高中物理 第七章 机械能守恒定律 8 机械能守恒定律习题 新人教版必修2.doc

8机械能守恒定律对点训练知识点一机械能守恒的判定1(多选)在下列所述实例中，若不计空气阻力，机械能守恒的是()a.石块自由下落的过程b.电梯加速上升的过程c.抛出的铅球在空中运动的过程d.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程2(多选)下列物体中，机械能守恒的是()a做平抛运动的物体b被匀速吊起的集装箱c光滑曲面上自由运动的物体d物体以g的加速度竖直向上做匀减速运动3下列关于物体的机械能是否守恒的叙述正确的是()a物体做匀速直线运动时，机械能一定守恒b物体做匀变速直线运动时，机械能一定守恒c外力对物体所做的功等于0时，机械能一定守恒d只有重力对物体做功时，机械能一定守恒4(多选)下列说法中正确的是()a物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化b物体的动能不变，所受合力可能为零c做匀变速运动的物体的机械能可能守恒d只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒知识点二机械能守恒定律的基本应用图l7815(多选)如图l781所示，细绳的一端固定于o点，另一端系一小球，在o点的正下方钉一个钉子c.小球从一定高度处释放，不考虑细绳的质量和形变，不计一切阻力，细绳摆到竖直位置时，被钉子挡住，比较细绳被钉子挡住前、后瞬间()a小球的动能变小b小球的动能不变c小球的重力势能变小d小球的机械能不变6(多选)如图l782所示，半径分别为r和r的两个光滑半圆形槽的圆心在同一水平面上，质量相等的两物体分别自两个半圆形槽左边缘的最高点无初速度地释放，在下滑过程中，两物体()图l782a机械能均逐渐减小b经最低点时动能相等c均能到达半圆形槽右边缘最高点d机械能总是相等的知识点三曲线运动中的机械能守恒问题图l7837一根长为l且不可伸长的轻质细绳一端固定于o点，另一端拴一个质量为m的小球现将小球拉至细绳沿水平方向绷紧的状态，由静止释放小球，如图l783所示若不考虑空气阻力的作用，重力加速度为g，则小球摆到最低点a时的速度大小为_，此时绳对小球的拉力大小为_8如图l784所示，在水平台面上的a点有一个质量为m的小球以初速度v0被抛出，不计空气阻力，重力加速度为g，求它到达台面下方h处的b点时的速度大小图l784综合拓展9图l785是某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小坡度，电车进站要上坡，出站要下坡已知坡高为2m，电车到a点时的速度为25.2km/h，此后便切断电动机的电源，如果不考虑电车所受的摩擦力，则电车能否冲上站台？如果电车不能冲上站台，请说明理由；如果电车能冲上站台，求它到达b点时的速度大小(g取10m/s2)图l78510以20m/s的初速度将一物体从地面竖直上抛，若忽略空气阻力，g取10m/s2，试求：(1) 物体上升的最大高度；(2) 以地面为参考平面时，物体在上升过程中重力势能和动能相等时离地面的高度11如图l786所示，光滑的倾斜轨道与半径为r的光滑圆弧轨道相连接，圆弧轨道的最低点b和最高点c与圆心o在同一竖直线上，质量为m的小球在倾斜轨道上a点由静止释放，重力加速度为g.要使小球恰能通过圆弧轨道的最高点，小球释放点离圆弧轨道的最低点为多高？通过轨道最低点时球对轨道的压力为多大？图l78612如图l787所示，竖直放置的半径r80cm的半圆形光滑轨道与水平轨道相连接，连接点为p.质量为m50g的小球以一定的初速度沿水平轨道向左运动，并沿圆轨道的内壁运动到最高点m，如果小球经过n点时速度vn8m/s，经过m点时对轨道的压力为0.5ng取10m/s2.