陕西省交大附中高三物理 第21课时 势能 机械能守恒定律 练习试题（B卷）.doc

第21课时 势能 机械能守恒定律 （b卷）1易错现象1.不能正确理解机械能守恒的条件，没有正确的进行受力分析，因此对物体或物体系统什么是否机械能守恒容易搞错。2不能正确选择研究的对象或系统；对物理过程不熟悉，不知道应该是哪个过程或哪个对象应该符合机械能守恒。图21-b-33找不到系统内相关物体的物理量关系，或因为势能的零势能面不会选择，因此不能正确写出机械能守恒表达式。纠错训练1下列几种运动，遵守机械守恒定律的是( ) a自由落体运动 b匀加速直线运动 c匀速圆周运动 d物体沿斜面匀速下滑图21-b-12如图21-b-1所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高h处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处重力势能为零，则小球落地前瞬间的机械能为( ) a. mgh b. mgh c. mg(h+h) d. mg(h-h)图21-b-2rv03如图21-b-2所示，一半径为r的光滑圆形细管，固定于竖直平面内，放置于管内最低处的小球以初速度v0沿管内运动，欲使小球通过管的最高点，且小球在最高点时对管壁有向下的压力，求v0必须满足的条件。检测提高一、选择题1对于作变速运动的物体而言，下列说法正确的是 （ ）a若改变物体速度的仅是重力，则物体的机械能不变b若改变物体速度的不是重力和弹力，则物体的机械能一定改变c改变物体速度的若是摩擦力，则物体的机械能一定改变d在物体速度增大的过程中，其机械能可能反而减小2. 从离地面h高处以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的小球，若取抛出处物体的重力势能为零，不计空气阻力，则物体着地时的机械能为( )a. mgh b. mgh+mv02/2 c. mv02/2 d. mv02/2-mgh3. 物体自由下落，其相对于地的重力势能与下落速度的关系用图21-b-3表示，下列图象中正确的是 ( )图21-144. 一根全长为l，粗细均匀的铁链，对称地挂在轻小光滑的定滑轮上，如图21-14所示，当受到轻微扰动，铁链会从滑轮滑下，铁链脱离滑轮瞬间的速度大小为 ( )a. (gl)1/2 b. (gl)1/2/2c. (2gl)1/2/2 d. (2gl)1/2图21-b-4oabab5. 如图21-b-4，一根长为l、质量不计的硬杆，杆中点和右端各固定一质量均为m的小球，杆可带小球在竖直平面内绕o点转动，若开始时杆处于水平，并由静止释放，当杆下落到竖直位置时，下列说法正确的是 ( )a b球的速率为(12gl/5)1/2b b球的机械能减少了mgl/5c a球机械能减少了mgl/5d每个小球的机械能都不变6. 水平抛出一物体，物体落地时速度的方向与水平方向的夹角为，取地面为零势能面，则物体刚被抛出时，其重力势能与动能之比为 ( ) atan bcot ccot2 dtan27. 某同学身高1.8，在运动会上他参加跳高比赛中，起跳后身体横着越过了1.8高度的横杆，据此我们可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为（取102） ( ) a2 b4 6 d8二、填空题图21-b-58如图21-b-5所示，圆弧轨道ab是在竖直平面内的14圆周，在b点，轨道的切线是水平的，一质点自a点从静止开始下滑，不计滑块与轨道间的摩擦和空气阻力，则在质点刚要到达b点时的加速度大小为 ，刚滑过b点时的加速度大小为 。图21-b-69如图21-b-6所示，粗细均匀的u形管内装有总长为4l的水。开始时阀门k闭合，左右支管内水面高度差为l。打开阀门k后，左右水面刚好相平时左管液面的速度是 （管的内部横截面很小，摩擦阻力忽略不计）三、计算题o图21-b-710如图21-b-7所示，质量为m的木球用长为l的绳悬挂于o点处于竖直静止状态，一质量为m的子弹以速度v0水平射入木球中并留在其中，要求球在运动过程中绳一直保持紧张，求v0的取值。图21-b-811. 一个质量=0.2kg的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光滑竖立的圆环上，弹簧的上端固定于环的最高点，环的半径=0.5，弹簧的原长=0.50，劲度系数为4.8/.如图23/-7所示.若小球从图21-b-8中所示位置点由静止开始滑动到最低点时，弹簧的弹性势能弹=0.60.求：（1）小球到点时的速度的大小；（2）小球在点对环的作用力.（取10/2）图21-b-912. 如图21-b-9所示，滑块a、b的质量分别为m与m，mm，由轻质弹簧相连接，置于水平的气垫导轨上用一轻绳把两滑块拉至最近，使弹簧处于最大压缩状态后绑紧两滑块一起以恒定的速度v向右滑动突然，轻绳断开当弹簧伸长至本身的自然长度时，滑块a的速度正好为零问在以后的运动过程中，滑块b是否会有速度等于零的时刻?试通过定量分析，证明你的结论图21-b-1013. 如图21-b-10所示，质量为m的滑块b套在光滑的水平杆上可自由滑动，质量为m的小球a用一长为l的轻杆与b上的0点相连接，轻杆处于水平位置，可绕o点在竖直平面内自由转动(1)固定滑块b，给小球a一竖直向上的初速度,使轻杆绕0点转过900，则小球初速度的最小值是多少? (2)若m=2m，不固定滑块且给小球一竖直向上的初速度v0。，则当轻杆绕0点转过900，a球运动至最高点时，b的速度多大?第21课时 势能 机械能守恒定律 b卷纠错训练1. a 2. a 3. 设小球到达最高点速度v, 由机械能守恒定律得 mg2r+mv2/2=mv02/2对圆管模型应该有：mv2/20所以有 v02(rg)1/2又要求球始终对管是向下压力，则管对球是向上的支持力，所以有 mg-n=mv2/r n0则 v(rg)1/2 所以v0(5rg)1/2 结果为 2(rg)1/2v0(5rg)1/2 检测提高1ad 2. c 3.c 4. c 5.ab 6. d 7. b8. 2g ; g 9. (gl/ 8 )1/2 10.子弹射入木球具有共同速度，mv0=(m+m)v, 两者一起向上摆动，一种情况不超过900，另一种情况要到达最高点，(m+m)v2/2(m+m)gl 得 v0(m+m)(2gl)1/2/m在最高点：(m+m)g(m+m)v12/l(m+m)v2/2=(m+m)g2l+(m+m)v12/2得: v0(m+m)(5gl)1/2/m11(1)由机械能守恒 mgr(1+cos600)=mvc2/2+ep得: vc=3m/s (2)在最低点 kl + n-mg= mvc2/r得: n=3.2n12当弹簧处于压缩状态时，系统的机械能等于两滑块的动能和弹簧的弹性势能之和当弹簧伸长到其自然长度时，弹性势能为零，因这时滑块a的速度为零，故系统的机械能等于滑块b的动能设这时滑块的速度为则有e（12）mv2由动量守恒定律（mm）vmv解得e（12）（mm）2v2m假定在以后的运动中，滑块b可以出现速度为零的时刻，并设此时滑块a的速度为v1这时不论弹簧是处于伸长还是压缩状态，都具有弹性势能e由机械能守恒定律得（12）mv2e（12）（mm）2v2m根据动量守恒（mm）vmv求出，代入得（12）（mm）2v2me（12）（mm）2v2m因为e0，故得（12）（mm）2v2m（12）（mm）22m即mm，与已知条件mm不符可见滑块b的速度永不为零，即在以后的运动中，不可能出现滑动b的速度为零的情况13.(1)小球a在竖直方