2020高中物理人教版(2022)第二冊(cè)作業(yè)第八章 4機(jī)械能守恒定律

1、第八章4 械能守恒定律A 組：合性水平訓(xùn)練 1(機(jī)械能的解)一個(gè)物在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中所的合力為零，則這個(gè)過(guò)程中( )A機(jī)能一定不變 B物體的動(dòng)能保持不變，而勢(shì)能一定化 C若物的勢(shì)能變化，機(jī)械能一定化 若物體的勢(shì)能變化，機(jī)械能不一變化 答案解析 由于物體在運(yùn)動(dòng)的程中所受的合力為零即物體做勻速直線動(dòng)， 物體的動(dòng)能不變，能有可能變化，當(dāng)物的勢(shì)能變化時(shí)機(jī)械能定變化， 正 確，AB、 錯(cuò)。2機(jī)械能守恒的判) 下列運(yùn)動(dòng)的物體，機(jī)械守恒的是( )A物沿斜面勻速下滑B物從高處以 0.9g 的加度豎直下落物體沿光滑曲面滑下 D拉著一個(gè)物體沿光滑的斜面勻上升 答案解析 物體沿斜面速下滑時(shí)，動(dòng)能不，重力勢(shì)能減小，所機(jī)械

2、能減 小，機(jī)械能不守恒物體以 g 的加速度豎直下落時(shí)，除力外，其他力的合 向上，大小為 0.1 mg ，個(gè)合力在物體下落時(shí)物體做負(fù)功，物機(jī)械能減少， 機(jī)械能不守恒；物沿光滑曲面滑下時(shí)，有重力做功，機(jī)械能恒；拉著物體 沿光滑斜面勻速上時(shí)，拉力對(duì)物體做正，物體機(jī)械能增加，械能不守恒。 綜上，機(jī)械能守恒是 C 項(xiàng)3機(jī)械能守恒定律應(yīng)用)以相同大小初速度 v 將物體從同一水平面別豎直上拋、斜上拋沿光滑斜面 ( 足夠長(zhǎng) )上，如圖所示，三種況達(dá)到的最大 高度分別為 、h 和 ，不計(jì)空氣阻 (上拋物體在最高點(diǎn)速度方向水平 2 則( )Ah h h h h h 3 2Bh h h 2答案D1 v 3 1 3y

3、 y v 1 v 3 1 3y y v 解析豎直上拋物體和沿面運(yùn)動(dòng)的物體，上升最高點(diǎn)時(shí)，速度均為 ，由機(jī)械能守恒得 mgh v，所以 h ，斜上拋物體在高點(diǎn)速度不2 2g1 為零，設(shè)為 v ，則 m m，所 h h h ，故 D 正確。2 4(含彈簧機(jī)械能守恒問題 ) 如圖所示，在高 1.5 的光滑平臺(tái)上一個(gè)質(zhì) 量為 kg 的小球被一細(xì)線在墻上，小球與墻間有一根被壓縮的質(zhì)彈簧。當(dāng) 燒斷細(xì)線時(shí)，小球彈出，小球落地時(shí)的度方向與水平方向成 60 角，則彈簧 被壓縮時(shí)具有的彈勢(shì)能為( 取 10 2 )A10 JB15 25 答案A解析 由 gh0 得：v 2gh，即 v 30 m/s，落地時(shí)，tan

4、60 ，v 可得v tan60v10 ，彈簧與小組成的系統(tǒng)機(jī)械能恒，在小球被彈出1的過(guò)程中，由機(jī)械守恒定律得 20，可求 ，故 A 正確。25(含彈簧機(jī)械能守恒問題 )圖所示，固定的直光滑長(zhǎng)桿上套有量為 的小圓環(huán)，圓環(huán)與平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧端連接，彈簧的另一連接在墻上， 并且處于原長(zhǎng)狀態(tài)現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始滑，已知彈簧原長(zhǎng)為 L ，圓環(huán)下滑 最大距離時(shí)彈簧的度變?yōu)?L超過(guò)彈性限度 )則在圓環(huán)下滑到最距離的過(guò) 程中( )A圓的機(jī)械能守恒 B簧彈性勢(shì)能變化了3mgL 圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)，受合力為零D圓重力勢(shì)能與彈簧彈性能之和保持不變答案B L 2 Lf f f L 2 Lf f f 解析圓環(huán)在下滑過(guò)程

