2020版新教材高中物理1.5.1机械能守恒定律课堂检测（含解析）鲁教版.docx

机械能守恒定律1.下列四个选项的图中,木块均在固定的斜面上运动,其中图A、B、C中的斜面是光滑的,图D中的斜面是粗糙的,图A、B中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图A、B、D中的木块向下运动,图C中的木块向上运动,在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是()【解析】选C。图A、图B中,除重力外,力F对木块做功,机械能不守恒。图C中只有重力做功,机械能守恒。图D中除重力外,摩擦力对木块也做功,机械能不守恒,故只有C项正确。2.奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示,这个过程中关于能量关系描述正确的是()A.加速助跑过程中,运动员的动能和重力势能不断增加B.起跳上升过程中,杆的弹性势能先增加后减小C.起跳上升过程中,运动员的重力势能和动能之和保持不变D.运动员到达横杆正上方时,动能为零【解析】选B。加速助跑过程中,运动员的速度越来越大,故其动能增加,重力势能不变,故A错误;起跳上升过程中,弹性形变先增大后减小,所以杆的弹性势能先增加后减小,根据机械能守恒知,运动员的重力势能和动能之和先减小后增加,故B正确,C错误;到达横杆正上方时,运动员具有水平速度,动能不为零,故D错误。3.(多选)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离,如图所示。假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法正确的是()A.运动员到达最低点前重力势能始终减小B.蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力做负功,弹性势能增加C.蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D.蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关【解析】选A、B、C。运动员到达最低点前,重力一直做正功,重力势能始终减小,A正确;蹦极绳张紧后的下落过程中,运动员所受蹦极绳的弹力方向向上,所以弹力做负功,弹性势能增加,B正确;蹦极过程中,由于只有重力和蹦极绳的弹力做功,因而运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒,C正确;重力势能的改变只与高度差有关,与重力势能零点的选取无关,D错误。4.如图所示,在光滑水平地面上放置质量M=2 kg的长木板,木板上表面与固定的光滑弧面相切。一质量m=1 kg的小滑块自弧面上高h处由静止自由滑下,在木板上滑行t=1 s后,滑块和木板以共同速度v=1 m/s匀速运动,g取10 m/s2。求:(1)滑块与木板间的摩擦力大小f。(2)滑块下滑的高度h。【解析】(1)对木板有f=Ma1由运动学公式,有v=a1t,解得f=2 N。(2)对滑块有-f=ma2设滑块滑上木板时的速度是v0,则v-v0=a2t,得v0=3 m/s。由机械能守恒定律得mgh=m,h= m=0.45 m。答案:(1)2 N(2)0.45 m【补偿训练】滑板运动是一项惊险刺激的运动,深受青少年的喜爱。如图所示是滑板运动的轨道,AB和CD是两段光滑圆弧形轨道,BC是一段长7 m的水平轨道。一运动员从AB轨道上的P点以6 m/s的速度下滑,经BC轨道后冲上CD轨道,到Q点时速度减为零。已知运动员的质量为50 kg,h=1.4 m,H=1.8 m。(g取10 m/s2)求:(1)运动员第一次经过B点、C点时的速度大小。(2)运动员与BC轨道间的动摩擦因数。【解析】(1)以水平轨道BC所在的水平面为零势能参考平面,由P到B,由机械能守恒定律得mgh+m=m解得vB=8 m/s由C到Q,由机械能守恒定律得m=mgH解得vC=6 m/s。(2)由B到C,由动能定理得-mgs=m-m解得=0.2。答案:(1)8 m/s6 m/s(2)0.2情境:如图所示,假设运动员从雪道的最高处A点由静止开始滑下,不借助其他器械,沿光滑雪道滑下。问题:(1)运动员的轨迹不是直线,能否求出到达跳台B点的速度?若能,在B点速度是多大?(2)当他落到离B点竖直高度为10 m的雪地C点时,速度又是多大?(设这一过程中运动员没有做其他动作,忽略摩擦和空气阻力,g取10 m/s2)【解析】(1)能,运动员的轨迹虽不是直线,但可以根据机械能守恒定律求得。A点到B点的高度差h1=4 m,B点到C点的高度差h2=10 m从A点到B点的过