2019-2020年物理必修二教材习题点拨：7.8-机械能守恒定律（含答案）.doc

2019-2020年物理必修二教材习题点拨：7.8-机械能守恒定律（含答案）教材问题全解“思考与讨论”点拨：重力做功只与初末位置间的高度有关，故两种情况下重力所做的功相等；重力势能的变化与重力做功的关系式为WGEp，两种情况下重力做功相同，且重力做正功，那么重力势能均减小且减小量相等；根据动能定理：对真空中下落有WGmv120，对在液体中下落有WGW阻mv220，显然在液体中增加的动能较少；两种情况下重力势能的减少量一样：对在真空中下落，机械能守恒，故减小的重力势能完全转化为动能；对在液体中下落，存在摩擦阻力做功，所以，减少的重力势能除一部分转化为动能外，还有一部分转化为内能。教材习题全解1(1)小球下滑的过程中，曲面的支持力与速度方向垂直，不做功。整个过程中只有重力做功。根据动能定理W合mv22mv12，得mg(h1h2)mv22mv12上式表明，小球动能的增加等于重力势能的减少。(2)小球在从A点下落至B点的过程中，由重力做功与重力势能的关系得mgh1mgh2mv22mv12将以上方程变形，得mgh1mv12mgh2mv22等式左边表示物体在A点时的机械能，等式右边表示物体在B点时的机械能。由上式可以看出，小球从A点运动到B点的过程中，机械能守恒。2BC点拨：A.飞船升空的阶段，动力对飞船做功，返回舱的机械能增加。B.飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段，只有引力对飞船做功，返回舱的机械能守恒。C.飞船在空中减速后，返回舱与轨道舱分离，然后在大气层以外向着地球做无动力飞行的过程中，只有引力做功，返回舱的机械能守恒。D.进入大气层并运动一段时间后，降落伞张开，返回舱下降的过程中，空气阻力做功，返回舱的机械能减少。3(1)15 m/s；(2)与石块初速度的大小和石块抛出时的高度有关，与石块的质量和石块初速度的仰角无关。点拨：石块从抛出到落地的过程中，只有重力做功，机械能守恒。以水平地面为参考平面，根据机械能守恒定律，有m v02mghmv2，解得石块落地时的速度大小为v m/s15 m/s。根据动能定理，有mghmv2mv02，同样可解得石块落地时的速度大小为vm/s15 m/s。4列车能“冲”到站台上，3 m/s。点拨：根据题意，切断电动机电源的列车，假定在运动中机械能守恒，要“冲”到站台上，列车在坡下A点时的动能Ek至少要等于在站台上的重力势能Ep。列车在站台上的重力势能Epmghm102 m2/s220m (m2/s2)，列车在坡下A点时的动能Ekmv2m()2 m2/s224.5m (m2/s2)。可见，EkEp，列车能“冲”到站台上。设列车到达站台上的速度为v，根据机械能守恒定律，有EkEpmv2，解得vm/s3 m/s。附送：2019-2020年物理必修二教材习题点拨：7.9-实验：验证机械能守恒定律（含答案）教材习题全解1(1)弹性势能不断减小转化为动能和重力势能，动能先增大后减小，重力势能一直增大；(2)0.6 J0.4 J。点拨：(1)状态甲至状态丙的过程中，弹性势能不断减小转化为动能和重力势能，动能先增大后减小，重力势能一直增大。当球到达C位置时，弹性势能全部转化为重力势能，且该过程中机械能守恒。所以，状态甲中的弹性势能等于丙中的重力势能增加量，即Ep甲mg(hABhBC)0.210(0.10.2) J0.6 J。(2)从状态乙到状态丙的过程中，小球的动能逐渐减小，重力势能逐渐增大。从状态乙到状态丙的过程中，小球和地球组成的系统机械能守恒，故在状态乙中小球的动能Ek乙mghBC0.2100.2 J0.4 J。2至少为R点拨：设小球的质量为m，小球运动到圆轨道最高点B时的速度为v，受到圆轨道的压力为FN。小球从A点下滑至最低点B的过程中，由于只有重力做功，机械能守恒。设在圆轨道最低点为重力势能的零参考平面，则在这个过程中，根据机械能守恒定律，有mg(2R)mv2mgh在圆轨道的最高点B处，根据牛顿第二定律，有FNmgm欲使小球顺利地通过圆轨道的最高点，则小球在最高点B处时，必须满足条件FN0，即mgm联立以上两式，可得hR可见，为了使小球顺利地通过圆轨道的最高点，h至少应为5,2R。3用平抛运动的知识测出的小球离开桌