2020版新教材高中物理习题课二动能定理和机械能守恒定律的应用课堂检测（含解析）鲁教版.docx

动能定理和机械能守恒定律的应用1.如图所示的光滑轻质滑轮,阻力不计,M1=2 kg,M2=1 kg,M1离地面高度为H=0.5 m。M1与M2从静止开始释放,M1由静止下落0.3 m时的速度为()A. m/sB.3 m/sC.2 m/sD.1 m/s【解析】选A。对系统运用机械能守恒定律得,(M1-M2)gh=(M1+M2)v2,代入数据解得v= m/s,故A正确,B、C、D错误。2.如图所示,光滑的曲面与光滑的水平面平滑相连,一轻弹簧右端固定,质量为m的小球从高度h处由静止下滑,则()A.小球与弹簧刚接触时,速度大小为B.小球与弹簧接触的过程中,小球机械能守恒C.小球在压缩弹簧到最短时,弹簧的弹性势能为mghD.小球在压缩弹簧的过程中,小球的加速度保持不变【解析】选A。小球从静止下滑到水平面的过程中,根据机械能守恒定律得mgh=mv2,解得v=,即小球与弹簧刚接触时,速度大小为,故A正确。小球与弹簧接触的过程中,弹簧的弹力对小球做负功,小球机械能不守恒,故B错误。对整个过程,系统的机械能守恒,小球在压缩弹簧到最短时,弹簧的弹性势能为mgh,故C错误。小球在压缩弹簧的过程中,弹簧弹力增大,则小球的加速度增大,故D错误。3.质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动,起始点A与一轻弹簧O端相距s,如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为,物体与弹簧相碰后,弹簧的最大压缩量为x,则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短,物体克服弹簧弹力所做的功为()A.m-mg(s+x)B.m-mgxC.mgsD.mg(s+x)【解析】选A。由动能定理得-W-mg(s+x)=0-m,W=m-mg(s+x)。则A正确,B、C、D错误。4.如图所示,质量为m的木块放在光滑的水平桌面上,用轻绳绕过桌边光滑的定滑轮与质量为2m的砝码相连,把绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离,砝码未落地,木块仍在桌面上,求此时砝码的速度以及轻绳对砝码做的功。【解析】砝码从静止开始下降h高度的过程中,两物体组成的系统机械能守恒,根据机械能守恒定律,系统减少的重力势能等于系统增加的动能,则:2mgh=mv2+2mv2解得:v=设轻绳对砝码做的功为W,对砝码由动能定理得2mgh+W=2mv2-0解得:W=-mgh。答案:-mgh【补偿训练】如图所示,倾角为的光滑斜面上放有两个质量均为m的小球A和B,两球之间用一根长为L的轻杆相连,下面的小球B离水平地面的高度为h。两球从静止开始下滑,不计球与水平地面碰撞时的机械能损失,且地面光滑,求:(1)两球在光滑水平地面上运动时的速度大小。(2)此过程中杆对A球所做的功。【解析】(1)由于不计摩擦及碰撞时的机械能损失,因此两球组成的系统机械能守恒。两球在光滑水平地面上运动时的速度大小相等,设为v,根据机械能守恒定律有mg(2h+Lsin )=2mv2解得v=(2)因两球在光滑水平地面上运动时的速度v比B球从h处自由滑下到水平地面时的速度大,则杆对B球做的功为WB=mv2-mgh=mgLsin ,因系统的机械能守恒,所以杆对B球做的功与杆对A球做的功的绝对值应该相等,杆对B球做正功,对A球做负功。所以杆对A球做的功为WA=-mgLsin 。答案:(1)(2)-mgLsin 情境:如图所示为某轻轨车站的设计方案,与站台连接的轨道有一个小坡度,轻轨车进站要上坡,出站要下坡。问题:已知坡高为2 m,轻轨车到a点时的速度为25.2 km/h,此后便切断电动机的电源,如果不考虑轻轨车所受的摩擦力,则轻轨车能否冲上站台?如果轻轨车不能冲上站台,请说明理由;如果轻轨车能冲上站台,求它到达b点时的速度大小。(g取10 m/s2)【解析】轻轨车电源切断后,只有重力做功,故机械能守恒。取a点所在平面为参考平面,轻轨车在a点的机械能为E1=Ek1=m其中v1=25.2 km/h=7 m/s若将这些动能全部转化为势能,由机械能守恒定律得m=mgh