2021高一物理-4.5-機(jī)械能守恒定律-每課一練1(-教科版必修2)

4.5機(jī)械能守恒定律每課一練（教科版必修2）(40分鐘50分)一、選擇題(本大題共5小題,每小題6分,共30分)1.北京殘奧會(huì)的開幕式上,三屆殘奧會(huì)冠軍侯斌依靠雙手牽引使自己和輪椅升至高空,點(diǎn)燃了殘奧會(huì)主火炬,其超越極限、克服萬難的形象震撼了大家的心靈。假設(shè)侯斌和輪椅是勻速上升的,則在上升過程中侯斌和輪椅的()A.動(dòng)能增加B.重力勢(shì)能增加C.機(jī)械能削減D.機(jī)械能不變2.有三個(gè)質(zhì)量都是m的小球a、b、c,以相同的速率v0在空中分別豎直向上、水平和豎直向下拋出,三球落地時(shí)(不計(jì)空氣阻力)()A.動(dòng)能不同 B.重力做功不同C.機(jī)械能相同 D.重力勢(shì)能變化量不同3.(多選)如圖所示,一輕彈簧的一端固定于O點(diǎn),另一端系一重物,將重物從與懸點(diǎn)O在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無初速度釋放,讓它自由下擺,不計(jì)空氣阻力,則在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B的過程中()A.彈簧與重物的總機(jī)械能守恒B.彈簧的彈性勢(shì)能增加C.重物的機(jī)械能守恒D.重物的機(jī)械能增加4.如圖所示,固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連,彈簧的另一端固定在地面上的A點(diǎn),彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),圓環(huán)高度為h。讓圓環(huán)沿桿滑下,滑到桿的底端時(shí)速度為零。則在圓環(huán)下滑到底端的過程中()A.圓環(huán)機(jī)械能守恒B.彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大C.彈簧的彈性勢(shì)能變化了mghD.彈簧與光滑桿垂直時(shí)圓環(huán)動(dòng)能最大5.如圖,可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B用不行伸長(zhǎng)的細(xì)軟輕線連接,跨過固定在地面上、半徑為R的光滑圓柱,A的質(zhì)量為B的兩倍。當(dāng)B位于地面時(shí),A恰與圓柱軸心等高。將A由靜止釋放,B上升的最大高度是()A.2RB.QUOTEC.QUOTED.QUOTE二、計(jì)算題(本大題共2小題,共20分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)6.(8分)如圖所示,某人乘雪橇從雪坡經(jīng)A點(diǎn)滑至B點(diǎn),接著沿水平路面滑至C點(diǎn)停止,人與雪橇的總質(zhì)量為70kg。表中記錄了沿坡滑下過程中的有關(guān)數(shù)據(jù),請(qǐng)依據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)解決下列問題(g取10m/s2)：位置ABC速率/(m·s-1)2.012.00時(shí)刻/s0410(1)人與雪橇從A到B的過程中,損失的機(jī)械能為多少?(2)設(shè)人與雪橇在BC段所受的阻力恒定,求阻力的大小。7.(12分)(力氣挑戰(zhàn)題)滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)驚險(xiǎn)刺激的運(yùn)動(dòng),深受青少年的寵愛。如圖所示是滑板運(yùn)動(dòng)的軌道,AB和CD是一段圓弧形軌道,BC是一段長(zhǎng)7m的水平軌道。一運(yùn)動(dòng)員從AB軌道上的P點(diǎn)以6m/s的速度下滑,經(jīng)BC軌道后沖上CD軌道,到Q點(diǎn)時(shí)速度減為零。已知運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為50kg,h=1.4m,H=1.8m,不計(jì)圓弧軌道上的摩擦。(g=10m/s2)求：(1)運(yùn)動(dòng)員第一次經(jīng)過B點(diǎn)、C點(diǎn)時(shí)的速度各是多少?(2)運(yùn)動(dòng)員與BC軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)。答案解析1.【解析】選B。勻速上升過程中動(dòng)能不變,重力勢(shì)能增加,機(jī)械能增加,所以只有B項(xiàng)正確。2.【解析】選C。a、b、c三個(gè)小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)都是只有重力做功,機(jī)械能守恒,由于拋出點(diǎn)的高度相同,初速率相同,所以機(jī)械能相同,重力做的功相同,重力勢(shì)能變化量相同,動(dòng)能的增量也相同,故C正確。