“四翼”檢測(cè)評(píng)價(jià)(二十) 機(jī)械能守恒定律_第1頁
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文檔簡介

“四翼”檢測(cè)評(píng)價(jià)(二十)機(jī)械能守恒定律eq\a\vs4\al(A)組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1.關(guān)于機(jī)械能守恒的敘述,下列說法正確的是()A.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,機(jī)械能一定守恒B.物體所受的合力不等于零,機(jī)械能可能守恒C.物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),機(jī)械能一定守恒D.物體所受合力做功為零,機(jī)械能一定守恒解析:選B若物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不變,重力勢(shì)能變化,機(jī)械能不守恒,故A錯(cuò)誤;物體所受的合力不等于零,它的機(jī)械能可能守恒,例如物體做自由落體運(yùn)動(dòng),故B正確;物體在豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能不變,重力勢(shì)能變化,機(jī)械能不守恒,故C錯(cuò)誤;物體所受合力做功為零,它的動(dòng)能不變,重力勢(shì)能可能變化,機(jī)械能不一定守恒,故D錯(cuò)誤。2.在下列情況中,機(jī)械能守恒的是()A.飄落的樹葉B.沿著斜面勻速下滑的物體C.被起重機(jī)勻加速吊起的物體D.離弦的箭在空中飛行(不計(jì)空氣阻力)解析:選D樹葉在飄落過程中,空氣阻力做負(fù)功,機(jī)械能減少,故A錯(cuò)誤;沿著斜面勻速下滑的物體,摩擦力做功,故機(jī)械能不守恒,故B錯(cuò)誤;物體被起重機(jī)勻加速吊起時(shí)拉力對(duì)物體做功,故物體的機(jī)械能不守恒,故C錯(cuò)誤;離弦的箭在空中飛行且不計(jì)空氣阻力,只有重力做功,機(jī)械能守恒,故D正確。3.如圖所示,質(zhì)量為m的蘋果,從離地面H高的樹上由靜止開始落下,樹下有一深度為h的坑。若以地面為零勢(shì)能參考平面,則當(dāng)蘋果落到坑底時(shí)的機(jī)械能為()A.-mgh B.mgHC.mg(H+h) D.mg(H-h(huán))解析:選B蘋果下落過程機(jī)械能守恒,開始下落時(shí)其機(jī)械能為E=mgH,落到坑底時(shí)機(jī)械能仍為mgH。4.(多選)如圖是雙錐體向“上”滾的迷你實(shí)驗(yàn)。在書脊上架兩根筷子作為軌道,把雙錐體放在較低一端的軌道上,你會(huì)發(fā)現(xiàn)雙錐體會(huì)向“上”滾動(dòng)。關(guān)于這一現(xiàn)象的分析正確的是()A.雙錐體滾動(dòng)過程中,重心逐漸上升B.雙錐體滾動(dòng)過程中,重心逐漸下降C.調(diào)整使兩根筷子平行,實(shí)驗(yàn)也可能成功D.將雙錐體換成圓柱體,實(shí)驗(yàn)不可能成功解析:選BD雙錐體滾動(dòng)過程中,動(dòng)能逐漸增加,則重力勢(shì)能逐漸減小,則重心逐漸下降,A錯(cuò)誤,B正確;調(diào)整使兩根筷子平行,雙錐體若沿筷子向“上”滾動(dòng)的話重力勢(shì)能增加,則不可能向“上”滾動(dòng),即實(shí)驗(yàn)不可能成功,C錯(cuò)誤;將雙錐體換成圓柱體,則圓柱體若沿筷子向“上”滾動(dòng)的話重力勢(shì)能增加,則不可能向“上”滾動(dòng),即實(shí)驗(yàn)不可能成功,D正確。5.如圖所示,傾角30°的斜面連接水平面,在水平面上安裝半徑為R的半圓豎直擋板,質(zhì)量為m的小球從斜面上高為eq\f(R,2)處靜止釋放,到達(dá)水平面恰能貼著擋板內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)。不計(jì)小球體積,不計(jì)摩擦和機(jī)械能損失。則小球沿?fù)醢暹\(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)擋板的作用力大小為()A.0.5mg B.mgC.1.5mg D.2mg解析:選B對(duì)小球由機(jī)械能守恒定律知,mg·eq\f(R,2)=eq\f(1,2)mv2,又F=meq\f(v2,R),解得F=mg,由牛頓第三定律可知,B正確。