－教科版必修2 4.5 机械能守恒定律 作业 (2).doc

4.5 机械能守恒定律 作业1物体在平衡力作用下运动的过程中，下列说法正确的是()a机械能一定不变b物体的动能保持不变，而势能一定变化c若物体的势能变化，则机械能一定变化d若物体的势能变化，则机械能不一定有变化【解析】由于物体在平衡力的作用下做匀速直线运动，所以物体的动能不变，而势能可能不变，也可能变化，当物体的势能变化时，机械能一定变化，当物体的势能不变时，机械能一定不变，故c正确，a、b、d错误【答案】c2游乐场中的一种滑梯如图所示小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下，则()a下滑过程中支持力对小朋友做功b下滑过程中小朋友的重力势能增加c整个运动过程中小朋友的机械能守恒d在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功【解析】小朋友在运动过程中受阻力作用，机械能不守恒，因此c错误；在整个运动中支持力与运动方向垂直，因此对小朋友不做功，a错误；下滑中小朋友的重力势能减小，因此b错误；而运动过程中小朋友的机械能减少了，因此摩擦力做负功，所以d正确【答案】d3(多选)如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮，质量分别为m、m(mm)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中()a两滑块组成系统的机械能守恒b重力对m做的功等于m动能的增加c轻绳对m做的功等于m机械能的增加d两滑块组成系统的机械能损失等于m克服摩擦力做的功【解析】这是系统能量转化的综合问题，解题要点是分析各个力做的功与能量的转化关系除重力以外其他力对物体做的功等于物体机械能的变化，故m克服摩擦力做的功等于两滑块组成的系统机械能的减少量，拉力对m做的功等于m机械能的增加量，选项c、d正确【答案】cd4(多选)将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，vt图象如图所示以下判断正确的是()a前3 s内货物处于超重状态b最后2 s内货物只受重力作用c前3 s内与最后2 s内货物的平均速度相同d第3 s末至第5 s末的过程中，货物的机械能守恒【解析】由vt图象可知，货物在前3 s内具有向上的加速度，因此货物处于超重状态，选项a正确；最后2 s内，货物具有向下的加速度，其大小为a m/s23 m/s2g，因此货物在这一段时间内受重力和向上的拉力，选项b错误；货物在前3 s内的平均速度v1 m/s3 m/s，最后2 s内的平均速度v2 m/s3 m/s，两者速度相同，选项c正确；第3 s末至第5 s末的过程中，货物在向上的拉力和向下的重力作用下做匀速直线运动，拉力做正功，故机械能不守恒，选项d错误【答案】ac5将物体从地面竖直上抛，如果不计空气阻力，物体能够达到的最大高度为h.当物体在上升过程中的某一位置，它的动能是重力势能的3倍，则这一位置的高度是()a2h/3bh/2ch/3dh/4【解析】物体在运动过程中机械能守恒，设动能是重力势能的3倍时的高度为h，取地面为零势能面，则有mghekmgh，即mgh4mgh，解得：hh/4，故d正确【答案】d6.如图是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置的一部分，m是半径为r1.0 m、固定于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，m的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m0.01 kg的小钢珠假设某次发射的钢珠沿轨道内侧恰好能经过m的上端点水平飞出，取g10 m/s2，弹簧枪的长度不计，则发射该钢珠前，弹簧的弹性势能为()a0.10 jb0.15 jc0.20 jd0.25 j【解析】小钢珠恰好经过m的上端点有mgm，所以v m/s.根据机械能守恒定律得epmgrmv20.15 j.【答案】b7如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各连有一杂技演员(可视为质点)，甲站于地面上，乙从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员乙摆至最低点时，甲刚好对地面无压力，则演员甲的质量与演员乙的质量之比为()a11b21c31d41【解析】设定滑轮到乙演员的距离为l，那么当乙摆至最低点时下降的高度为，根据机械能守恒定律可知m乙gm乙v2；又因当演员乙摆至最低点时，甲刚好对地面无压力，说明绳子上的张力和甲演员的重力相等，所以m甲gm乙gm乙，联立上面两式可得演员甲的质量与演员乙的质量之比为21.b对【答案】b8如图所示，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)()a.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】b9如图，可视为质点的小球a、b用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为r的光滑圆柱，a的质量为b的两倍当b位于地面时，a恰与圆柱轴心等高将a由静止释放，b上升的最大高度是()a2rb5r/3 c4r/3d2r/3【解析】如图所示，以ab为系统，以地面为零势能面，设a质量为2m，b质量为m，根据机械能守恒定律有：2mgrmgr3mv2，a落地后b将以v做竖直上抛运动，即有mv2mgh，解得hr.则b上升的高度为rrr，故选项c正确【答案】c10如图，把一根内壁光滑的细圆管弯成3/4圆周形状，且竖直放置，管口a竖直向上，管口b水平向左，一小球从管口a的正上方h1高处自由落下，经细管恰能到达细管最高点b处若小球从a管口正上方h2高处自由落下，进入a管口运动到b点后又从空中飞落进a口，则h1h2为()a11b23c45d56【解析】当小球从管口a的正上方h1高处自由落下，到达细管最高点b处时的速度为零，则根据机械能守恒定律有(取管口a的位置重力势能为零)，mgh1mgr，解得h1r；当从a管口正上方h2高处自由落下时，根据平抛运动规律有rvbt，rgt2，解得vb ，根据机械能守恒定律有mgh2mgrmv，解得h25r/4，故h1h245.【答案】c11如图所示，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从o点水平飞出，经3.0 s落到斜坡上的a点已知o点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角37，运动员的质量m50 kg.不计空气阻力(取sin 370.60，cos 370.80，g10 m/s2)求：(1)a点与o点的距离l.(2)运动员离开o点时的速度大小(3)运动员落到a点时的动能【解析】(1)运动员在竖直方向做自由落体运动，有hlsin gt2，得a点与o点的距离l75 m.(2)设运动员离开o点的速度为v0，运动员在水平方向做匀速直线运动，即lcos v0t，得v020 m/s.(3)取a点所在水平面为零势能面，由机械能守恒定律得运动员落到a点时的动能ekamghmv32 500 j.【答案】(1)75 m(2)20 m/s(3)32 500 j12如图所示，轻弹簧k一端与墙相连质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s的速度运动并压缩弹簧k，求弹簧在被压缩过程中的最大弹性势能及木块速度减为 3 m/s时的弹性势能【解析】在木块压缩弹簧及弹簧把木块弹开的过程中，弹簧弹力