3.【解析】選A、B。對(duì)于彈簧和重物組成的系統(tǒng),在重物由初位置下落到最低點(diǎn)B的過程中,系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力和重物重力做功,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,選項(xiàng)A正確；初位置時(shí)彈簧處于原長(zhǎng),彈性勢(shì)能等于零,下落到最低點(diǎn)時(shí),彈簧被拉伸,具有彈性勢(shì)能,彈簧的彈性勢(shì)能增加,則必有重物的機(jī)械能削減,選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)C、D均錯(cuò)。4.【解析】選C。圓環(huán)與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,圓環(huán)機(jī)械能不守恒,A錯(cuò)誤。彈簧形變量先增大后減小,所以彈性勢(shì)能先增大后減小,B錯(cuò)誤。由于圓環(huán)與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,圓環(huán)的機(jī)械能削減了mgh,所以彈簧的彈性勢(shì)能增加mgh,C正確。彈簧與光滑桿垂直時(shí),圓環(huán)所受合力沿桿向下,圓環(huán)具有與速度同向的加速度,所以做加速運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤。5.【解題指南】本題考查對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解和應(yīng)用。(1)本題中,A、B系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。(2)A、B的高度變化不同?！窘馕觥窟xC。運(yùn)用機(jī)械能守恒定律：當(dāng)A下落到地面前,對(duì)AB整體有：2mgR-mgR=QUOTE×2mv2+QUOTEmv2,所以QUOTEmv2=QUOTEmgR,即A落地后B還能再上升QUOTE,上升的最大高度為QUOTER,故選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤。【變式備選】(多選)內(nèi)壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為R,固定在豎直平面內(nèi),一根長(zhǎng)度為QUOTER的輕桿,一端固定有質(zhì)量為m的小球甲,另一端固定有質(zhì)量為2m的小球乙,將兩小球放入凹槽內(nèi),小球乙位于凹槽的最低點(diǎn),如圖所示。由靜止釋放后()A.下滑過程中甲球削減的機(jī)械能總等于乙球增加的機(jī)械能B.下滑過程中甲球削減的重力勢(shì)能總等于乙球增加的重力勢(shì)能C.甲球不行能沿凹槽下滑到槽的最低點(diǎn)D.桿從右向左滑回時(shí),乙球確定能回到凹槽的最低點(diǎn)【解析】選A、C、D。依據(jù)題意,甲、乙兩球及輕桿組成的系統(tǒng)在該運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒,甲球下落重力勢(shì)能削減,乙球上升重力勢(shì)能增加,并且兩球的動(dòng)能都增加了,因此,甲球削減的重力勢(shì)能等于甲、乙兩球增加的動(dòng)能和乙球增加的重力勢(shì)能之和,即甲球削減的機(jī)械能等于乙球增加的機(jī)械能,故選項(xiàng)A正確,而選項(xiàng)B錯(cuò)誤；甲球滑到凹槽最低點(diǎn)時(shí),乙球上升到與甲球的初始位置等高的位置,若這樣,系統(tǒng)的機(jī)械能增加,因此,選項(xiàng)C正確；桿從右向左滑時(shí),由于系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,系統(tǒng)確定能恢復(fù)初始狀態(tài),故選項(xiàng)D正確。6.【解析】(1)從A到B的過程中,人與雪橇損失的機(jī)械能為ΔE=mgh+QUOTEmQUOTE-QUOTEmQUOTEΔE=(70×10×20+QUOTE×70×2.02-QUOTE×70×12.02)J=9100J。(2)人與雪橇在BC段做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度：a=QUOTE=QUOTEm/s2=-2m/s2。依據(jù)牛頓其次定律：f=ma=70×(-2)N=-140N。答案：(1)9100J(2)140N7.【解析】以水平軌道為零勢(shì)能面(1)從P點(diǎn)到B點(diǎn),依據(jù)機(jī)械能守恒定律有QUOTEmQUOTE+mgh=QUOTEmQUOTE解得vB=8m/s從C點(diǎn)到Q點(diǎn),依據(jù)機(jī)械