高中物理第4章機械能和能源5機械能守恒定律學(xué)業(yè)分層測評教科版必修(共7頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上5 機械能守恒定律 (建議用時：45分鐘)學(xué)業(yè)達標(biāo)1在“驗證機械能守恒定律”實驗中，紙帶將被釋放瞬間的四種情況如照片所示，其中最合適的是()【解析】開始釋放時，重錘要靠近打點計時器，紙帶應(yīng)保持豎直方向，故D正確【答案】D2下列說法正確的是()A物體沿水平面做勻加速運動，機械能一定守恒B起重機勻速提升物體，機械能一定守恒C物體沿光滑曲面自由下滑過程中，機械能一定守恒D跳傘運動員在空中勻速下落過程中，機械能一定守恒【解析】A項，勢能不變動能增加；B項，動能不變勢能增加；C項，只有重力做功機械能守恒；D項，動能不變勢能減小，綜上所述選項C正確【答案】C3如圖4­5

2、­7所示，在水平臺面上的A點，一個質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計空氣阻力，則它到達B點時速度的大小是() 【導(dǎo)學(xué)號：】圖4­5­7A.BC. Dv0【解析】若選桌面為參考面，則mvmghmv，解得vB.【答案】B4如圖4­5­8所示，一固定在地面上的光滑斜面的頂端固定有一輕彈簧，地面上質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點)向右滑行并沖上斜面設(shè)物塊在斜面最低點A的速率為v，壓縮彈簧至C點時彈簧最短，C點距地面高度為h，則物塊運動到C點時彈簧的彈性勢能為()圖4­5­8AmghBmghmv2Cmghmv2 Dmv2mgh【解析】由

3、機械能守恒定律可得物塊的動能轉(zhuǎn)化為其重力勢能和彈簧的彈性勢能，有mv2mghEp，故Epmv2mgh.【答案】D圖4­5­95如圖4­5­9所示的光滑輕質(zhì)滑輪，阻力不計，M12 kg，M21 kg，M1離地高度為H0.5 mM1與M2從靜止開始釋放，M1由靜止下落0.3 m時的速度為()A. m/s B3 m/sC2 m/s D1 m/s【解析】 對系統(tǒng)運用機械能守恒定律得，(M1M2)gh(M1M2)v2，代入數(shù)據(jù)解得v m/s，故A正確，B、C、D錯誤【答案】A6(多選)由光滑細管組成的軌道如圖4­5­10所示，其中AB、BC段均

4、為半徑為R的四分之一圓弧，軌道固定在豎直平面內(nèi)一質(zhì)量為m的小球，從距離水平地面高為H的管口D處由靜止釋放，最后能夠從A端水平拋出落到地面上下列說法正確的是()圖4­5­10A小球落到地面相對于A點的水平位移值為2B小球落到地面相對于A點的水平位移值為2C小球能從細管A端水平拋出的條件是H2RD小球能從細管A端水平拋出的最小高度HminR【解析】小球從D到A，根據(jù)機械能守恒定律知，mg(H2R)mv2，小球從A出發(fā)后平拋，有g(shù)t22R，水平位移xvt2，則B正確，A錯誤；豎直平面內(nèi)小球在細管中可以過最高點A的最小速度為0，根據(jù)機械能守恒定律知，小球要到達A點且水平拋出，則需要

5、滿足H2R，則C正確，D錯誤【答案】BC7(2016·九江高一檢測)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中：(1)下列物理量中需要用工具直接測量的有()A重物的質(zhì)量B重力加速度C重物下落的高度D與重物下落高度對應(yīng)的重物的瞬時速度(2)實驗中，如果以為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的­h圖線應(yīng)是_，才能合乎實驗驗證的要求，­h圖線的斜率等于_的數(shù)值【解析】(1)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，只需要用刻度尺測量重物下落的高度重物的質(zhì)量不用測量重力加速度不需要測量通過計算可以得到與重物下落高度對應(yīng)的重物的瞬時速度故選C.(2)在驗證機械能守恒定律的實驗中，有：mghm

6、v2，則有：gh，由于g是常數(shù)，所以­h圖線為過原點的傾斜直線，圖線的斜率等于g.【答案】(1)C(2)過原點的傾斜直線重力加速度g8在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，某同學(xué)實驗時，手總是抖動，找不出一條起始點跡清晰的紙帶，該同學(xué)便選取一段紙帶進行測量，如圖4­5­11所示，A、B、C、D、E、F是以2個計時點為1個計數(shù)點，其測量結(jié)果是AB4.53 cm，AC10.58 cm，AD18.17 cm，AE27.29 cm，AF37.94 cm(g取9.8 m/s2)(1)若重物質(zhì)量為m，從B到E重力勢能減少了多少？(2)從B到E動能增加了多少？(3)試對實驗結(jié)果進行

