新教材高中物理第八章機(jī)械能守恒定律4機(jī)械能守恒定律練習(xí)(含解析)新人教版必修第二冊

機(jī)械能守恒定律1.以下運動過程中,機(jī)械能守恒的是()A.熱氣球慢慢升空B.樹葉從枝頭飄落C.擲出的鉛球在空中運動D.跳水運動員在水中下沉剖析熱氣球慢慢升空過程中,空氣的浮力做功,機(jī)械能不守恒,選項A錯誤;樹葉從枝頭飄落,所受的空氣阻力不能夠忽略,空氣阻力做負(fù)功,其機(jī)械能不守恒,選項B錯誤;擲出的鉛球在空中運動時,所受空氣的阻力對其運動的影響能夠忽略,只有重力做功,其機(jī)械能守恒,選項C正確;跳水運動員在水中下沉?xí)r,所受水的浮力做負(fù)功,其機(jī)械能不守恒,選項D錯誤。答案C.以下列圖,小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上,在彈簧壓縮到最短的整個過程中,以下關(guān)于能量的表達(dá)正確的選項是()重力勢能和動能之和總保持不變重力勢能和彈性勢能之和總保持不變C.動能和彈性勢能之和總保持不變D.重力勢能、彈性勢能和動能之和總保持不變剖析球下落過程中碰到的重力做正功,彈力做負(fù)功,重力勢能、彈性勢能及動能都要發(fā)生變化,任意兩種能量之和都不會保持不變,但三種能量相互轉(zhuǎn)變,總和不變,選項D正確。答案D3.一物體從h高處自由下落,當(dāng)其動能等于重力勢能時(以地面為零勢能面),物體的速度為()A.B.C.2D.剖析設(shè)物體的質(zhì)量為m,其下落過程機(jī)械能守恒22,選項A正確。,有mgh=mv+Ep,Ep=mv,解得v=答案A.1以相同大小的初速度v0將物體從同一水平面分別豎直上拋、斜上拋、沿圓滑斜面(足夠長)上滑,如圖所示,三種情況達(dá)到的最大高度分別為h、h和h,不計空氣阻力(斜上拋物體在最高點的速度方123向水平),則()A.h=h>hB.h=h<h123123C.h=h<hD.h=h>h132132剖析豎直上拋物體和沿斜面運動的物體,上升到最高點時,速度均為0,由機(jī)械能守恒定律得mgh=,所以h=,斜上拋物體在最高點速度不為零,設(shè)為v1,則mgh2=,所以h2<h1=h3,故D對。答案D5.以下列圖,某吊車裝置的水平軌道上有一質(zhì)量為M的小車,且O點為鋼絲繩的懸點,質(zhì)量為m的重物用鋼絲繩連接,懸掛在小車的正下方,重心到O點的距離為l,從A點到B點,重物與小車一同向右做勻速運動,重物到達(dá)B點時,小車突然停止,重物向右搖動到最高點C,上升的高度為h,整個運動過程中,鋼絲繩向來拉直,不計鋼絲繩質(zhì)量和空氣阻力,重力加速度為g。求:從B到C過程中,重物戰(zhàn)勝重力所做的功W。從A到B過程中,重物運動的速度大小v。(3)從A到C過程中,小車對軌道的最大壓力F。m剖析(1)重物上升h,戰(zhàn)勝重力所做的功。W=mgh(2)從A到C重物機(jī)械能守恒,有2,得v=。mgh=mv重物在B點開始搖動時,小車對軌道的壓力最大,設(shè)重物受鋼絲繩的拉力為FT,依照牛頓第二定律,有FT-mg=鋼絲繩對小車?yán)Φ拇笮∫矠镕T,小車碰到的支持力FN=Mg+FT依照牛頓第三定律Fm=FN解得Fm=Mg+1+mg。答案(1)mgh(2)(3)Mg+1+mg6.在跳水比賽中,有一個單項是“3m跳板”。以下列圖,其比賽過程可簡化為:運動員走上跳板,跳板被壓彎到最低點,跳板又將運動員豎直向上彈到最高點,運動員做自由落體運動,豎直落入水C中。將運動員視為質(zhì)點,運動員質(zhì)量60kg。(g取10m/s2)求:m=2跳板被壓彎到最低點C時擁有的彈性勢能。運動員入水前的速度大小。