高一物理下冊 78機(jī)械能守恒定律和能量轉(zhuǎn)化與守恒定律(共8頁)

1、南昌縣凹凸個(gè)性教育教師內(nèi)部資料PAGE 第5章 第3講一、選擇題1跳傘運(yùn)動(dòng)員在剛跳離飛機(jī)(fij)、降落傘尚未打開的一段時(shí)間內(nèi)：空氣阻力做正功；重力勢能(zhn l sh nn)增加；動(dòng)能(dngnng)增加；空氣阻力做負(fù)功以下說法中正確的是()ABC D答案B解析跳傘運(yùn)動(dòng)員跳離飛機(jī)，在尚未打開降落傘的這段時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)員向下運(yùn)動(dòng)，重力對運(yùn)動(dòng)員做正功，重力勢能減少；空氣阻力對運(yùn)動(dòng)員做負(fù)功由于重力大于空氣阻力，運(yùn)動(dòng)員向下做加速運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能增加，故錯(cuò)，對2下列敘述中正確的是()A做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能一定守恒B做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能可能守恒C外力對物體做功為零，物體的機(jī)械能一定守恒D系統(tǒng)

2、內(nèi)只有重力和彈力做功時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒答案BD解析做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，若只有重力對它做功時(shí)，機(jī)械能守恒，若重力以外的其他外力對物體做功的代數(shù)和不為零，則物體的機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤B正確；外力對物體做功為零時(shí)，有兩種情況：若重力不做功，則其他力對物體做功的代數(shù)和也必為零，此時(shí)物體的機(jī)械能守恒；若重力做功，其他外力做功的代數(shù)和不為零，此時(shí)機(jī)械能不守恒，故C錯(cuò)誤；由機(jī)械能守恒條件知D正確3如圖所示，在粗糙斜面頂端固定輕彈簧的一端，另一端掛一物體，物體在A點(diǎn)處于平衡狀態(tài)現(xiàn)用平行于斜面向下的力拉物體，第一次直接拉到B點(diǎn)，第二次將物體先拉到C點(diǎn)，再回到B點(diǎn)，在這兩次過程中下列說法正確的是()A重

3、力勢能的改變量相等B彈性勢能的改變量相等C摩擦力對物體做的功相等D彈簧彈力對物體(wt)做的功相等答案(d n)ABD解析兩次過程初末位置相同，所以重力和彈簧的彈力做的功是相同的，此題中滑動(dòng)摩擦力始終做負(fù)功，大小為摩擦力與物體在摩擦力作用下運(yùn)動(dòng)的路程的乘積，所以兩次做功(zugng)不同4(2010鄭州二調(diào))如圖所示，一物體以一定的初速度沿水平面從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)，摩擦力做功為W1，若該物體從M點(diǎn)沿兩斜面滑到N點(diǎn)(物體始終沒有離開斜面)，摩擦力做功為W2，已知物體與各接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同，則()AW1W2 BW1W2 D無法確定答案A解析物體從A沿水平面滑到B摩擦力做的功為W1mgLAB，物體

4、從M沿斜面滑到N摩擦力做的功為W2mgcoseq f(h,sin)mgcoseq f(h,sin)mghcotmghcotmgLAB，則W1W2，A正確5(2010廣東調(diào)研考試)如圖所示，一質(zhì)量為m的滑塊以初速度v0從固定于地面的斜面底端A開始沖上斜面，到達(dá)某一高度后返回A，斜面與滑塊之間有摩擦下列各項(xiàng)分別表示它在斜面上運(yùn)動(dòng)的速度v、加速度a、勢能Ep和機(jī)械能E隨時(shí)間的變化圖象，可能正確的是() 答案C解析本題考查的是力學(xué)綜合問題由牛頓第二定律可知，滑塊上升階段有：mgsinFfma1，下滑階段有：mgsinFfma2，因此a1a2，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；且v0和v0，即FF，故F做正功多于克服摩擦力做

5、功，故機(jī)械能增大8如圖所示，絕緣彈簧的下端固定在斜面底端，彈簧與斜面平行，帶電小球Q(可視為質(zhì)點(diǎn))固定在光滑絕緣斜面上的M點(diǎn)，且在通過彈簧中心的直線ab上現(xiàn)把與Q大小相同，帶電性也相同的小球P，從直線ab上的N點(diǎn)由靜止釋放，在小球P與彈簧接觸到速度變?yōu)榱愕倪^程中()A小球P的速度先增大后減小B小球(xio qi)P和彈簧(tnhung)的機(jī)械能守恒，且P速度最大時(shí)所受彈力(tnl)與庫侖力的合力最大C小球P的動(dòng)能、重力勢能、電勢能與彈簧的彈性勢能的總和增大D系統(tǒng)的機(jī)械能守恒答案A解析小球P與彈簧接觸時(shí)，沿平行斜面方向受到小球Q對P的靜電力、重力的分力、彈簧的彈力，開始時(shí)合力的方向沿斜面向下，速