6.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、沿光滑斜面(足夠長)上滑,如圖所示,三種情況達(dá)到的最大高度分別為h1、h2和h3,不計(jì)空氣阻力,則()A.h1=h2>h3 B.h1=h2<h3C.h1=h3<h2 D.h1=h3>h2解析:選D豎直上拋的物體和沿光滑斜面運(yùn)動(dòng)的物體,上升到最高點(diǎn)時(shí),速度均為0,由機(jī)械能守恒定律得mgh=eq\f(1,2)mv02,所以h=eq\f(v02,2g);斜上拋的物體在最高點(diǎn)速度不為零,設(shè)為v1,則mgh2=eq\f(1,2)mv02-eq\f(1,2)mv12,所以h2<h1=h3,D正確。7.(2022·北京交大附中期末)某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)研究“圓珠筆的上跳”,一支可伸縮的圓珠筆,內(nèi)有一根彈簧,尾部有一個(gè)小帽,壓一下小帽,筆尖就伸出。如圖所示,手握筆桿,使筆尖向上,小帽抵在桌面上,在壓下后突然放手,筆桿將豎直向上跳起一定的高度。在某次實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用刻度尺測(cè)得圓珠筆跳起的高度為12cm,請(qǐng)你幫他分析:(1)圓珠筆由桌面靜止起跳到上升至最大高度的過程中,能量發(fā)生了怎樣的變化?(2)從能量轉(zhuǎn)化的角度計(jì)算出圓珠筆起跳的初速度v0多大?(g取10m/s2)解析:(1)圓珠筆彈簧的彈性勢(shì)能減少,轉(zhuǎn)化為圓珠筆的動(dòng)能,離開桌子后,圓珠筆減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成圓珠筆增加的重力勢(shì)能,圓珠筆運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),圓珠筆的重力勢(shì)能最大,動(dòng)能為零。(2)由機(jī)械能守恒定律得mgh=eq\f(1,2)mv02,代入數(shù)據(jù)得v0≈1.55m/s。答案:(1)圓珠筆彈簧彈性勢(shì)能→圓珠筆動(dòng)能→圓珠筆重力勢(shì)能(2)1.55m/seq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新8.(2023·浙江6月選考)鉛球被水平推出后的運(yùn)動(dòng)過程中,不計(jì)空氣阻力,下列關(guān)于鉛球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小a、速度大小v、動(dòng)能Ek和機(jī)械能E隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系中,正確的是()解析:選D由于不計(jì)空氣阻力,鉛球被水平推出后只受重力作用,加速度等于重力加速度,不隨時(shí)間改變,故A錯(cuò)誤;鉛球被水平推出后做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向有vy=gt,則被水平推出后速度大小為v=eq\r(v02+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(gt))2),可知速度大小與時(shí)間不是一次函數(shù)關(guān)系,故B錯(cuò)誤;鉛球被水平推出后的動(dòng)能Ek=eq\f(1,2)mv2=eq\f(1,2)meq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(v02+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(gt))2)),可知?jiǎng)幽芘c時(shí)間不是一次函數(shù)關(guān)系,故C錯(cuò)誤;由于忽略空氣阻力,所以被水平推出后鉛球機(jī)械能守恒,故D正確。9.(2023·廣州高一檢測(cè))如圖所示,兩個(gè)相距0.2m的小環(huán)套在水平桿上以相同的初速度v1=2m/s向右滑行。