魯科版必修2 能量守恒定律 第1課時 作業(yè) (1).docVIP

2.3 能量守恒定律一、選擇題（本題包括8小題，每小題給出的四個選項(xiàng)中，有的只有一個選項(xiàng)正確，有的有多個選項(xiàng)正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不選的得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)動的物體的機(jī)械能一定守恒 .做勻變速直線運(yùn)動的物體的機(jī)械能可能守恒 .合外力對物體做功為零時，機(jī)械能一定守恒 .只有重力對物體做功，物體的機(jī)械能一定守恒2. 質(zhì)量為 的物體，從靜止開始以的加速度豎直向下運(yùn)動高度，下列說法中正確的是（） .物體的勢能減小 .物體的機(jī)械能保持不變 .物體的動能增加 .物體的機(jī)械能增加3. 從地面豎直上拋兩個質(zhì)量不同的物體，設(shè)它們的初動能相同，當(dāng)上升到同一高度時（不計空氣阻力，選拋出點(diǎn)為參考面），則（） .所具有的重力勢能相等.所具有的動能相等 .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，則下列說法正確的是（） .下滑過程中重力所做的功相等 .它們到達(dá)底部時動能相等 .它們到達(dá)底部時速率相等 .物塊在最高點(diǎn)時的機(jī)械能和它到達(dá)最低點(diǎn)時的機(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，下面說法中正確的是（） .物體的重力勢能減少 .物體的機(jī)械能減少 .物體的動能增加 .物體的重力做功6. 物體做自由落體運(yùn)動，代表動能，代表勢能，代表下落的距離，以水平地面為零勢能面，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. 游樂場中的一種滑梯如圖3所示.小朋友從軌道頂端由靜止開始下滑，沿水平軌道滑動了一段距離后停下來，則（） .下滑過程中支持力對小朋友做功 .下滑過程中小朋友的重力勢能增加 .整個運(yùn)動過程中小朋友的機(jī)械能守恒 .在水平面滑動過程中摩擦力對小朋友做負(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)，下列操作步驟中錯誤的是（） .把打點(diǎn)計時器固定在鐵架臺上，用導(dǎo)線連接到低壓交流電源 .將連有重物的紙帶穿過限位孔，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、擺長為，擺球從擺角為處無初速度地擺下，不計空氣阻力，設(shè)擺球在最低點(diǎn)處的重力勢能為零，那么，當(dāng)擺球的擺角時，擺球的動能與重力勢能相等.（）10.如圖4所示，兩個質(zhì)量各為和的小物塊和，分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，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始下落的過 程進(jìn)行測量，則需要測量的物理量有.（在橫線上對應(yīng)區(qū)域填入選項(xiàng)前的編號）物塊的質(zhì)量、；物塊下落的距離及下落這段距離所用的時間；物塊上升的距離及上升這段距離所用的時間；繩子的長度.(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，繩子越長越好；盡量保證物塊只沿豎直方向運(yùn)動，不要搖晃；兩個物塊的質(zhì)量之差要盡可能小. 以上建議中確實(shí)對提高準(zhǔn)確程度有作用的是.（在橫線上對應(yīng)區(qū)域填入選項(xiàng)前的編號）(3)寫出一條上面沒有提到的對提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議： .三、計算題（本題共4小題，每題12分，共48分.解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、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)繩繞過光滑的定滑輪，兩端分別系住質(zhì)量為和的長方體物塊，且，開始時用手握住，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的速度（遠(yuǎn)小于半繩長，繩與滑輪的質(zhì)量不計）.(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始下降 的距離時，鉤碼未落地，木塊仍在桌面上.求：(1)這時鉤碼的速度為多少？(2)上述過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始下擺，正好擺到最低點(diǎn)位置時線被拉斷.設(shè)擺線長，點(diǎn)離地高,不計斷繩時機(jī)械能損失，不計空氣阻力，取,求：（1）擺球剛到達(dá)點(diǎn)時的速度大??；（2）落地時小球速度大小. 14.如圖8所示，總長為的光滑勻質(zhì)鐵鏈跨過一個光滑的輕小滑輪，開始時下端相平齊，當(dāng)略有擾動時其一端下落，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)動的物體，可能只受重力或只有重力做功（如自由落體運(yùn)動），物體的機(jī)械能可能守恒，應(yīng)選；項(xiàng)中合外力對物體做功為零時，說明物體的動能不變，但勢能有可能變化，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；以物體為研究對象，合外力做的功為，所以物體的動能增加為；以物體和地球組成的系統(tǒng)為研究對象，外力做正功，故物體的機(jī)械能增加，所以、正確.3. 4. 解析：物塊下滑過程中機(jī)械能守恒，則重力做功為，重力做的功等于動能的增量，由于質(zhì)量不等，所以、b錯；由機(jī)械能守恒定律，得，與物塊質(zhì)量無關(guān)，所以、正確.5. 解析：物體在高處時，重力勢能為，落到地面時，重力勢能為零，這一過程中，重力做功為，重力勢能減少，選項(xiàng)錯誤，選項(xiàng)正確.物體的加速度為，可見合外力為，合外力做的功為，根據(jù)動能定理，物體動能增加，選項(xiàng)正確.物體重力勢能減少，動能增加，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)動時，可見，是時間的二次函數(shù)，同時也是速度的二次函數(shù)，拋物線開口向下，b正確，錯誤；由機(jī)械能守恒得，所以，是的一次函數(shù)，故錯誤；又由得是的正比例函數(shù)，錯誤.7. 解析：小朋友在運(yùn)動過程中受阻力作用，機(jī)械能不守恒，因此不能選.在整個運(yùn)動中支持力方向與運(yùn)動方向垂直，因此對小朋友不做功，不能選.下滑過程中小朋友的重力勢能減小，因此不能選b.運(yùn)動過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)計時器工作穩(wěn)定后，再釋放紙帶，故選項(xiàng)是錯誤的，、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)處的重力勢能為零，則擺球在擺角為53處時的重力勢能為，動能為，即機(jī)械能為.設(shè)當(dāng)擺球的擺角為時，擺球的動能與 重力勢能相等.由機(jī)械能守恒知，此時擺球的動能為.即機(jī)械能為.據(jù)解得，.即當(dāng)擺球的擺角時，擺球的動能與重力勢能相等.10.(1)或(2)(3)對同一高度進(jìn)行多次測量取平均值；選取受力后伸長量相對小的繩；繩和滑輪的接觸面盡量光滑等.解析：(1)對、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)的末動能為 由于兩個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，需要測量的物理量有：兩個物體的質(zhì)量、運(yùn)動的時間以及下降的高度.因此需要測量的物理量有：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帶來系統(tǒng)誤差；另外要求兩個物體在下落的過程中應(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，也就是說盡量保證物塊只沿豎直方向運(yùn)動，不要搖晃.因此答案為.(3)由以上分析可知，對提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議還有：選取受力后伸長量相對小的繩子；或?qū)ν桓叨冗M(jìn)行多次測量取平均值.三、計算題11.(1) (2)解析：(1)對于、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，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)對鉤碼由動能定理得：，即，即鉤碼克服繩子拉力做功為.注意：能量轉(zhuǎn)移觀點(diǎn)主要用來分析兩物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律問題，不需確定零勢能面的位置，但要