案a4如圖1所示是某公園設(shè)計(jì)的一種驚險(xiǎn)刺激的娛樂(lè)設(shè)施管道除d點(diǎn)右側(cè)水平部分粗糙外，其余部分均光滑若挑戰(zhàn)者自斜管上足夠高的位置滑下，將無(wú)能量損失的連續(xù)滑入第一個(gè)、第二個(gè)圓管形管道a、b內(nèi)部(管道a比管道b高)某次一挑戰(zhàn)者自斜管上某處滑下，經(jīng)過(guò)管道a內(nèi)部最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)管壁恰好無(wú)壓力則這名挑戰(zhàn)者()圖1a經(jīng)過(guò)管道a最高點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能大于經(jīng)過(guò)管道b最低點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能b經(jīng)過(guò)管道a最高點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于經(jīng)過(guò)管道b最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能c經(jīng)過(guò)管道b最高點(diǎn)時(shí)對(duì)管外側(cè)壁有壓力d不能經(jīng)過(guò)管道b的最高點(diǎn)答案c5.如圖2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)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接，彈簧的另一端連接在墻上，并且處于原長(zhǎng)狀態(tài)，現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開(kāi)始下滑，已知彈簧原長(zhǎng)為l，圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?l(未超過(guò)彈性限度)，則在圓環(huán)下滑到最大距離的過(guò)程中()圖2a圓環(huán)的機(jī)械能守恒b彈簧彈性勢(shì)能變化了mglc圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)，所受合力為零d圓環(huán)重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和保持不變答案b解析圓環(huán)在下落過(guò)程中機(jī)械能減少，彈簧彈性勢(shì)能增加，而圓環(huán)與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒圓環(huán)下落到最低點(diǎn)時(shí)速度為零，但是加速度不為零，即合力不為零；圓環(huán)下降高度hl，所以圓環(huán)重力勢(shì)能減少了mgl，由機(jī)械能守恒定律可知，彈簧的彈性勢(shì)能增加了mgl.故選b.6.如圖3所示，用長(zhǎng)為l的細(xì)線，一端系于懸點(diǎn)a，另一端拴住一質(zhì)量為m的小球，先將小球拉至水平位置并使細(xì)線繃直，在懸點(diǎn)a的正下方o點(diǎn)釘有一光滑小釘子，今將小球由靜止釋放，要使小球能在豎直平面內(nèi)做完整圓周運(yùn)動(dòng)，oa的最小距離是()圖3a. b.c.l d.l答案d解析設(shè)小球做完整圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)其軌道半徑為r，小球剛好過(guò)最高點(diǎn)的條件為mg解得v0小球由靜止釋放到運(yùn)動(dòng)至圓周的最高點(diǎn)過(guò)程中，只有重力做功，因而機(jī)械能守恒，取初位置所在水平面為參考平面，由機(jī)械能守恒定律得0mvmg(l2r)解得rl所以oa的最小距離為lrl，故d正確7以相同大小的初速度v0將物體從同一水平面分別豎直上拋、斜上拋、沿光滑斜面(足夠長(zhǎng))上滑，如圖4所示，三種情況達(dá)到的最大高度分別為h1、h2和h3，不計(jì)空氣阻力(斜上拋物體在最高點(diǎn)的速度方向水平)，則()圖4ah1h2h3 bh1h2h3ch1h3h2答案d解析豎直上拋物體和沿斜面運(yùn)動(dòng)的物體，上升到最高點(diǎn)時(shí)，速度均為0，由機(jī)械能守恒得mghmv，所以h，斜上拋物體在最高點(diǎn)速度不為零，設(shè)為v1，則mgh2mvmv，所以h2h1h3，故d對(duì)8.