高一物理 第6单元45分钟过关检测（机械能守恒定律）（有解析） 大纲人教版第一册

用心 爱心 专心1 训练训练 1919 机械能守恒定律机械能守恒定律 基础过关基础过关 看一看 很简单 1 下列说法正确的是 A 做匀速直线运动的物体 机械能一定守恒 B 做曲线运动的物体 机械能可能守恒 C 物体所受的合力为零 机械能一定守恒 D 物体所受的合力不为零时 机械能一定不守恒 答案 B 2 如图所示 某人站在阳台上 以 v0的速度把质量为 m 的小球斜向上抛出 不计空气的 阻力 则小球到达空中的 B 点时的动能为 A 2 1 mv02 mgH B 2 1 mv02 mgh C mgH mgh D 2 1 mv02 H h 答案 B 3 在距地面 h 高处 以初速度 v 沿水平方向抛出一重物 空气阻力不计时由于运动物体只 受重力作用 所以该物体落地过程中的运动轨迹是一条抛物线 如图所示 则 A 物体在 c 点的机械能最大 B 物体在 a 点的机械能最大 C 物体在 a b c 三点的机械能相等 D 物体在 c 点的动能最大 重力势能最小 答案 CD 4 质量为 m 的小球 从桌面向上竖直抛出 桌面离地面的高为 h 小球能达到的最大高度 离地面为 H 若以桌面作为重力势能的参考面 不计空气阻力 则小球落地时的机械能为 A mgH B mgh C mg H h D mg H h 用心 爱心 专心2 答案 D 5 如图所示 下列四个选项的图中 木块均在固定的斜面上运动 其中图 A B C 中的 斜面是光滑的 图 D 中的斜面是粗糙的 图 A B 中的 F 为木块所受的力 方向如图中箭头 所示 图 A B D 中的木块向下运动 图 C 中的木块向上运动 在这四个图所示的过程中 机械能守恒的是 答案 C 6 如图所示 ABC 是一段竖直平面内的光滑的 4 1 圆弧形轨道 圆弧半径为 R O 为圆心 OA 水平 CD 是一段水平光滑轨道 一根长为 2R 粗细均匀的细棒 开始时正好搁在圆弧 轨道两个端点上 现由静止释放细棒 则此棒最后在水平轨道上滑行的速度为 答案 gR 解析 棒长为2R 由几何关系可得棒的重心与 CD 轨道的距离为 2 1 R 根据机械能 守恒 设棒的质量为 m 则 mg 2 1 R 2 1 mv2得 v gR 7 如图所示 在一长为 2l 的不可伸长的轻杆的两端 各固定一质量为 2m 与 m 的 A B 两 小球 系统可绕过杆的中点 O 且垂直纸面的固定转轴转动 初始时轻杆处于水平状态 无 初速释放后 轻杆转动 当轻杆转至竖直位置时 小球 A 的速率多大 用心 爱心 专心3 答案 5 2gl 解析 选初始位置为零势能面 A 球 B 球及地球为一系统 由机械能守恒定律 可 得 0 2mgl mgl 2 1 2m v12 2 1 mv22因为转轴在杆的中点 O 处 则 v1 v2 联立解得 v1 5 2gl 巩固提高巩固提高 想一想 没问题 8 如图所示 某人以平行于斜面的拉力 F 将物体沿斜面向上拉 拉力 F 的大小等于摩擦力 f 的大小 下列说法中正确的是 A 物体的动能将保持不变 B 物体的机械能将保持不变 C 物体的动能将减少 D 物体的机械能将减少 答案 BC 解析 拉力 F 所做的功与摩擦力 f 所做负功正好抵消 整个过程等效于只有重力做负 功 故物体动能减少 机械能守恒 所以选项 BC 正确 9 三角形物体 B 放在光滑水平桌面上 其光滑斜面的倾角为 高为 h 如图所示 物体 A 由静止自斜面顶点滑下 用 g 表示重力加速度 设物体 A 滑至斜面底端时 相对于桌面 的速度为 v 则 A ghv2 B sin 2gh v C ghv2 D sin 2gh v 答案 C 解析 若斜面固定 物体滑至斜面底端时 相对于桌面的速度为gh2 现斜面放在 用心 爱心 专心4 光滑水平面上 物体下滑时 斜面后退 由系统机械能守恒可得 v gh2 故选项 C 正 确 10 如图所示 轻弹簧 k 一端与墙相连 质量为 4kg 的木块沿着光滑的水平面以 5m s 的速 度运动并压缩弹簧 k 则弹簧在被压缩过程中的最大弹性势能为 当木块的速 度减为 