物理人教版高中必修28 機(jī)械能守恒定律

1、8 機(jī)械能守恒定律(時(shí)間：60分鐘)題組一對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解1下列說(shuō)法正確的是()A機(jī)械能守恒時(shí)，物體一定不受阻力B機(jī)械能守恒時(shí)，物體一定只受重力和彈力作用C物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，機(jī)械能必守恒D物體所受的外力不等于零，其機(jī)械能也可以守恒答案D解析機(jī)械能守恒的條件是只有重力做功或系統(tǒng)內(nèi)物體間的彈力做功機(jī)械能守恒時(shí)，物體或系統(tǒng)可能不只受重力和彈力作用，也可能受其他力，但其他力不做功或做的總功一定為零，A、B錯(cuò)；物體沿斜面勻速下滑時(shí)，它處于平衡狀態(tài)，但機(jī)械能不守恒，C錯(cuò)；物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力不為零，但機(jī)械能守恒，D對(duì)2下列四個(gè)選項(xiàng)的圖中，木塊均在固定的斜面上運(yùn)動(dòng)，其中選項(xiàng)A、B、C中斜面是光

2、滑的，選項(xiàng)D中的斜面是粗糙的，選項(xiàng)A、B中的F為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，選項(xiàng)A、B、D中的木塊向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C中的木塊向上運(yùn)動(dòng)在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒的是 ()答案C解析依據(jù)機(jī)械能守恒條件：只有重力做功的情況下，物體的機(jī)械能才能守恒，由此可見(jiàn)，A、B均有外力F參與做功，D中有摩擦力做功，故A、B、D均不符合機(jī)械能守恒的條件，故答案為C.3.圖787 如圖787所示，一輕彈簧固定于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(wú)初速度地釋放，讓它自由擺下，不計(jì)空氣阻力，在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)的過(guò)程中 ()A重物的機(jī)械能減少B系統(tǒng)的機(jī)械能不變C系統(tǒng)的

3、機(jī)械能增加D系統(tǒng)的機(jī)械能減少答案AB解析重物自由擺下的過(guò)程中，彈簧拉力對(duì)重物做負(fù)功，重物的機(jī)械能減少，選項(xiàng)A正確；對(duì)系統(tǒng)而言，除重力、彈力外，無(wú)其他外力做功，故系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)B正確4在下列幾個(gè)實(shí)例中，機(jī)械能守恒的是()圖788A在平衡力作用下運(yùn)動(dòng)的物體B在光滑水平面上被細(xì)線拴住做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球C如圖788甲所示物體沿固定光滑圓弧面下滑D如圖788乙所示，在光滑水平面上壓縮彈簧過(guò)程中的小球答案BC解析在平衡力作用下物體的運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能保持不變，但如果物體的勢(shì)能發(fā)生變化，則機(jī)械能變化，A錯(cuò)；在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球，其動(dòng)能不變，勢(shì)能也不變，總的機(jī)械能不變，B正確；物體沿

4、固定光滑曲面下滑，在下滑過(guò)程中，只有重力做功，所以物體機(jī)械能守恒，C正確；在小球壓縮彈簧的過(guò)程中，小球動(dòng)能減少、勢(shì)能不變，所以機(jī)械能不守恒(但球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒)，D錯(cuò)題組二機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用5一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊，以初速度v0沿光滑斜面向上滑行，當(dāng)滑塊從斜面底端滑到高為h的地方時(shí)，以斜面底端為參考平面，滑塊的機(jī)械能是()A.mv BmghC.mvmgh D.mvmgh答案A解析在整個(gè)過(guò)程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，總量都是mv，因在高度h處，速度可能不為零，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤C、D也錯(cuò)誤6一物體從高h(yuǎn)處自由下落，落至某一位置時(shí)其動(dòng)能與重力勢(shì)能恰好相等(取地面為零勢(shì)能面)()A此時(shí)物體所

5、處的高度為B此時(shí)物體的速度為C這段下落的時(shí)間為D此時(shí)機(jī)械能可能小于mgh答案ABC解析物體下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，D錯(cuò)；由mghmghmv22mgh知h，A對(duì)；由mv2mgh知v，B對(duì)；由t知t，C對(duì)7兩物體質(zhì)量之比為13，它們距離地面高度之比也為13，讓它們自由下落，它們落地時(shí)的動(dòng)能之比為()A13 B31C19 D91答案C解析只有重力做功，機(jī)械能守恒取地面為零勢(shì)面，則落地時(shí)動(dòng)能之比等于初位置重力勢(shì)能之比，據(jù)Epmgh，有Ep1Ep219，所以 Ek1Ek219，選C.8.圖789 如圖789所示，地面上豎直放一根輕彈簧，其下端和地面連接，一物體從彈簧正上方距彈簧一定高度處自由下落，則()A