不計(jì)阻力,g=10m/s2,當(dāng)兩環(huán)高度下降0.25m,進(jìn)入較低的水平桿運(yùn)動(dòng)時(shí),兩環(huán)相距()A.0.1m B.0.13mC.0.2m D.0.3m解析:選D設(shè)小環(huán)進(jìn)入較低的水平桿時(shí)的速度為v2,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得eq\f(1,2)mv12+mgh=eq\f(1,2)mv22,解得v2=3m/s,兩個(gè)小環(huán)在傾斜桿上運(yùn)動(dòng)過程相同,運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同,所以兩個(gè)小環(huán)到達(dá)較低桿的時(shí)間差為Δt=eq\f(0.2m,v1)=0.1s,進(jìn)入較低的水平桿運(yùn)動(dòng)時(shí),兩環(huán)的距離為Δx=v2·Δt=0.3m,故選D。10.(2022·江門高一檢測(cè))如圖是為了檢驗(yàn)?zāi)撤N防護(hù)罩承受沖擊能力的裝置的一部分,M為半徑R=1.0m、固定于豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道,軌道上端切線水平,M的下端相切處放置豎直向上的彈簧槍,可發(fā)射速度不同的質(zhì)量m=0.01kg的小鋼珠。假設(shè)某次發(fā)射的鋼珠沿軌道內(nèi)側(cè)恰好能經(jīng)過M的上端點(diǎn)水平飛出,取g=10m/s2,彈簧槍的長度不計(jì),則發(fā)射該鋼珠前,彈簧的彈性勢(shì)能為()A.0.10J B.0.15JC.0.20J D.0.25J解析:選B小鋼珠恰好經(jīng)過M的上端點(diǎn)時(shí)有mg=meq\f(v2,R),所以v=eq\r(gR)=eq\r(10)m/s。全過程中,小鋼珠與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得Ep=mgR+eq\f(1,2)mv2=0.15J。故選B。11.(多選)如圖所示,通過質(zhì)量不計(jì)的定滑輪懸掛兩個(gè)質(zhì)量為m1、m2的物體(m1>m2),不計(jì)繩子質(zhì)量、繩子與滑輪間的摩擦,由靜止釋放,在m1向下運(yùn)動(dòng)一段距離的過程中,下列說法中正確的是()A.m1和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.m1、m2和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C.m1機(jī)械能的減少量等于m2機(jī)械能的增加量D.m1減少的重力勢(shì)能小于m2增加的動(dòng)能解析:選BC單獨(dú)對(duì)m1來說,繩子的拉力屬于外力,有外力做功,所以m1和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,A錯(cuò)誤;將m1、m2看作一個(gè)整體,繩子拉力屬于內(nèi)力,只有重力做功,所以m1、m2和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,B正確;由于m1、m2和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,所以m1機(jī)械能的減少量等于m2機(jī)械能的增加量,C正確,由機(jī)械能守恒定律可知,ΔE減=ΔE增,由題意m1的重力勢(shì)能減少,m1的動(dòng)能增加,m2的動(dòng)能、重力勢(shì)能增加,則m1減少的重力勢(shì)能大于m2增加的動(dòng)能,D錯(cuò)誤。12.如圖是一個(gè)設(shè)計(jì)“過山車”的試驗(yàn)裝置的原理示意圖,斜面AB與豎直面內(nèi)的圓形軌道在B點(diǎn)平滑連接,斜面AB和圓形軌道都是光滑的,圓形軌道半徑為R,一個(gè)質(zhì)量為m的小車(可視為質(zhì)點(diǎn))在A點(diǎn)由靜止釋放沿斜面滑下,小車恰能通過圓形軌道的最高點(diǎn)C。已知重力加速度為g。求:(1)A點(diǎn)距水平面的高度h;(2)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)小車對(duì)圓形軌道壓力的大小。解析:(1)小車恰能通過圓形軌道的最高點(diǎn)C,則有:mg=eq\f(mvC2,R)解得:vC=eq\r(gR)由A運(yùn)動(dòng)到C

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