3m s 时 弹簧的弹性势能为 答案 50J 32J 解析 木块在压缩弹簧过程中 木块的动能与弹性势能相互转化 机械能守恒 当物 块的动能减为零全部转化为弹性势能时 弹性势能最大 Epm 2 1 mv2 2 1 4 52J 50 J 当木 块的速度减为 3m s 时 减少的动能 Ek 2 1 m v12 v22 32J 所以增加的弹性势能 Ep 32J 11 如图所示 甲图中物体 A 从高 H 处由静止开始下落 乙图中物体 B 与 C 通过光滑轻滑 轮用细绳相连 C 放在光滑水平桌面上 C 的质量是 B 的一半 物体 B 也从 H 高处由静止下 落 求这两种情况下 A B 离地面的高度 h 为多少时 其动能等于势能 设 C 尚未离开 桌面 答案 hA 2 1 H hB 5 2 H 解析 对 A 物体 由机械能守恒定律有 mgH mghA 2 1 mv2 且 mghA 2 1 mv2 联立解得 ha 2 1 H 对 B C 连接体 由机械能守恒有 2 m gH mgH 2 m gH mghB 2 1 2 m m v2且 mghB 2 1 mv2 联立以上两式解得 hB 5 2 H 拓展应用拓展应用 跳一跳 够得着 12 如图所示 长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架 在 A 处固定质量为 2m 的小 球 B 处固定质量为 m 的小球 支架悬挂在 O 点 可绕过 O 点并与支架所在平面相垂直的 固定轴转动 开始时 OB 与地面相垂直 放手后开始运动 在不计任何阻力的情况下 下 用心 爱心 专心5 列说法正确的是 A A 球到达最低点时速度为零 B A 球机械能减少量等于 B 球机械能增加量 C B 球向左摆动所能达到的最高位置应高于 A 球开始运动时的高度 D 当支架从左向右回摆时 A 球能回到起始高度 答案 BCD 解析 因 A 处小球质量大 位置高 图示中三角形框架处于不稳定状态 释放后支架 就会向左摆动 摆动过程中只有小球受的重力做功 故系统的机械能守恒 选项 B 正确 D 选项也正确 A 球到达最低点时 若设支架边长是 L A 球下落的高度便是 2 1 L 有 mg 2 1 L 的重力势能转化为支架的动能 因而此时 A 球速度不为零 选项 A 错 当 A 球到达 最低点时有向左运动的速度 还要继续左摆 B 球仍要继续上升 因此 B 球能达到的最高 位置比 A 球的最高位置要高 C 选项也正确 故 BCD 选项正确 13 如图所示 A B 质量均为 m 杆水平且光滑 滑轮距杆高度为 H 开始时拉 A 的细绳 与杆成 45 释放 B 后 A 能获得的最大动能为 滑轮质量 摩擦及绳子 质量均不计 B 未与杆相撞 答案 2 1 mgH 解析 A 和 B 组成的系统机械能守恒 当 B 物体运动到最低点时 系统的重力势能最 小 动能最大 当 A 运动到细绳与杆垂直时 B 在最低位置且速度为零 B 向下移动的距离 h 2H H 2 1 H 由机械能守恒定律得 mg 2 1 H 2 1 mv2 即 A 获得的最大动 能为 2 1 mgH 14 如右图所示 一根不可伸长的轻质细线 一端固定于 O 点 另一端拴有一质量为 m 的 小球 可在竖直平面内绕 O 点摆动 现拉紧细线使小球位于与 O 点在同一竖直面内的 A 位 置 细线与水平方向成30 角 从静止释放该小球 当小球运动至悬点正下方 C 位置时 用心 爱心 专心6 细线承受的拉力是多大 答案 3 5mg 解析 对小球进行受力分析及运动过程分析如下图所示 1 从静止释放小球 细线松弛 小球只受重力做自由落体运动 下落到 A 与水平面 的对称点 B 时细线将张紧 设线长为 l 则 vB gl2竖直向下 2 在 B 位置细线突然张 紧 对小球施以冲量 使小球竖直向下的速度变为沿圆弧切线方向上的速度 vB vBcos30 小球的动能在瞬间减少 根据功能关系只能是绳子突然张紧 爆发 做 功使机械能部分变为其他形式的能量 声能 内能等 3 小球由 B 运动至 C 绳子的 拉力与运动方向垂直不做功 只有重力做功 机械能守恒 此过程中