2022高中物理23能量守恒定律10每課一練魯科版必修2

《能量守恒定律》每課一練EEEEC0E0E0AP0hBh、hOhD1．如下圖，等腰直角三角體由不同材料拼接而成，OHOHOHOH（A）（B）（C）（D）ABCD的物體以速度v在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假定t=0時(shí)刻物體在軌道最低點(diǎn)且重力勢(shì)能為零，那么，下列說法正確的選項(xiàng)是（）A．物體運(yùn)動(dòng)的過程中，重力勢(shì)能隨時(shí)間的變化關(guān)系為EpmgR(1cosvt)RB．物體運(yùn)動(dòng)的過程中，動(dòng)能隨時(shí)間的變化關(guān)系為Ek1mv2mgR(1cosvt)2RC．物體運(yùn)動(dòng)的過程中，機(jī)械能守恒，且機(jī)械能為E1mv22D．物體運(yùn)動(dòng)的過程中，機(jī)械能隨時(shí)間的變化關(guān)系為E1mv2mgR(1cosvt)2R7．如下圖，固定在豎直面內(nèi)的圓滑圓環(huán)半徑為

R，圓環(huán)上套有質(zhì)量分別為

m和2m的小球A、B均可看作質(zhì)點(diǎn)，且小球A、B用一長(zhǎng)為2R的輕質(zhì)細(xì)桿相連，在小球靜止開始沿圓環(huán)下滑至最低點(diǎn)的過程中已知重力加快度為g，下列說法正確的選項(xiàng)是

B從最高點(diǎn)由A．A球增加的機(jī)械能等于B球減少的機(jī)械能B．A球增加的重力勢(shì)能等于B球減少的重力勢(shì)能C．A球的最大速度為錯(cuò)誤!D．細(xì)桿對(duì)A球做的功為錯(cuò)誤!mgR8．如下列圖所示，滑塊、B的質(zhì)量均為，套在固定豎直桿上，、B經(jīng)過轉(zhuǎn)軸用長(zhǎng)度AmAA為L(zhǎng)的剛性輕桿連結(jié)，B放在水平面上并靠著豎直桿，、均靜止．由于微小的擾動(dòng)，B開AB始沿水平面向右運(yùn)動(dòng)．不計(jì)一切摩擦，滑塊A、B視為質(zhì)點(diǎn)．在A下滑的過程中，下列說法中正確的選項(xiàng)是A．A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．在A落地以前輕桿對(duì)B一直做正功C．A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度的大小為2gLD．當(dāng)A的機(jī)械能最小時(shí)，B對(duì)水平面的壓力大小為mg二、非選擇題9．圓滑的長(zhǎng)軌道形狀如下列圖所示，底部為半圓型，半徑為R，固定在豎直平面內(nèi)．AB兩質(zhì)量相同的小環(huán)用長(zhǎng)為R的輕桿連結(jié)在一同，套在軌道上．將AB兩環(huán)從圖示地點(diǎn)靜止釋放，A環(huán)走開底部2R．不考慮輕桿和軌道的接觸，即忽略系統(tǒng)機(jī)械能的損失，求：1）AB兩環(huán)都未進(jìn)入半圓型底部前，桿上的作使勁．2）A環(huán)抵達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，兩環(huán)速度大小．3）若將桿換成長(zhǎng)22R，A環(huán)仍從走開底部2R處?kù)o止釋放，經(jīng)過半圓型底部再次上升后走開底部的最大高度．9解析:（1）對(duì)整體剖析，自由落體，加快度g，以A為研究對(duì)象，A作自由落體則桿對(duì)A一定沒有作使勁．即F=0（或列式或以B研究）。（2）都進(jìn)入圓軌道后，兩環(huán)擁有相同角速度，則兩環(huán)速度大小一定相等，即v=vAB（或經(jīng)過速度分解獲得兩環(huán)速度大小相同），對(duì)整體依動(dòng)能定理（或機(jī)械能守恒）：mg2Rmg5R12mv2，v9gR。222（3）A再次上漲后，地點(diǎn)比原來高h(yuǎn)，如下列圖所示．由動(dòng)能定理（或機(jī)械能守恒）：mghmg(22R2Rh)0，h(21)R，A走開底部(21)R。注：由于桿超過了半圓直徑，所以兩環(huán)運(yùn)動(dòng)如下列圖．10．糧食儲(chǔ)藏庫(kù)房經(jīng)常需要利用傾斜的傳送帶將裝滿糧食的麻袋運(yùn)送到高處，如下圖。已知某庫(kù)房的傳送帶長(zhǎng)度為15m，與水平面的夾角為30°，在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，傳送帶以2.5m/的恒定速率向斜上方運(yùn)送麻袋。設(shè)每個(gè)麻袋的總質(zhì)量為

