2018高中物理第七章機(jī)械能守恒定律7.10分分鐘搞定單體機(jī)械能守恒問(wèn)題練習(xí)新人教版必修220180820255

1、分分鐘搞定單體機(jī)械能守恒問(wèn)題（答題時(shí)間：20分鐘）1. 質(zhì)量為m的小球從高h(yuǎn)處由靜止開(kāi)始自由下落，以地面作為參考平面。當(dāng)小球的動(dòng)能和重力勢(shì)能相等時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為（）a. 2mg b. mg c. mg d. mg2. 如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，那么小球從接觸彈簧開(kāi)始到將彈簧壓縮到最短的過(guò)程中（彈簧保持豎直），下列關(guān)于能的敘述正確的是（）a. 小球的動(dòng)能先增大后減小b. 彈簧的彈性勢(shì)能不斷增大c. 小球的加速度先增大后減小d. 小球的機(jī)械能先增大后減小3. 兩個(gè)質(zhì)量不同的小鐵塊a和b，分別從高度相同的都是光滑的斜面和圓弧斜面的頂點(diǎn)滑向底部，如圖所示，如果它們的初速度為零，

2、則下列說(shuō)法正確的是（）a. 下滑過(guò)程中重力所做的功相等b. 它們到達(dá)底部時(shí)動(dòng)能相等c. 它們到達(dá)底部時(shí)速率相等d. 它們?cè)谧罡唿c(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和它們到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能大小各自相等4. 如圖所示，小球沿水平面通過(guò)o點(diǎn)進(jìn)入半徑為r的半圓弧軌道后恰能通過(guò)最高點(diǎn)p，然后落回水平面，不計(jì)一切阻力。下列說(shuō)法正確的是（）a. 小球落地點(diǎn)離o點(diǎn)的水平距離為2rb. 小球落地時(shí)的動(dòng)能為mgrc. 小球運(yùn)動(dòng)到半圓弧最高點(diǎn)p時(shí)，向心力恰好為零d. 若將半圓弧軌道上部的圓弧截去，其他條件不變，則小球能達(dá)到的最大高度比p點(diǎn)高0.5r5. 如圖所示是為了檢驗(yàn)?zāi)撤N防護(hù)罩承受沖擊力的裝置，m是半徑為r1.0 m的固定在豎直平面

3、內(nèi)的光滑圓弧軌道，軌道上端切線(xiàn)水平。n為待檢驗(yàn)的固定曲面，該曲面在豎直面內(nèi)的截面為半徑rm的圓弧，圓弧下端切線(xiàn)水平且圓心恰好位于m軌道的上端點(diǎn)。m的下端相切處放置豎直向上的彈簧槍?zhuān)砂l(fā)射速度不同的質(zhì)量為m0.01kg的小鋼珠。假設(shè)某次發(fā)射的鋼珠沿軌道恰好能經(jīng)過(guò)m的上端點(diǎn)，水平飛出后落到曲面n的某一點(diǎn)上，取g10 m/s2。問(wèn)：（1）發(fā)射該鋼珠前，彈簧槍的彈性勢(shì)能ep多大？（2）鋼珠落到圓弧n上時(shí)的動(dòng)能ek多大？（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）6. 如圖甲所示，圓形玻璃平板半徑為r，離水平地面的高度為h，一質(zhì)量為m的小木塊放置在玻璃板的邊緣，隨玻璃板一起繞圓心o在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。（1）若勻速圓周

4、運(yùn)動(dòng)的周期為t，求木塊的線(xiàn)速度和所受摩擦力的大??；（2）緩慢增大玻璃板的轉(zhuǎn)速，最后木塊沿玻璃板邊緣的切線(xiàn)方向水平飛出，落地點(diǎn)與通過(guò)圓心o的豎直線(xiàn)間的距離為s，俯視圖如圖乙。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，試求木塊落地前瞬間的動(dòng)能。7. 如圖所示，一質(zhì)量m0.4 kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）靜止于動(dòng)摩擦因數(shù)0.1的水平軌道上的a點(diǎn)?，F(xiàn)對(duì)滑塊施加一水平外力，使其向右運(yùn)動(dòng)，外力的功率恒為p10.0 w。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后撤去外力，滑塊繼續(xù)滑行至b點(diǎn)后水平飛出，恰好在c點(diǎn)沿切線(xiàn)方向進(jìn)入固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧形軌道，軌道的最低點(diǎn)d處裝有壓力傳感器，當(dāng)滑塊到達(dá)傳感器上方時(shí)，傳感器的示數(shù)為25.6 n。已知軌道a

