（新课标）高中物理 第7章 机械能守恒定律 8 机械能守恒定律课时作业 新人教版必修2.doc

机械能守恒定律1下列关于机械能守恒的说法正确的是()a做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒b做匀加速直线运动的物体的机械能不可能守恒c运动物体只要不受摩擦力作用，其机械能就一定守恒d物体只发生动能和势能的相互转化时，其机械能一定守恒【解析】选项个性分析综合点评a错误做匀速直线运动只是动能不变，不能确定其势能是否变化，如匀速上升，动能不变，势能增加，机械能增加判断物体的机械能是否守恒，一定要根据机械能守恒的条件或物体的动能、势能之和是否变化来判断，而不能根据物体的运动性质来判断b错误物体做自由落体运动，是匀加速直线运动，只有重力做功，机械能守恒c错误把物体从地面吊起，不受摩擦力，有外力做功，机械能不守恒d正确物体只发生动能和势能的相互转化时，其机械能守恒【答案】d2关于机械能，下列说法正确的是()a机械能守恒时，物体的动能和重力势能都不变b物体处于平衡状态时，机械能一定守恒c物体机械能的变化等于合力对它做的功d物体所受合力不为零时，其机械能可以守恒【解析】机械能守恒是指机械能的总和不变，其中动能和重力势能都有可能变，a错；物体处于平衡状态时，动能不变，但重力势能可以变化，机械能不一定守恒，b错；合力做的功等于动能的变化，c错；物体所受合力不为零，如果只有重力做功，则机械能守恒，d对【答案】d3(2015金华高一检测)质量为1 kg的物体从倾角为30、长2 m的光滑斜面顶端由静止开始下滑，若选初始位置为零势能点，那么，当它滑到斜面中点时具有的机械能和重力势能分别是(g取10 m/s2)()a0 j，5 jb0 j，10 jc10 j,5 jd20 j，10 j 【解析】物体下滑时机械能守恒，故它下滑到斜面中点时的机械能等于在初始位置的机械能，下滑到斜面中点时的重力势能epmgsin 30110sin 30 j5 j故选项a正确【答案】a4如图7811所示，一固定在地面上的光滑斜面的顶端固定有一轻弹簧，地面上质量为m的物块(可视为质点)向右滑行并冲上斜面设物块在斜面最低点a的速率为v，压缩弹簧至c点时弹簧最短，c点距地面高度为h，则物块运动到c点时弹簧的弹性势能为()图7811amghbmghmv2cmghmv2dmv2mgh【解析】由机械能守恒定律可得物块的动能转化为其重力势能和弹簧的弹性势能，有mv2mghep，故epmv2mgh.【答案】d5如图7812所示的滑轮光滑轻质，阻力不计，m12 kg，m21 kg，m1离地高度为h0.5 mm1与m2从静止开始释放，m1由静止下落0.3 m时的速度为()图7812a. m/sb3 m/sc2 m/sd1 m/s【解析】 对系统运用机械能守恒定律得，(m1m2)gh(m1m2)v2，代入数据解得v m/s，故a正确，b、c、d错误【答案】a6如图7813所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球a，若将小球a从弹簧原长位置由静止释放，小球a能够下降的最大高度为h.若将小球a换成质量为2m的小球b，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球b下降h时的速度为(重力加速度为g，不计空气阻力)()图7813a.b.c.d0【解析】设小球a下降高度h时，弹簧的弹性势能为ep，由机械能守恒可知epmgh.当小球a换为质量为2m的小球b时，设小球b下降h时速度为v，根据机械能守恒有2mgh2mv2ep，解得v，b项正确【答案】b7如图7814所示，一轻弹簧固定于o点，另一端系一重物，将重物从与悬点o在同一水平面且弹簧保持原长的a点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力在重物由a点摆向最低点b的过程中，下列说法正确的是()图7814a重物的机械能守恒b重物的机械能增加c重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变d重物与弹簧组成的系统机械能守恒【解析】重物由a点下摆到b点的过程中，弹簧被拉长，弹簧的弹力对重物做了负功，所以重物的机械能减少，故选项a、b错误；此过程中，由于只有重力和弹簧的弹力做功，所以重物与弹簧组成的系统机械能守恒，即重物减少的重力势能，等于重物获得的动能与弹簧的弹性势能之和，故选项c错误，d正确【答案】d8某人站在离地面h10 m高处的平台上以水平速度v05 m/s抛出一个质量m1 kg的小球，不计空气阻力，g取10 m/s2.