6、度先增加，后來隨著彈簧壓縮量變大，合力的方向沿斜面向上，速度逐漸減小，A項(xiàng)正確；小球P和彈簧組成的系統(tǒng)受到小球Q的靜電力，且靜電力做正功，所以系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，B項(xiàng)錯(cuò)誤；把彈簧、小球P、Q看成一個(gè)系統(tǒng)，除重力外無外力對該系統(tǒng)做功，故系統(tǒng)的總能量守恒，C錯(cuò)誤二、非選擇題9如圖所示滑板愛好者，脫離軌道時(shí)速度為v0，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為v1，設(shè)人與滑板的總質(zhì)量為m，若不計(jì)一切阻力，則人離開軌道后上升的最大高度為_答案eq f(v02v12,2g)解析選取脫離軌道時(shí)的水平面，作為參考平面，則E1eq f(1,2)mv02E2mgheq f(1,2)mv12據(jù)機(jī)械能守恒定律得E1E2解得heq f(v02

7、v12,2g)10(2010鹽城模擬)如圖甲所示，豎直平面內(nèi)的光滑軌道由直軌道AB和圓軌道BC組成，小球從軌道AB上高H處的某點(diǎn)由靜止滑下，用力傳感器測出小球經(jīng)過圓軌道最高點(diǎn)C時(shí)對軌道的壓力為F，并得到如圖乙所示的壓力F隨高度H的變化關(guān)系圖象(小球在軌道連接處無機(jī)械能損失，g10m/s2)求：(1)小球(xio qi)從H3R處滑下，它經(jīng)過(jnggu)最低點(diǎn)B時(shí)的向心(xin xn)加速度的大小；(2)小球的質(zhì)量和圓軌道的半徑答案(1)60m/s2(2)0.1kg0.2m 解析(1)由機(jī)械能守恒得：mgHeq f(1,2)mvB2向心加速度aeq f(vB2,R)6g60m/s2(2)由機(jī)械

8、能守恒得：mgHmg2Req f(1,2)mvC2由牛頓第二定律得：mgFmeq f(vC2,R)解得：Feq f(2mg,R)H5mg根據(jù)圖象代入數(shù)據(jù)得：m0.1kg，R0.2m.11一組數(shù)據(jù)顯示：世界煤炭的儲(chǔ)量還能燒200多年，我國煤炭的儲(chǔ)量還能燒70多年；世界天然氣的儲(chǔ)量還能用50多年，我國天然氣的儲(chǔ)量還能用20年；世界石油的儲(chǔ)量還能用40多年，我國現(xiàn)有的石油儲(chǔ)量用不到20年因此新型清潔能源的開發(fā)利用成為人類的重點(diǎn)課題風(fēng)能作為一種清潔能源，對環(huán)境的破壞小，可再生，將成為人類未來大規(guī)模應(yīng)用的能量之一假設(shè)某地區(qū)的平均風(fēng)速是6.0m/s，已知空氣密度是1.2kg/m3，此地有一風(fēng)車，它的車葉轉(zhuǎn)

9、動(dòng)時(shí)可以形成半徑為20m的圓面，假如這個(gè)風(fēng)車能將此圓面內(nèi)10%的氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軉枺?1)在圓面內(nèi)，每秒沖擊風(fēng)車車葉的氣流的動(dòng)能是多少？(2)這個(gè)風(fēng)車平均每秒內(nèi)發(fā)出的電能是多少？答案(1)1.63105J(2)1.63104J解析(1)在1秒內(nèi)，能和車葉發(fā)生作用的氣流體積VvSvr2，則這股氣流(qli)的動(dòng)能Ekeq f(1,2)mv2eq f(1,2)vr2v2eq f(1,2)r2v3.將、r、v值代入上式得Ek1.63105J.(2)每秒得到(d do)的電能為EEk1.63104J.12(2010山東(shn dn)濟(jì)南期末測試)如圖所示的“S”形玩具軌道，該軌道是用內(nèi)壁光滑的薄