5、中械能減少，彈簧彈性能增加，而圓環(huán)與彈組成的系統(tǒng)機(jī)械能守， A、 錯(cuò)誤；圓下滑到最低點(diǎn)時(shí)速為零，但是加速度不為零，即合力不零， 錯(cuò)；圓環(huán)下降高度 h L所以圓環(huán)重力勢(shì)能減少了3mgL ，由機(jī)械能守恒定律可，彈簧的彈性勢(shì)能加了3mgL，B 正。6 綜 如所示，在豎直平面有一半徑為 R 的圓軌道，半徑 水 平、OB 豎直，一質(zhì)量為 的小球自 A 點(diǎn)上方的 P 點(diǎn)由靜止開始自下落， 小球沿軌道到達(dá)最點(diǎn) B 時(shí)恰好對(duì)軌道沒有力。已知 2R，重力加速度為 g，小球從 到 B 的動(dòng)過(guò)程中( )A重做功 2mgRB機(jī)能減少 mgR 合外力做功 1D克摩擦力做功 mgR2答案D解析 小球從 P 到 的過(guò)程，重

6、力做功 mgR，A 錯(cuò)；小球在 A 點(diǎn)正上方由靜止釋放，通過(guò) B 恰好對(duì)軌道沒有壓，只有重力提供向心，即 mgm2，得 2 ，設(shè)克服摩擦力的功為 W ，對(duì)全過(guò)程用動(dòng)能定理 mgR 121 m20 ，得 mgR， 錯(cuò)誤， 正確克服摩擦力做的功等機(jī)械能 2 的減少量，B 誤。7(多物體械能守恒 ) 多選 )如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為 m 和 m 的小球 a 和 b 間，用一根長(zhǎng)為 L 的輕桿連接，兩小球可穿過(guò)桿中心 水平軸無(wú)摩 擦地轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)讓輕處于水平位置，然后初速度釋放，重球 向下，輕球 a 向 上，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)至豎直的過(guò)程中( )v v v v Ab 球重力勢(shì)能減少，動(dòng)增加 Ba 球的重力勢(shì)能

7、增加，動(dòng)能增 a 球和 b 球總機(jī)械能守恒 Da 球 b 球的總械能不守恒答案ABC解析 、 兩球組成的系統(tǒng)，只存在動(dòng)能和重勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，統(tǒng)的 機(jī)械能守恒， C 正確、 D 錯(cuò)誤；其中 a 球的能和重力勢(shì)能均加，機(jī)械能增 加，輕桿對(duì) a 球做正功 球的重力勢(shì)能減，動(dòng)能增加，機(jī)械能少，輕桿對(duì) b 做負(fù)功，A、B 正確。8(綜合)游樂場(chǎng)過(guò)山車簡(jiǎn)化如圖所示模型，滑的過(guò)山車軌道位豎直 平面內(nèi)，該軌道由段斜軌道和與之相切圓形軌道連接而成，形軌道的半徑 為 ，視為質(zhì)點(diǎn)的過(guò)山從斜軌道上某處由止開始下滑，然后沿形軌道運(yùn) 動(dòng)。(1)若要求過(guò)車能通過(guò)圓形軌道高點(diǎn)，則過(guò)山車初始置相對(duì)于圓形軌道 底部的高度至少要少

8、？(2) 考到游客的安全，要求過(guò)程游客受到的支力不超過(guò)自身重力的 倍，過(guò)山車初始位相對(duì)于圓形軌道底部高度不得超過(guò)多少？7答案 解析 (1) 設(shè)過(guò)山總質(zhì)量為 M從高度 處開始下滑恰能以 v 通過(guò)圓形 軌道最高點(diǎn)。在圓形軌道最高點(diǎn)：Mg 1運(yùn)動(dòng)過(guò)程機(jī)械能守： MgR Mv2由式得：h ，即高度至少為 R。(2) 設(shè)高度 處開始下滑，游客質(zhì)量 ，過(guò)圓周最點(diǎn)時(shí)速度為 v ，游 客受到的支持力是 7mg。最低點(diǎn)：mg 1運(yùn)動(dòng)過(guò)程機(jī)械能守：mgh m22由式得：h 3R即高度不得超過(guò) 3。 減 減B ：等級(jí)性水平訓(xùn)9(功能關(guān) )(多選圖所示，傾角 30的糙斜面固定在地面，長(zhǎng)為 l、量為 、粗細(xì)均勻、質(zhì)分布