求：(1)小球经过半圆轨道的p点时对轨道的压力大小(2)小球从n点运动到m点的过程中克服摩擦阻力做的功图l7871ac解析石块自由下落的过程和抛出的铅球在空中运动的过程，只有重力做功，机械能守恒；电梯加速上升的过程中除重力做功外，钢索的拉力也对电梯做正功，所以机械能不守恒；木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程，除重力做功外，要克服摩擦力做功，所以机械能不守恒选项a、c正确2ac解析物体做平抛运动或沿光滑曲面自由运动时，不受摩擦力，在曲面上弹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，所以a、c项正确；被匀速吊起的集装箱，绳的拉力对它做正功，机械能不守恒；物体以g的加速度向上做匀减速运动时，由牛顿第二定律得fmgmg，有fmg，可知物体受到竖直向上的大小为mg的外力作用，该力对物体做了正功，机械能不守恒3d解析物体做匀速直线运动时，动能不变，势能仍可能变化，选项a错误；物体做匀变速直线运动时，动能不断改变，机械能不一定守恒，选项b错误；外力对物体所做的功等于0时，动能不变，势能仍可能变化，选项c错误；机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力对物体做功，选项d正确4bcd解析若物体在合外力作用下做匀速圆周运动，匀速圆周运动为变速运动，动能不变，a错误；在光滑水平面上匀速运动的物体所受的合力为0，机械能守恒，b正确；平抛运动为匀变速运动，做平抛运动的物体机械能守恒，c正确；根据机械能守恒条件可知d正确5bd解析小球到达最低点时，速度方向沿水平方向，在钉子挡住细绳瞬间，合外力对小球做功为零，则小球的动能不变，故a项错误，b项正确；在钉子挡住细绳瞬间，小球的质量和高度不变，则小球的重力势能不变，故c项错误；在钉子挡住细绳瞬间，小球的动能与重力势能都不变，则小球的机械能不变，故d项正确6cd解析两物体质量相等，开始时高度相同，释放时两物体的机械能相同，释放后两物体都是只有重力做功，机械能都守恒，到最低点时下降高度不同，重力势能不同，动能不同，a、b错误，d正确；根据机械能守恒定律可知，两物体均能回到等高的半圆形槽右边缘最高点，c正确7.3mg解析 小球由最高点落下，只有重力做功，绳子的拉力不做功，故机械能守恒，则mglmv2，故小球摆到最低点时的速度大小为v，此时根据牛顿第二定律可得fmgm，将速度的大小代入可得f3mg.8.解析 小球被抛出后运动过程中只有重力做功，机械能守恒，选地面为参考平面，设a点距地面高为h，则mghmvmg(hh)mv解得vb.另外，若选台面为参考平面，则mvmghmv同样可解得vb.9能3m/s解析 电车电源切断后，只有重力做功，故机械能守恒取a点所在平面为参考平面，电车在a点的机械能为e1ek1mv其中v125.2km/h7m/s若将这些动能全部转化为势能，由机械能守恒定律得mvmgh解得hm2.45mh2m，所以电车能冲上站台设电车到b点时的速度为v2，由机械能守恒定律得mvmghmv解得v2m/s3m/s.10(1)20m(2)10m解析 (1)设物体上升的最大高度为h，对物体整个上升过程应用机械能守恒定律，有mghmv解得h20m.(2)设物体重力势能和动能相等的位置距地面的高度为h，此时物体的速度为v，则有mghmv2对物体由抛出到运动至该位置的过程应用机械能守恒定律有mghmv2mv联立解得h10m.11.r6mg解析 小球在运动过程中受到重力和轨道支持力的作用，轨道支持力对小球不做功，只有重力做功，小球机械能守恒，取轨道最低点所在平面为参考平面因小球恰能通过圆弧轨道的最高点，说明此时轨道对小球的作用力为零，只有重力提供向心力，根据牛顿第二定律有mgm得vc在圆弧轨道的最高点，小球的机械能为ecmv2mgr在释放点，小球的机械能为eamgh根据机械能守恒定律有ecea即mghmv2mgr联立解得hr同理，小球在圆弧轨道的最低点时的机械能为ebmv根据机械能守恒定律有ebec得vb小球在圆弧轨道的最低点受到轨道的支持力和重力，根据牛顿第二定律有fnmgm得fn6mg根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力为fnfn6mg.12(1)3.5n(2)0.4j解析 (1)小球在最高