把質(zhì)量為m的石塊從高h(yuǎn)的山崖上以沿與水平方向成角斜向上的方向拋出(如圖5所示)，拋出的初速度為v0，石塊落地時(shí)的速度大小與下面哪些量無(wú)關(guān)(不計(jì)空氣阻力)()圖5a石塊的質(zhì)量 b石塊初速度的大小c石塊初速度的仰角 d石塊拋出時(shí)的高度答案ac解析以地面為參考平面，石塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，則mghmvmv2即v22ghv，所以v由此可知，v與石塊的初速度大小v0和高度h有關(guān)，而與石塊的質(zhì)量和初速度的方向無(wú)關(guān)9圖6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小，某滑塊從斜面上不同高度h處由靜止下滑，通過(guò)b處時(shí)，下列表述正確的有()圖6an小于滑塊重力 bn大于滑塊重力cn越大表明h越大 dn越大表明h越小答案bc解析設(shè)滑塊在b點(diǎn)的速度大小為v，選b處所在平面為零勢(shì)能面，從開(kāi)始下滑到b處，由機(jī)械能守恒定律得mghmv2，在b處由牛頓第二定律得nmgm，因而選b、c.10.如圖7所示，質(zhì)量相同的小球a和b分別懸掛在長(zhǎng)為l和2l的不同長(zhǎng)繩上，先將小球拉至同一水平位置從靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)兩繩豎直時(shí)，則()圖7a兩球的速率一樣大b兩球的動(dòng)能一樣大c兩球的機(jī)械能一樣大d兩球所受的拉力一樣大答案cd解析兩球在下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，開(kāi)始下落時(shí)，重力勢(shì)能相等，動(dòng)能都為零，所以機(jī)械能相等，下落到最低點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能也一樣大，選項(xiàng)c正確選取小球a為研究對(duì)象，設(shè)小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為va，動(dòng)能為eka，小球所受的拉力大小為fa，則mglmv，famg，可得va，ekamgl，fa3mg；同理可得vb2，ekb2mgl，fb3mg，故選項(xiàng)a、b錯(cuò)誤，選項(xiàng)d正確二、非選擇題11.如圖8所示，某大型露天游樂(lè)場(chǎng)中過(guò)山車的質(zhì)量為1 t，從軌道一側(cè)的頂點(diǎn)a處由靜止釋放，到達(dá)底部b處后又沖上環(huán)形軌道，使乘客頭朝下通過(guò)c點(diǎn)，再沿環(huán)形軌道到達(dá)底部b處，最后沖上軌道另一側(cè)的頂點(diǎn)d處，已知d與a在同一水平面上a、b間的高度差為20 m，圓環(huán)半徑為5 m，如果不考慮車與軌道間的摩擦和空氣阻力，g取10 m/s2.試求：圖8(1)過(guò)山車通過(guò)b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；(2)過(guò)山車通過(guò)c點(diǎn)時(shí)的速度大??；(3)過(guò)山車通過(guò)d點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能(取過(guò)b點(diǎn)的水平面為零勢(shì)能面)答案(1)2105 j(2)10 m/s(3)2105 j解析(1)過(guò)山車由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，由機(jī)械能守恒定律ek增ep減可得過(guò)山車在b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能mv0mghabekbmvmghab解得ekb2105 j(2)同理可得，過(guò)山車從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)有mv0mghac解得vc10 m/s(3)由機(jī)械能守恒定律可知，過(guò)山車在d點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能就等于在a點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能，則有edeamghab解得ed2105 j.12如圖9所示，豎直平面內(nèi)有一半徑r0.5 m的光滑圓弧槽bcd，b點(diǎn)與圓心o等高，一水平面與圓弧槽相接于d點(diǎn)，質(zhì)量m0.5 kg的小球從b點(diǎn)正上方h高處的a點(diǎn)自由下落，由b點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道，從d點(diǎn)飛出后落在水平面上的q點(diǎn)，dq間的距離s2.4 m，球從d點(diǎn)飛出后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相對(duì)水平面上升的最大高度h0.8 m，取g10 m/s2，不計(jì)空氣阻力，求：圖9(1)小球釋放點(diǎn)到b點(diǎn)的高度h；(2)經(jīng)過(guò)圓弧槽最低點(diǎn)c時(shí)軌道對(duì)小球的支持力大小n.答案(1)0.95 m(2)34 n解析(1)設(shè)小球在飛行過(guò)程中通過(guò)最高點(diǎn)p的速度為v0，p到d和p到q可視為兩個(gè)對(duì)稱的平拋運(yùn)動(dòng)，則有