80kg，與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)為

3

，傳送帶的移動(dòng)速率保持不變，

每個(gè)麻袋放置傳送帶最底端時(shí)初速度為

（0g取

10m/2）。21）每一個(gè)麻袋從傳送帶最底端運(yùn)送到頂端所用時(shí)間為多少2）傳送帶對(duì)每個(gè)麻袋做的功為多少10解析：（1）由牛頓第二定律可知：mgcosmgsinma，得a2.5m/s2，由vat可知：t1v/a1s，x11at21.25(m)，x2Lx113.75(m)，2t2x25.5(s)，tt1t26.5(s)。v（2）由動(dòng)能定理可知：WfWG1mv2，所以Wmgh1mv26250(J)。2211．如下圖裝置由AB、BC、CD三段軌道組成，軌道交接處均由很小的圓弧平滑連結(jié)，其中軌道AB、CD段是圓滑的，水平軌道BC的長(zhǎng)度＝5，軌道CD足夠長(zhǎng)且傾角θ＝37°，mA、D兩點(diǎn)離軌道BC的高度分別為h1＝4．30、h2＝1．35．現(xiàn)讓質(zhì)量為m的小滑塊自Amm點(diǎn)由靜止釋放．已知小滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0．5，重力加快度g取10/2，min37°＝0．6，co37°＝0．8．求：1）小滑塊第一次抵達(dá)D點(diǎn)時(shí)的速度大??；2）小滑塊第一次與第二次經(jīng)過C點(diǎn)的時(shí)間間隔；3）小滑塊最終停止的地點(diǎn)距B點(diǎn)的距離解析：（1）小滑塊從A→B→C→D過程中，由動(dòng)能定理得mg（h1－h(huán)2）－μmg＝錯(cuò)誤!mv錯(cuò)誤!－0，將h1、h2、、μ、g代入得：vD＝3m/（2）小滑塊從A→B→C過程中，由動(dòng)能定理得mgh1－μmg＝錯(cuò)誤!mv錯(cuò)誤!將h、、μ、g代入得：v＝6m/，小滑塊沿CD段上滑的加快度大小2agθ1C小滑塊沿CD段上滑到最高點(diǎn)的時(shí)間t1＝錯(cuò)誤!＝1由對(duì)稱性可知，小滑塊從最高點(diǎn)滑回C點(diǎn)的時(shí)間t2＝t1＝1故小滑塊第一次與第二次經(jīng)過C點(diǎn)的時(shí)間間隔t＝t1＋t2＝2。（3）對(duì)小滑塊運(yùn)動(dòng)全過程利用動(dòng)能定理，設(shè)小滑塊在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的總行程為總，有：mgh1=μmg總，將h1、μ代入得總=8．6m，故小滑塊最終停止的地點(diǎn)距B點(diǎn)的距離為2－總=1．4m。12．學(xué)校舉行遙控賽車比賽。比賽路徑如下圖，賽車從起點(diǎn)A出發(fā)，沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)L=10m后，由B點(diǎn)進(jìn)入半徑為R=0.4m的圓滑豎直圓軌道，走開豎直圓軌道后持續(xù)沿光滑平直軌道運(yùn)動(dòng)，然后沖上圓滑斜坡，最后從C點(diǎn)水平飛出落到水平軌道的D點(diǎn)。已知賽車質(zhì)量m=0.1kg，通電后電機(jī)以額定功率P=工作了t=后封閉，此時(shí)賽車尚未抵達(dá)B點(diǎn)。賽車抵達(dá)豎直圓軌道的最高點(diǎn)E時(shí)對(duì)軌道的壓力大小等于賽車的重力。賽車在AB段運(yùn)動(dòng)中所受2阻力恒定。（取g=10m/）求：ECABD1）賽車在AB段運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力的大小2）同學(xué)甲認(rèn)為C點(diǎn)離水平軌道BD越高，小車在空中飛翔時(shí)間就越長(zhǎng)，落點(diǎn)D離飛出點(diǎn)C的水平距離就越大。同學(xué)乙認(rèn)為C點(diǎn)離水平軌道越近，小車水平飛出時(shí)的速度就越大，落點(diǎn)D離飛出點(diǎn)C的水平距離就越大。請(qǐng)你經(jīng)過的計(jì)算得落點(diǎn)D離飛出點(diǎn)C的最大水平位移，并對(duì)甲、乙兩同學(xué)的說法做出判斷。12．解析：（1）設(shè)賽車抵達(dá)B點(diǎn)的速度為v1，抵達(dá)圓軌道最高點(diǎn)E的速度為v2，，由牛頓第二定律及機(jī)械能守恒定律得：2mgmv22①，1mv121mv22mg(2R)②；R22賽車在水平軌道AB上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力為f，根據(jù)動(dòng)能定理：PtfL1mv12③，2由①②③可得f=。（2）設(shè)賽車走開豎直圓軌道后沿圓滑水平直軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能為E（以水平軌道為零勢(shì)能參照面），C點(diǎn)離水平軌道的高度為h，賽車從