问：(1)人对小球做了多少功？(2)小球落地时的速度为多大？【解析】(1)人对小球做的功等于小球获得的动能，所以wmv152 j12.5 j.(2)选地面为参考平面，根据机械能守恒定律可知mghmvmv2所以v15 m/s.【答案】(1)12.5 j(2)15 m/s9(2015重庆高一检测)如图7815所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的a点，弹簧处于原长时，圆环高度为h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零则在圆环下滑到底端的过程中()图7815a圆环机械能守恒b弹簧的弹性势能先减小后增大c弹簧的弹性势能变化了mghd弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大【解析】圆环与弹簧构成的系统机械能守恒，圆环机械能不守恒，a错误弹簧形变量先增大后减小，所以弹性势能先增大后减小，b错误由于圆环与弹簧构成的系统机械能守恒，圆环的机械能减少了mgh，所以弹簧的弹性势能增加mgh，c正确弹簧与光滑杆垂直时，圆环所受合力沿杆向下，圆环具有与速度同向的加速度，所以做加速运动，d错误【答案】c10如图7816所示，质量为m的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为m的砝码相连已知m2m，让绳拉直后使砝码从静止开始下降h(此时竖直绳长小于桌高)的距离，木块仍在桌面上，则此时砝码的速度为多大？图7816【解析】砝码、木块及轻绳组成的系统在相互作用的过程中，除砝码的重力做功外，还有绳的拉力对砝码做负功，对木块做正功，且二者之和为0，故系统的机械能守恒方法一利用e2e1求解设砝码开始离桌面的距离为x，取桌面所在的水平面为参考平面，则系统的初始机械能e1mgx，系统的末态机械能e2mg(xh)(mm)v2.由e2e1，得mg(xh)(mm)v2mgx，又m2m，联立以上两式得v.方法二利用ek增ep减求解在砝码下降h的过程中，系统增加的动能ek增(mm)v2系统减少的重力势能ep减mgh，由ek增ep减，得(mm)v2mgh，得v.方法三利用em增em减求解在砝码下降的过程中，木块增加的机械能em增mv2，砝码减少的机械能em增mghmv2，由em增em减，得mv2mghmv2，得v.方法四利用动能定理求解设拉力对木块所做的功为w，则拉力对砝码所做的功为w，对木块由动能定理得wmv2，对砝码由动能定理得mghwmv2，联立以上两式得v.【答案】11如图7817所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为r.一质量为m的小物块从斜轨道上的某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg(g为重力加速度)求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围图7817【解析】设物块在圆形轨道最高点的速度为v，取地面为零势能面，由机械能守恒定律得mgh2mgrmv2物块在圆形轨道最高点受的力为重力mg和轨道的压力fn.重力与压力的合力提供向心力，则有mgfnm物块能通过最高点的条件是fn0由式得v由式得hr.按题目的要求，有fn5mg由式得v由式得h5r.则h的取值范围是rh5r.【答案】rh5r12如图7818是检验某种防护罩承受冲击能力的装置，m为半径r1.6 m、固定于竖直平面内的光滑半圆弧轨道，a、b分别是轨道的最低点和最高点；n为防护罩，它是一个竖直固定的1/4圆弧，其半径rm，圆心位于b点在a放置水平向左的弹簧枪，可向m轨道发射速度不同的质量均为m0.01 kg的小钢珠，弹簧枪可将弹性势能完全转化为小钢珠的动能假设某次发射的小钢珠沿轨道恰好能经过b点，水平飞出后落到n的某一点上，取g10 m/s2.求：图7818(1)钢珠在b点的速度大小；(2)发射该钢珠前，弹簧的弹性势能ep；(3)钢珠