9、均勻的軟繩于斜面上，其上端斜面頂端齊 平。用細(xì)線將物塊軟繩連接，物塊由靜釋放后向下運(yùn)動(dòng)，直軟繩剛好全部 離開斜面(此時(shí)物未到達(dá)地面)，在過(guò)程中( )A物的機(jī)械能逐漸增加1B軟重力勢(shì)能共減少了 mgl4物塊重力勢(shì)能的減少量等于軟繩服摩擦力所做的功 D軟繩重力勢(shì)能的減少量小其動(dòng)能的增加與克服擦力所做功之和 答案BD解析 物塊克服繩的拉力做，其機(jī)械能減少， 錯(cuò)誤；軟繩重力勢(shì)減l l 少量 mg sin ，故 正確；由功能關(guān)系知 錯(cuò)誤， 正2 2 確。10 綜合 如圖所示，光滑坡道頂端距水平面高為 h，質(zhì)量 m 的小物塊 A 從坡道頂端靜止滑下，進(jìn)入水面上的滑道時(shí)無(wú)機(jī)械損失，為使 A 制動(dòng)， 將輕彈簧

10、的一端固在水平滑道延長(zhǎng)線 M 處的墻上，另一端恰于坡道的底端 O 點(diǎn)。知在 OM 段，物塊 A 水平面間的動(dòng)摩擦數(shù)為 其余各處的摩擦力 不計(jì)，重力加速度 g，求：物塊滑到 點(diǎn)的速度大??；彈簧最大壓縮量 d 的彈性勢(shì)能(設(shè)彈簧處于原長(zhǎng)彈性勢(shì)能為零)； (3) 在( 問前提下，若物塊 A 能夠被彈回到坡上，則它能夠上升最大高度是多少？答案 (2)mgd h2解析 (1)坡道頂端運(yùn)動(dòng)到 O 點(diǎn)，1由機(jī)械能守恒定律 mgh v22解得 v 2gh。 p p在水平滑道上物 A 彈簧壓縮到最短過(guò)程中，1由動(dòng)能定理得 W mgd0 v2而由功能關(guān)系得 E ( 聯(lián)立以上各式得 E mgh。 (3)物塊 A 被

11、彈的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得 W 00由功能關(guān)系得 W E )所以物塊 A 能夠上升最大高度為 h2。11綜合)如圖所，“蝸?！睜钴壍?豎直固定在水平地上，與地面 在 B 平滑連接。其中“?！睜钴壍烙蓛?nèi)壁光的半圓軌道 和 AB 平連 接而成，半圓軌道 的半徑 R ，半圓軌道 AB 半徑 m ，水 2地面 長(zhǎng)為 x 11 ，C 處是一個(gè)開口較大的深坑，一質(zhì) 0.1 kg 小球從 O 點(diǎn)沿切線方向某一初速度進(jìn)入軌道OA 后， OAB 軌道運(yùn)動(dòng)至水平地面，已知小球與水地面間的動(dòng)摩擦因數(shù) ，g 10 為使小球不脫離 道，小球在 O 點(diǎn)初速度至少為多大(2) 若小球在 點(diǎn)的初度 v 6 m/s ，求小球在 點(diǎn)半圓軌道的壓力大 小；若使小球能落入坑 ，則小球在 點(diǎn)的速度至少為多大？答案解析 (2)6 N (3)8 小球通過(guò)最高點(diǎn) 的臨界條件mgv解得小球過(guò) 點(diǎn)的最速度 v 2 設(shè) O 點(diǎn)零勢(shì)能點(diǎn)，小球由 O 到 過(guò)程由機(jī)械能守定律得 1 1mg v m2 2解