2018_2019学年高中物理第七章机械能守恒定律课时自测基础达标7.8机械能守恒定律新人教版.docx

7.8 机械能守恒定律课时自测基础达标1.如图所示,木块均在固定的斜面上运动,其中选项A、B、C中斜面是光滑的,选项D中的斜面是粗糙的,选项A、B中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,选项A、B、D中的木块向下运动,选项C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中木块机械能守恒的是()【解析】选C。依据机械能守恒条件:只有重力做功的情况下,物体的机械能才能守恒,由此可见,A、B均有外力F参与做功,D中有摩擦力做功,故A、B、D均不符合机械能守恒的条件,故选项C正确。【补偿训练】(2016海南高考)如图,光滑圆轨道固定在竖直面内,一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1,在最高点时对轨道的压力大小为N2。重力加速度大小为g,则N1-N2的值为()A.3mgB.4mgC.5mgD.6mg【解析】选D。设小球在最低点速度为v1,在最高点速度为v2,根据牛顿第二定律:在最低点有N1-mg=m,在最高点有N2+mg=m,根据动能定理:mg2R=m-m,联立以上三个方程式可以得到:N1-N2=6mg,故选项D正确,A、B、C错误。2.如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P连接,另一端与物体A相连,物体A置于光滑水平桌面上,A右端连接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。开始时托住B,让A处于静止且细线恰好伸直,然后由静止释放B,直至B下落到最低点。该过程中A未与定滑轮相碰。下列对该过程的分析正确的是()A.B物体的加速度先增大再减小B.物体A与物体B组成的系统机械能守恒C.B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量D.当弹簧的拉力等于B物体所受的重力时,A物体的动能最大【解析】选D。以A、B组成的系统为研究对象,根据牛顿第二定律有:mBg-kx=(mA+mB)a,由于弹簧的伸长量x逐渐变大,故从开始到B速度达到最大的过程中B的加速度逐渐减小。对B,由mBg-FT=mBa可知,在此过程细线上拉力逐渐增大,故A错误;对于A物体、B物体以及弹簧组成的系统,只有弹簧的弹力和重力做功,系统的机械能守恒,由于弹簧的弹性势能不断增大,所以A物体与B物体组成的系统机械能不断减少,故B错误;A物体、B物体以及弹簧组成的系统机械能守恒,故B物体机械能的减少量等于A物体的机械能增加量与弹簧弹性势能增加量之和,所以B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量,故C错误;由于弹簧的拉力先小于细线的拉力,后大于细线的拉力,A先加速后减速,当弹簧的拉力与细线的拉力大小相等时,A的速度最大,动能最大,此时A的加速度为零,B的加速度也为零,细线的拉力等于B的重力,可知弹簧的拉力等于B物体的重力时,A物体的动能最大。故D正确。【补偿训练】(多选)重10 N的滑块在倾角为30的光滑斜面上,从a点由静止下滑,到b点接触到一个轻弹簧,滑块压缩弹簧到c点开始弹回,返回b点离开弹簧,最后又回到a点,已知ab=1 m,bc=0.2 m,那么在整个过程中()A.滑块动能的最大值是6 JB.弹簧弹性势能的最大值是6 JC.从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6 JD.整个过程系统机械能守恒【解析】选B、C、D。以滑块和弹簧为系统,在滑块的整个运动过程中,只发生动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化,系统机械能守恒,D正确;滑块从a到c重力势能减小了mgacsin30=6 J,全部转化为弹簧的弹性势能,A错误,B正确;从c到b弹簧恢复原长,通过弹簧的弹力对滑块做功,将6 J的弹性势能全部转化为滑块的机械能,C正确。3.如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成,AB和BCD相切于B点,CD连线是圆轨道竖直方向的直径(C、D为圆轨道的最低点和最高点),已知BOC=30。可视为质点的小滑块从轨道AB上高H处的某点由静止滑下,用力传感器测出小滑块经过圆轨道最高点D时对轨道的压力为F,并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象,g取10 m/s2。求:(1)小滑块的质量和圆轨道的半径。(2)是否存在某个H值,使得小滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的点。若存在,请求出H值;若不存在,请说明理由。【解析】(1)设小滑块的质量为m,圆轨道的半径为R ,有mg(H-2R)=m,F+mg=得:F=-mg取点(0.50 m,0)和(1.00 m,5.0 N)代入上式得:m=0.1 kg,R=0.2 m。(2)假设小滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的E点(如图所示)由几何关系可得OE=设小滑块经过最高点D时的速度为vD由题意可知,小滑块从D运动到E,水平方向的位移为OE,竖直方向上的位移为R,则OE=vDt,R=gt2得到:vD=2 m/s而小滑块过D点的临界速度vD= m/s