6、物體和彈簧接觸時(shí)，物體的動(dòng)能最大B與彈簧接觸的整個(gè)過(guò)程，物體的動(dòng)能和彈簧彈性勢(shì)能的和不斷增加C與彈簧接觸的整個(gè)過(guò)程，物體的動(dòng)能與彈簧彈性勢(shì)能的和先增加后減小D物體在反彈階段，動(dòng)能一直增加，直到物體脫離彈簧為止答案C解析物體在接觸彈簧前做的是自由落體運(yùn)動(dòng)，從接觸彈簧到彈力等于重力時(shí)，其做的是加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，彈力等于重力時(shí)加速度最小，速度最大，再向下做的是加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，速度減至零后向上完成相反的過(guò)程，故A、D錯(cuò)誤；接觸彈簧后，重力勢(shì)能先減小后增大，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化，動(dòng)能和彈性勢(shì)能之和先增大后減小，B錯(cuò)誤，C正確9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

7、斜面(足夠長(zhǎng))上滑，如圖7810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(斜上拋物體在最高點(diǎn)的速度方向水平)，則 ()圖7810Ah1h2h3 Bh1h2h3Ch1h3h2答案D解析豎直上拋物體和沿斜面運(yùn)動(dòng)的物體，上升到最高點(diǎn)時(shí)，速度均為0，由機(jī)械能守恒得mghmv，所以h，斜上拋物體在最高點(diǎn)速度不為零，設(shè)為v1，則mgh2mvmv，所以h2h1h3，故D對(duì)題組三綜合應(yīng)用10圖7811是滑道壓力測(cè)試的示意圖，光滑圓弧軌道與光滑斜面相切，滑道底部B處安裝一個(gè)壓力傳感器，其示數(shù)N表示該處所受壓力的大小某滑塊從斜面上不同高度h處由靜止下滑，通過(guò)B時(shí)，下列表述正確的有 ()圖7

8、811AN小于滑塊重力BN大于滑塊重力CN越大表明h越大DN越大表明h越小答案BC解析設(shè)滑塊質(zhì)量為m，在B點(diǎn)所受支持力為FN，圓弧半徑為R.滑塊從高度h處由靜止下滑至B點(diǎn)過(guò)程中，由機(jī)械能守恒定律有mvmgh，在B點(diǎn)滑塊所需向心力由合外力提供，得FNmgm.由牛頓第三定律知，傳感器示數(shù)N等于FN，解得Nmg，由此式知Nmg且h越大，N越大選項(xiàng)B、C正確11.圖7812 如圖7812所示，輕彈簧一端與墻相連處于自然狀態(tài)，質(zhì)量為4 kg的木塊沿光滑的水平面以5 m/s的速度運(yùn)動(dòng)并開(kāi)始擠壓彈簧，求：(1)彈簧的最大彈性勢(shì)能；(2)木塊被彈回速度增大到3 m/s時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能答案(1)50 J(2)3

9、2 J解析(1)木塊壓縮彈簧的過(guò)程中，木塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈性勢(shì)能最大時(shí)，對(duì)應(yīng)木塊的動(dòng)能為零，故有：Epmmv452 J50 J.(2)由機(jī)械能守恒有mvEp1mv452 JEp1432 J得Ep132 J.12.圖7813 長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鏈條，放在光滑的水平桌面上，且使其L垂在桌邊，如圖7813所示，松手后鏈條從靜止開(kāi)始沿桌邊下滑，則鏈條滑至剛剛離開(kāi)桌邊時(shí)的速度大小為多少？答案解析設(shè)整條鏈質(zhì)量為m，取桌面為零勢(shì)面，鏈條下落，由機(jī)械能守恒定律得gmgmv2所以v.13在游樂(lè)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(tái)上，小明和小陽(yáng)觀看后對(duì)此進(jìn)行了討論如圖7814所示，他們將選手簡(jiǎn)化為質(zhì)量m60 kg的質(zhì)點(diǎn)，選手抓住繩由靜止開(kāi)始擺動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向夾角53，繩的懸掛點(diǎn)O距水面的高度為H3 m不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)