7、分析圖4­5­11【解析】(1)Epmghmg·BEm×9.8×(27.294.53)×102 J2.23m J；(2)由勻變速運動的速度特征得vBACm/s1.32 m/s，vEDFm/s2.47 m/s.又根據(jù)Ekmv2有EkB×m×1.322 J0.87m J，EkE×m×2.472 J3.05m J，故EkEkEEkB(3.05m0.87m)J2.18m J.(3)動能增加量為2.18m J，略小于重力勢能減少量，考慮實驗誤差，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，動能的增加等于重力勢能的減少量，即機

8、械能守恒【答案】見解析能力提升9(多選)如圖4­5­12所示，在地面上以速度v0拋出質(zhì)量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h的海平面上若以地面為參考平面，且不計空氣阻力，則下列選項正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：】圖4­5­12A物體落到海平面時的勢能為mghB重力對物體做的功為mghC物體在海平面上的動能為mvmghD物體在海平面上的機械能為mv【解析】若以地面為參考平面，物體落到海平面時的勢能為mgh，所以A選項錯誤；此過程重力做正功，做功的數(shù)值為mgh，因而B正確；不計空氣阻力，只有重力做功，所以機械能守恒，有mvmghEk，在海平面上的動能為Ekmvmg

9、h，C選項正確；在地面處的機械能為mv，因此在海平面上的機械能也為mv，D選項正確【答案】BCD10(多選)如圖4­5­13所示，豎直放置的光滑圓軌道被固定在水平地面上，半徑r0.4 m，最低點有一小球(半徑比r小很多)，現(xiàn)給小球以水平向右的初速度v0，如果要使小球不脫離圓軌道運動，那么v0應(yīng)當(dāng)滿足(g取10 m/s2)()圖4­5­13Av00 Bv04 m/sCv02m/s Dv02m/s【解析】當(dāng)小球沿軌道上升的最大高度等于r時，由機械能守恒定律得mvmgr，得v02m/s；當(dāng)小球恰能到達圓軌道的最高點時有mgm又由機械能守恒mvmg2rmv2解得

10、v02m/s.所以滿足條件的選項為CD.【答案】CD11如圖4­5­14所示，在豎直平面內(nèi)有一固定光滑軌道，其中AB是長為R的水平直軌道，BCD是圓心為O、半徑為R的3/4圓弧軌道，兩軌道相切于B點在外力作用下，一小球從A點由靜止開始做勻加速直線運動，到達B點時撤除外力已知小球剛好能沿圓軌道經(jīng)過最高點C，重力加速度為g.求：圖4­5­14(1)小球在AB段運動的加速度的大??；(2)小球從D點運動到A點所用的時間【解析】(1)設(shè)小球在C點的速度大小為vC，根據(jù)牛頓第二定律有，mgm小球從B點運動到C點，根據(jù)機械能守恒定律，mvmv2mgR，在AB段設(shè)加速度

11、的大小為a，由運動學(xué)公式，有v2aR，聯(lián)立解得AB段運動的加速度的大小ag.(2)設(shè)小球在D處的速度大小為vD，下落到A點時的速度大小為v，由機械能守恒定律有：mvmvmgR.mvmv2，設(shè)小球從D點運動到A點所用的時間為t，由運動學(xué)公式得，gtvvD聯(lián)立解得：t().【答案】(1)g(2)()12山谷中有三塊石頭和一根不可伸長的輕質(zhì)青藤，其示意圖如圖4­5­15，圖中A、B、C、D均為石頭的邊緣點，O為青藤的固定點，h11.8 m，h24.0 m，x14.8 m，x28.0 m開始時，質(zhì)量分別為M10 kg和m2 kg的大、小兩只滇金絲猴分別位于左邊和中間的石頭上，當(dāng)大猴

12、發(fā)現(xiàn)小猴將受到傷害時，迅速從左邊石頭的A點水平跳至中間石頭大猴抱起小猴跑到C點，抓住青藤下端，蕩到右邊石頭上的D點，此時速度恰好為零運動過程中猴子均可看成質(zhì)點，空氣阻力不計，重力加速度g取10 m/s2.求：圖4­5­15(1)大猴從A點水平跳離時速度的最小值；(2)猴子抓住青藤蕩起時的速度大??；(3)猴子蕩起時，青藤對猴子的拉力大小. 【導(dǎo)學(xué)號：】【解析】本題考查了平拋運動、機械能守恒定律和圓周運動的綜合應(yīng)用，考查了考生的分析綜合能力，運動過程和受力分析是解答關(guān)鍵思路大致如下：根據(jù)平拋運動求猴子的最小速度，根據(jù)機械能守恒定律求猴子蕩起時的速度，利用圓周運動，結(jié)合幾何關(guān)系，求青藤的拉力(1)設(shè)猴子從A點水平跳離時速度最小值為vmin，根據(jù)平拋運動規(guī)律，有h1