粤教版必修2 机械能守恒定律 第1课时 作业.docx

第四节机械能守恒定律1(机械能是否守恒的判断)关于机械能守恒，下列说法正确的是()a做自由落体运动的物体，机械能一定守恒b人乘电梯加速上升的过程，机械能守恒c物体必须在只受重力作用的情况下，机械能才守恒d合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒答案a解析做自由落体运动的物体，只受重力作用，机械能守恒，a正确；人乘电梯加速上升的过程，电梯对人的支持力做功，故人的机械能不守恒，b错误；物体只有重力做功时，其他力也可存在，当它们不做功或做功之和为0时，机械能也守恒，故c错误；合外力对物体做功为零，物体的动能不变，机械能不一定守恒，d错误【考点】机械能守恒条件的判断【题点】单物体和地球系统的机械能守恒条件的判断2(机械能守恒定律的应用)以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑，如图7所示，三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3，不计空气阻力，则()ah1h2h3 bh1h2h3ch1h3h2 dh1h3h2答案d解析竖直上抛的物体和沿斜面运动的物体，上升到最高点时，速度均为0，由机械能守恒定律得mghmv02，所以h；斜上抛的物体在最高点速度不为零，设为v1，则mgh2mv02mv12，所以h2h1h3，d正确【考点】单个物体机械能守恒定律的应用【题点】机械能守恒定律的简单应用3.(机械能守恒定律的应用)如图所示，由距离地面h21 m的高度处以v04 m/s的速度斜向上抛出质量为m1 kg的物体，当其上升的高度为h10.4 m时到达最高点，最终落在水平地面上，现以过抛出点的水平面为零势能面，取重力加速度g10 m/s2，不计空气阻力，则()a物体在最大高度处的重力势能为14 jb物体在最大高度处的机械能为16 jc物体在地面处的机械能为8 jd物体在地面处的动能为8 j答案c解析物体在最高点时具有的重力势能ep1mgh11100.4 j4 j，a错误；物体在最高点时具有的机械能等于刚抛出时的动能，即8 j，b错误；物体在下落过程中，机械能守恒，任意位置的机械能都等于8 j，c正确；物体落地时的动能ekeep2emgh28 j110(1) j18 j，d错误【考点】单个物体机械能守恒定律的应用【题点】机械能守恒定律的简单应用4.(多选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()a甲图中，物体将弹簧压缩的过程中，物体机械能守恒b乙图中，物体在大小等于摩擦力的拉力f作用下沿斜面下滑时，物体机械能守恒c丙图中，物体沿斜面匀速下滑的过程中，物体机械能守恒d丁图中，斜面光滑，物体在斜面上下滑的过程中，物体机械能守恒答案bd解析弄清楚机械能守恒的条件是分析此问题的关键表解如下：选项结论分析a物体压缩弹簧的过程中，物体所受重力和弹簧的弹力都对其做功，所以物体机械能不守恒b物体沿斜面下滑过程中，除重力做功外，其他力做功的代数和始终为零，所以物体机械能守恒c物体沿斜面匀速下滑的过程中动能不变，重力势能减小，所以物体机械能不守恒d物体沿斜面下滑过程中，只有重力对其做功，所以物体机械能守恒5.(多选)如图所示，弹簧固定在地面上，一小球从它的正上方a处自由下落，到达b处开始与弹簧接触，到达c处速度为0，不计空气阻力，则在小球从b到c的过程中()a弹簧的弹性势能不断增加b弹簧的弹性势能不断减少c小球和弹簧组成的系统机械能不断减少d小球和弹簧组成的系统机械能保持不变答案ad解析从b到c，小球克服弹力做功，弹簧的弹性势能不断增加，a正确，b错误；对小球、弹簧组成的系统，只有重力和系统内弹力做功，系统机械能守恒，c错误，d正确【考点】机械能守恒条件的判断【题点】多物体系统的机械能守恒条件的判断6.如图所示为某游乐场的过山车的简化模型，竖直圆形轨道的半径为r，轨道最下端与水平地面相切现有一节车厢(可视为质点)，质量为m，从高处由静止滑下，不计摩擦和空气阻力(1)要使车厢通过圆形轨道的最高点，车厢开始下滑时距地面的高度至少应多大？(2)若车厢恰好通过圆形轨道的最高点，则车厢在轨道最低处时对轨道的压力是多少(重力加速度为g)?答案(1)r(2)6mg解析(1)设车厢开始下滑时距地面的高度为h，运动到圆形轨道最高点时的最小速度为v，要使车厢通过圆形轨道的最高点，应有mg车厢在下滑过程中，只有重力做功，故机械能守恒，选取轨道最低点所在平面为零势能参考平面，由机械能守恒定律得mv2mg2rmgh联立以上两式解得hr因此车厢开始下滑时距地面的高度至少为r.(2)设车厢到达轨道最低点时的速度为v，受到的支持力为fn，则由机械能守恒定律得mv2mgh再由牛顿第二定律得fnmg由以上两式解得fnmg(1)mg6mg由牛顿第三定律知，车厢对轨道的压力fnfn6mg【考点】单个物体机械能守恒定律的应用【题点】机械能守恒定律在圆周运动中的应用7.如图所示，质量m50 kg的跳水运动员从距水面高h10 m的跳台上以v05 m/s的速度斜向上起跳，最终落入水中，若忽略运动员的身高，取g10 m/s2，不计空气阻力求：(1)运动员在跳台上时具有的重力势能(以水面为零势能参考平面)；(2)运动员起跳时的动能；(3)运动员入水时的速度大小答案(1)5 000 j(2)625 j(3)15 m/s解析(1)以水面为零势能参考平面，则运动员在跳台上时具有的重力势能为epmgh5 000 j.(2)运动员起跳时的速度为v05 m/s，则运动员起跳时的动能为ekmv02625 j.(3)运动员从起跳到入水过程中，只有重力做功，运动员的机械能守恒，则mghmv02mv2，解得v15 m/s.【考点】单个物体机械能守恒定律的应用【题点】机械能守恒定律在抛体运动中的应用8(机械能守恒定律的应用)如图所示，在竖直平面内有由圆弧ab和圆弧bc组成的光滑固定轨道，两者在最低点b平滑连接ab弧的半径为r，bc弧的半径为.一小球在a点正上方与a相距处由静止开始自由下落，经a点沿圆弧轨道运动(不计空气阻力)(1)求小球在b、a两点的动能之比；(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到c点答案(1)51(2)见解析解析(1)设小球的质量为m，小球在a点的动能为eka，由机械能守恒定律得ekamg设小球在b点的动能为ekb，同理有ekbmg由式得5.(2)若小球能沿轨道运动到c点，则小球在c