課時(shí)分層作業(yè)17 機(jī)械能守恒定律

1、.課時(shí)分層作業(yè)十七根底達(dá)標(biāo)練1多項(xiàng)選擇神舟號(hào)載人飛船從發(fā)射至返回的過(guò)程中，以下哪些階段返回艙的機(jī)械能是守恒的A飛船升空的階段B只在地球引力作用下，返回艙沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行的階段C只在地球引力作用下，返回艙飛向地球的階段D臨近地面時(shí)返回艙減速下降的階段BC飛船升空的階段，推力做正功，機(jī)械能增加，故A錯(cuò)誤；飛船在橢圓軌道上繞地球運(yùn)行的階段，只受重力作用，重力勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變，故B正確；返回艙在大氣層外向著地球做無(wú)動(dòng)力飛行階段，只有重力做功，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能總量守恒，故C正確；降落傘張開(kāi)后，返回艙下降的階段，抑制空氣阻力做功，故機(jī)械能減小，故D錯(cuò)誤2. 多項(xiàng)選擇豎直放置的輕彈簧

2、下連接一個(gè)小球，用手托起小球，使彈簧處于壓縮狀態(tài)，如圖7811所示那么迅速放手后不計(jì)空氣阻力圖7811A放手瞬間小球的加速度等于重力加速度B小球與彈簧與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C小球的機(jī)械能守恒D小球向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球動(dòng)能與彈簧彈性勢(shì)能之和不斷增大BD放手瞬間小球加速度大于重力加速度，A錯(cuò)；整個(gè)系統(tǒng)包括地球的機(jī)械能守恒，B對(duì)，C錯(cuò)；向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于重力勢(shì)能減小，所以小球的動(dòng)能與彈簧彈性勢(shì)能之和增大，D對(duì)3如圖7812所示，光滑的曲面與光滑的程度面平滑相連，一輕彈簧右端固定，質(zhì)量為m的小球從高度h處由靜止下滑，那么圖7812A小球與彈簧剛接觸時(shí)，速度大小為B小球與彈簧接觸的過(guò)程中，小球機(jī)械

3、能守恒C小球壓縮彈簧至最短時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為mghD小球在壓縮彈簧的過(guò)程中，小球的加速度保持不變A小球在曲面上下滑過(guò)程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mghmv2，得v，即小球與彈簧剛接觸時(shí)，速度大小為，故A正確小球與彈簧接觸的過(guò)程中，彈簧的彈力對(duì)小球做負(fù)功，那么小球機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤對(duì)整個(gè)過(guò)程，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒可知，小球壓縮彈簧至最短時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為mgh，故C錯(cuò)誤小球在壓縮彈簧的過(guò)程中，彈力增大，那么小球的加速度增大，故D錯(cuò)誤4一根輕彈簧下端固定，豎立在程度面上，其正上方A位置有一只小球小球從靜止開(kāi)場(chǎng)下落，在B位置接觸彈簧的上端，在C位置小球所受彈力大小等于重力，在D位置小球速度減小

4、到零小球下落階段以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是圖7813A在B位置小球動(dòng)能最大B從AD位置的過(guò)程中小球機(jī)械能守恒C從AD位置小球重力勢(shì)能的減少大于彈簧彈性勢(shì)能的增加D從AC位置小球重力勢(shì)能的減少大于彈簧彈性勢(shì)能的增加D球從B至C過(guò)程，重力大于彈簧的彈力，合力向下，小球加速運(yùn)動(dòng)；C到D過(guò)程，重力小于彈力，合力向上，小球減速運(yùn)動(dòng)，故在C點(diǎn)動(dòng)能最大，A錯(cuò)誤下落過(guò)程中小球受到的彈力做功，所以機(jī)械能不守恒，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即小球的重力勢(shì)能、動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能總和保持不變，從AD位置，動(dòng)能變化量為零，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒知，小球重力勢(shì)能的減小等于彈性勢(shì)能的增加，從AC位置小球減小的重力勢(shì)能一部分

5、轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，故從AC位置小球重力勢(shì)能的減少大于彈簧彈性勢(shì)能的增加，D正確，B、C錯(cuò)誤5.如圖7814所示，半圓形光滑軌道固定在程度地面上，半圓的直徑與地面垂直一小物塊以速度v從軌道下端滑入軌道，并從軌道上端程度飛出，小物塊落地點(diǎn)到軌道下端的間隔 與軌道半徑有關(guān)，此間隔 最大時(shí)對(duì)應(yīng)的軌道半徑為重力加速度大小為g 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：75612141】圖7814ABC DB設(shè)小物塊的質(zhì)量為m，滑到軌道上端時(shí)的速度為v1.小物塊上滑過(guò)程中，機(jī)械能守恒，有mv2mv2mgR小物塊從軌道上端程度飛出，做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)程度位移為x，下落時(shí)間為t，有2Rgt2xv1t聯(lián)立式整理得x2可得x有