10、壁細(xì)圓管彎成，放置在豎直平面內(nèi)，軌道彎曲部分是由兩個(gè)半徑相等的半圓對接而成，圓半徑比細(xì)管內(nèi)徑大得多，軌道底端與水平地面相切，軌道在水平方向不可移動(dòng)彈射裝置將一個(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從a點(diǎn)水平彈射向b點(diǎn)并進(jìn)入軌道，經(jīng)過軌道后從最高點(diǎn)d水平拋出(拋出后小球不會(huì)再碰軌道)，已知小球與地面ab段間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，不計(jì)其他機(jī)械能損失，ab段長L1.25m，圓的半徑R0.1m，小球質(zhì)量m0.01kg，軌道質(zhì)量為M0.26kg，g取10m/s2，求：(1)若v05m/s，小球從最高點(diǎn)d拋出后的水平位移(2)若v05m/s，小球經(jīng)過軌道的最高點(diǎn)d時(shí)，管道對小球作用力的大小和方向(3)設(shè)小球進(jìn)入軌道之間，軌道

11、對地面的壓力大小等于軌道自身的重力，當(dāng)v0至少為多少時(shí)，小球經(jīng)過兩半圓的對接處c點(diǎn)時(shí)，軌道對地面的壓力為零答案(1)0.98m(2)1.1N，方向豎直向下(3)6m/s解析(1)設(shè)小球到達(dá)d點(diǎn)處速度為v，由動(dòng)能定理，得mgLmg4Req f(1,2)mv2eq f(1,2)mv02小球由d點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，有4Req f(1,2)gt2xvt聯(lián)立并代入數(shù)值，解得小球從最高點(diǎn)d拋出后的水平位移：x0.98m.(2)當(dāng)小球通過d點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得FNmgmeq f(v2,R)代入數(shù)值解得管道對小球作用力FN1.1N，方向豎直向下(3)設(shè)小球(xio qi)到達(dá)c點(diǎn)處速度(sd)為vc，由動(dòng)能定理(

12、dn nn dn l)，得mgLmg2Req f(1,2)mvc2eq f(1,2)mv02當(dāng)小球通過c點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得FNmgmeq f(vc2,R)要使軌道對地面的壓力為零，則有FNMg聯(lián)立并代入數(shù)值，解得v06m/s.13如圖所示，水平桌面上有一輕彈簧，左端固定在A點(diǎn)，自然狀態(tài)時(shí)其右端位于B點(diǎn)D點(diǎn)位于水平桌面最右端，水平桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道MNP，其形狀為半徑R0.8m的圓環(huán)剪去了左上角135的圓弧，MN為其豎直直徑，P點(diǎn)到桌面的豎直距離為R，P點(diǎn)到桌面右側(cè)邊緣的水平距離為2R.用質(zhì)量m10.4kg的物塊a將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)，釋放后彈簧恢復(fù)原長時(shí)物塊恰停止在B點(diǎn)用同種材

13、料、質(zhì)量為m20.2kg的物塊b將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)釋放，物塊b過B點(diǎn)后其位移與時(shí)間的關(guān)系為x6t2t2，物塊從D點(diǎn)飛離桌面恰好由P點(diǎn)沿切線落入圓弧軌道g10m/s2，求：(1)BD間的水平距離(2)判斷物塊b能否沿圓弧軌道到達(dá)M點(diǎn)(3)物塊b釋放后在桌面上運(yùn)動(dòng)的過程中克服摩擦力做的功答案(1)2.5m(2)不能(3)5.6J解析(1)設(shè)物塊由D點(diǎn)以初速度vD做平拋運(yùn)動(dòng)，落到P點(diǎn)時(shí)其豎直方向分速度為：vyeq r(2gR)eq f(vy,vD)tan45所以vD4m/s在桌面上過B點(diǎn)后初速度v06m/s，加速度a4m/s2所以BD間位移為xBDeq f(vD2v02,2a)2.5m(2)若物塊能沿圓弧軌道到達(dá)M點(diǎn)，其速度為vM，由機(jī)械能守恒定律得：eq f(1,2)m2vM2eq f(1,2)m2vD2eq f(r(2),2)m2gR軌道(gudo)對物塊的壓力為FN，則：FNm2gm2eq f(vM2,R)解得：FN(1eq r(2)m2g0所以(suy)物塊不能到達(dá)M點(diǎn)(3)設(shè)彈簧(tnhung)長