(能夠用根號表示結(jié)果)剖析(1)運動員由C點運動到A點時,跳板的彈性勢能轉(zhuǎn)變成運動員增加的重力勢能,則Ep=mghAC=60×10×(1.5+0.5)J=1200J。(2)運動員由A點開始做自由落體運動A2,機(jī)械能守恒,則mgh=mv解得v=m/s=3m/s。答案(1)1200J(2)3m/s能力提升1.(多項選擇)蹦床運動員與床墊接觸的過程可簡化為下述模型:運動員從高處落各處于自然狀態(tài)的床墊(A地址)上,隨床墊一同向下做變速運動到達(dá)最低點(B地址),以下列圖,有關(guān)運動員從A運動至B的過程,以下說法正確的選項是()A.運動員的機(jī)械能守恒B.運動員的速度素來減小C.合力對運動員做負(fù)功D.運動員先失重后超重剖析由能量守恒定律可知,運動員減小的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成床墊的彈性勢能,應(yīng)選項A錯誤;當(dāng)F彈=mg時,a=0,在此從前,F彈<mg,加速度方向向下(失重),物體做加速運動;在此此后,F彈>mg,加速度方向向上(超重),物體做減速運動,選項B錯誤而選項D正確;從A地址到B地址,由動能定理得,W合=-Ek0,選項C正確。答案CD.3(多項選擇)以下列圖,一物體從圓滑斜面AB底端A點以初速度v0上滑,沿斜面上升的最大高度為h。下列說法正確的選項是(設(shè)以下情境中物體從A點上滑的初速度仍為v0)()A.若把斜面CB部分截去,物體沖過C點后上升的最大高度仍為hB.若把斜面AB變成曲面AEB,物體沿此曲面上升還可以到達(dá)B點C.若把斜面彎成圓弧形D,物體仍沿圓弧高升hD.若把斜面從C點以上部分彎成與C點相切的圓弧狀,物體上升的最大高度有可能仍為h剖析依照題意,由機(jī)械能守恒可知,物體滑到高為h處時速度為零。要使物體上滑的高度仍為h,則物體到達(dá)最高點時速度必為零。A、C情況,物體上升到最高點時速度不為零,所以所能達(dá)到的高度應(yīng)小于h,選項A、C錯誤;B情況上升到最高點時速度必為零,應(yīng)選項B正確;D情況上升到最高點時速度可能為零,所以高度也可能仍為h,應(yīng)選項D正確。答案BD3.以下列圖,位于豎直平面內(nèi)的圓滑軌道,由一段斜的直軌道和圓形軌道連接而成,圓形軌道的半徑為R。一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上的某處由靜止開始下滑,爾后沿圓形軌道運動。要求物塊能經(jīng)過圓形軌道最高點,且在該最高點與軌道間的壓力不能夠高出5mg(g為重力加速度)。求物塊初始地址有關(guān)于圓形軌道底部的高度h的取值范圍。2剖析設(shè)物塊在圓形軌道最高點的速度為v,取地面為零勢能面,由機(jī)械能守恒定律得mgh=2mgR+mv①物塊在圓形軌道最高點受的力為重力mg和軌道的壓力FN。重力與壓力的合力供應(yīng)向心力,則有mg+FN=m②物塊能經(jīng)過最高點的條件是N≥0③F由②③式得v≥④,由①④式得≥。hR按題目的要求,有F≤5mg⑤,由②⑤式得v≤⑥N由①⑥式得h≤5R。則h的取值范圍是R≤h≤5R。4答案R≤h≤5R4.在游樂節(jié)目中,選手需要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺上,小明和小陽觀看后對此進(jìn)行了談?wù)?。以下列圖,他們將選手簡化為質(zhì)量m=60kg的質(zhì)點,選手抓住繩由靜止開始搖動,此時繩與豎直方向夾角α=53°,繩的懸掛點O距水面的高度為h=3m。不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量,浮臺露出水面的高度不計,水