6、最大值，對(duì)應(yīng)的軌道半徑R.應(yīng)選B6圖7815為一跳臺(tái)的示意圖假設(shè)運(yùn)發(fā)動(dòng)從雪道的最高點(diǎn)A由靜止開(kāi)場(chǎng)滑下，不借助其他器械，沿光滑雪道到達(dá)跳臺(tái)的B點(diǎn)時(shí)速度多大？當(dāng)他落到離B點(diǎn)豎直高度為10 m的雪地C點(diǎn)時(shí)，速度又是多大？設(shè)這一過(guò)程中運(yùn)發(fā)動(dòng)沒(méi)有做其他動(dòng)作，忽略摩擦和空氣阻力，g取10 m/s2圖7815解析運(yùn)發(fā)動(dòng)在滑雪過(guò)程中只有重力做功，故運(yùn)發(fā)動(dòng)在滑雪過(guò)程中機(jī)械能守恒取B點(diǎn)所在程度面為參考平面由題意知A點(diǎn)到B點(diǎn)的高度差h14 m，B點(diǎn)到C點(diǎn)的高度差h210 m，從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程由機(jī)械能守恒定律得mvmgh1故vB4 m/s8.9 m/s.從B點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程由機(jī)械能守恒定律得mvmgh2mv故vC2

7、m/s16.7 m/s.答案8.9 m/s16.7 m/s7如圖7816所示，AB為光滑的程度面，BC是傾角為的足夠長(zhǎng)的光滑斜面，斜面體固定不動(dòng)，AB、BC間用一小段光滑圓弧軌道相連，一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻柔軟鏈條開(kāi)場(chǎng)是靜止地放在ABC面上，其一端D至B的間隔 為L(zhǎng)a，其中a未知，現(xiàn)自由釋放鏈條，當(dāng)鏈條的D端滑到B點(diǎn)時(shí)鏈條的速率為v，求a.圖7816解析設(shè)鏈條質(zhì)量為m，可以認(rèn)為始末狀態(tài)的重力勢(shì)能變化是由La段下降引起的高度減少量hsin sin 該部分的質(zhì)量為mLa由機(jī)械能守恒定律可得Laghmv2，解得a.答案a 才能提升練8多項(xiàng)選擇如圖7817所示，在地面上以速度v0拋出質(zhì)量為m的物體，拋出后物

8、體落到比地面低h的海平面上假設(shè)以地面為參考平面，且不計(jì)空氣阻力，那么以下選項(xiàng)正確的選項(xiàng)是圖7817A物體落到海平面時(shí)的勢(shì)能為mghB重力對(duì)物體做的功為mghC物體在海平面上的動(dòng)能為mvmghD物體在海平面上的機(jī)械能為mvBCD假設(shè)以地面為參考平面，物體落到海平面時(shí)的勢(shì)能為mgh，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；此過(guò)程重力做正功，做功的數(shù)值為mgh，因此B選項(xiàng)正確；不計(jì)空氣阻力，只有重力做功，所以機(jī)械能守恒，有mvmghEk，在海平面上的動(dòng)能為Ekmvmgh，C選項(xiàng)正確；在地面處的機(jī)械能為mv，因此在海平面上的機(jī)械能也為mv，D選項(xiàng)正確9如圖7818所示，輕繩連接A、B兩物體，A物體懸在空中距地面H高處，B物體

9、放在程度面上假設(shè)A物體質(zhì)量是B物體質(zhì)量的2倍，不計(jì)一切摩擦由靜止釋放A物體，以地面為零勢(shì)能參考面當(dāng)A的動(dòng)能與其重力勢(shì)能相等時(shí)，A距地面的高度是圖7818AH BHCH DHB設(shè)A的動(dòng)能與重力勢(shì)能相等時(shí)A距地面高度為h，對(duì)A、B組成的系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒得：mAgHhmAv2mBv2又由題意得：mAghmAv2mA2mB由式解得：hH，故B正確10多項(xiàng)選擇如圖7819所示，在傾角30的光滑固定斜面上，放有質(zhì)量分別為1 kg和2 kg的小球A和B，且兩球之間用一根長(zhǎng)L0.3 m的輕桿相連，小球B距程度面的高度h0.3 m現(xiàn)讓兩球從靜止開(kāi)場(chǎng)自由下滑，最后都進(jìn)入到上方開(kāi)有細(xì)槽的光滑圓管中，不計(jì)球與圓管內(nèi)