5、b的長(zhǎng)度l2.0 m，半徑oc和豎直方向的夾角37°，圓形軌道的半徑r0.5 m。（空氣阻力可忽略，重力加速度g10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8）求：（1）滑塊運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)速度vc的大??；（2）b、c兩點(diǎn)的高度差h及水平距離s；（3）水平外力作用在滑塊上的時(shí)間t。1. b 解析：動(dòng)能和重力勢(shì)能相等時(shí)，由機(jī)械能守恒定律有。下落高度為h，速度v，故pmg·vmg，b選項(xiàng)正確。2. ab 解析：對(duì)小球受力分析，可看到彈力向上且增加，當(dāng)彈力nmg，a方向向下但減小，v向下加速，當(dāng)彈力nmg時(shí)，a0，加速停止，此時(shí)速度最大，當(dāng)彈力nmg時(shí)

6、，a方向向上但增加，v向下減速。所以a對(duì)c錯(cuò)。彈簧始終被壓縮，故彈簧的彈性勢(shì)能始終增加，b對(duì)。小球下落時(shí)，彈力對(duì)其做負(fù)功，故機(jī)械能減少，d錯(cuò)。3. cd 解析：小鐵塊a和b在下滑的過(guò)程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，由mghmv2得v，所以a和b到達(dá)底部時(shí)速率相等，故c、d均正確；由于a和b的質(zhì)量不同，所以下滑過(guò)程中重力所做的功不相等，到達(dá)底部時(shí)的動(dòng)能也不相等，故a、b錯(cuò)誤。4. ad 解析：由題意知在最高點(diǎn)有mgm，故小球經(jīng)過(guò)p點(diǎn)時(shí)的速度大小v，c錯(cuò)。由2rgt2、xvt得小球落地點(diǎn)離o點(diǎn)的水平距離為2r，a對(duì)。根據(jù)動(dòng)能定理2mgrekmv2得小球落地時(shí)的動(dòng)能ek2mgrmv2mgr，b錯(cuò)誤。

7、由mghmgr得小球能達(dá)到的最大高度h2.5r，比p點(diǎn)高0.5r，d對(duì)。5. 解：（1）設(shè)鋼珠運(yùn)動(dòng)到軌道m(xù)最高點(diǎn)的速度為v，在m的最低點(diǎn)的速度為v0，則在最高點(diǎn)，由題意得mgm。從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律得：mmgrmv2解得：v0由機(jī)械能守恒定律得：epmmgr1.5×101 j；（2）鋼珠從最高點(diǎn)飛出后，做平拋運(yùn)動(dòng)，xvt，ygt2由幾何關(guān)系知x2y2r2，聯(lián)立解得t2s2。所以，鋼珠從最高點(diǎn)飛出后落到圓弧n上下落的高度為y0.3 m由機(jī)械能守恒定律得，鋼珠落到圓弧n上時(shí)的動(dòng)能ek為ekmv2mgy8.0×102 j。6. 解：（1）根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得木塊的線(xiàn)速度大小為：v木塊所受摩擦力提供木塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，有ffm（）2r；（2）木塊脫離玻璃板后在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，有hgt2在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，水平位移為：xvtx與距離s、半徑r的關(guān)系為s2r2x2木塊從拋出到落地前機(jī)械能守恒，得mv2mgh由以上各式解得木塊落地前瞬間的動(dòng)能mg（h）。7. 解：（1）滑塊運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得fnmgm 滑塊由c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律得mgr（1cos ）mvc2mvd2聯(lián)立解得vc5 m/s；（2）滑塊在c點(diǎn)時(shí)，速度的豎直分量為vyvcsin 3 m/sb