10、壁碰撞時(shí)的機(jī)械能損失，g取10 m/s2.那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：75612142】圖7819A從開(kāi)場(chǎng)下滑到A進(jìn)入圓管整個(gè)過(guò)程，小球A、B與地球三者組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B在B球未進(jìn)入程度圓管前，小球A與地球組成系統(tǒng)機(jī)械能守恒C兩球最后在光滑圓管中運(yùn)動(dòng)的速度大小為 m/sD從開(kāi)場(chǎng)下滑到A進(jìn)入圓管整個(gè)過(guò)程，輕桿對(duì)B球做功1 JABC從開(kāi)場(chǎng)下滑到A進(jìn)入圓管整個(gè)過(guò)程，除重力做功外，桿對(duì)系統(tǒng)做功為零，小球A、B與地球三者組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故A正確；在B球未進(jìn)入程度圓管前，只有重力對(duì)A做功，小球A與地球組成系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故B正確；以A、B組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守

11、恒定律得：mBghmAghLsin mAmBv2，代入數(shù)據(jù)解得：v m/s，故C正確；以A球?yàn)檠芯繉?duì)象，由動(dòng)能定理得：mAghLsin WmAv2，代入數(shù)據(jù)解得：W1 J，那么輕桿對(duì)B做功，WBW1 J，故D錯(cuò)誤11多項(xiàng)選擇如圖7820所示，半徑為R的豎直光滑圓軌道內(nèi)側(cè)底部靜止著一個(gè)光滑的小球，現(xiàn)給小球一個(gè)沖擊使其在瞬間得到一個(gè)程度初速度v0，假設(shè)v0大小不同，那么小球可以上升到的最大高度間隔 底部也不同，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是圖7820A假如v0，那么小球可以上升的最大高度為B假如v0，那么小球可以上升的最大高度為RC假如v0，那么小球可以上升的最大高度為D假如v0，那么小球可以上升的最大高度

12、為2RABD當(dāng)v0時(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：mvmgh，解得h，即小球上升到高度為時(shí)速度為零，所以小球可以上升的最大高度為，故A正確；設(shè)小球恰好能運(yùn)動(dòng)到與圓心等高處時(shí)在最低點(diǎn)的速度為v，那么根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：mgRmv2，解得v，故假如v0，那么小球可以上升的最大高度為R，故B正確；設(shè)小球恰好運(yùn)動(dòng)到圓軌道最高點(diǎn)時(shí)在最低點(diǎn)的速度為v1，在最高點(diǎn)的速度為v2，那么在最高點(diǎn)，有mgm，從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：2mgRmvmv，解得v1，所以v0時(shí)，小球不能上升到圓軌道的最高點(diǎn)，會(huì)脫離軌道，在最高點(diǎn)的速度不為零；根據(jù)mvmghmv2，知最大高度h，當(dāng)v0時(shí)，上升的最大高度為

13、2R，故C錯(cuò)誤，D正確12如圖7821所示，質(zhì)量m2 kg的小球用長(zhǎng)L1.05 m的輕質(zhì)細(xì)繩懸掛在距程度地面高H6.05 m的O點(diǎn)現(xiàn)將細(xì)繩拉直至程度狀態(tài)，自A點(diǎn)無(wú)初速度釋放小球，運(yùn)動(dòng)至懸點(diǎn)O的正下方B點(diǎn)時(shí)細(xì)繩恰好斷裂，接著小球做平拋運(yùn)動(dòng)，落至程度地面上C點(diǎn)不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10 m/s2.求：圖78211細(xì)繩能承受的最大拉力；2細(xì)繩斷裂后小球在空中運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間；3小球落地瞬間速度的大小解析1A到B的過(guò)程，根據(jù)機(jī)械能守恒mgLmv在B處由牛頓第二定律得Fmgm故最大拉力F3mg60 N.2細(xì)繩斷裂后，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，且HLgt2故t s1 s.3整個(gè)過(guò)程，小球的機(jī)械能不變，故：mgH

14、mv所以vC m/s11 m/s.答案160 N21 s311 m/s13.如圖7822所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑程度面上，小車AB段是半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道，BC段是長(zhǎng)為L(zhǎng)的粗糙程度軌道，兩段軌道相切于B點(diǎn)一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點(diǎn)由靜止開(kāi)場(chǎng)沿軌道滑下，重力加速度為g.圖78221假設(shè)固定小車，求滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)小車的最大壓力；2假設(shè)不固定小車，滑塊仍從A點(diǎn)由靜止下滑，然后滑入BC軌道，最后從C點(diǎn)滑出小車滑塊質(zhì)量m，在任一時(shí)刻滑塊相對(duì)地面速度的程度分量是小車速度大小的2倍，滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求：滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小車的最大速度大小vm；滑塊從B到C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小車的位移大小x. 【導(dǎo)