高一物理暑假专题——机械能守恒定律同步练习 粤教版

用心 爱心 专心1 高一物理机械能守恒问题专题同步练习粤教版高一物理机械能守恒问题专题同步练习粤教版 答题时间 45 分钟 1 A 一个高约 2m 的背越式跳高运动员 在地球上的跳高纪录是 2m 现在到某一星球 上 该星球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的 该运动员在这个星球上跳高纪 4 1 录估计为 A 3mB 4mC 5mD 6m 2 A 如图 1 所示 一质量为 m 的物体在 A 点从静止开始滑到 B 点后抛出 若在从 A 到 B 的过程中 机械能损失为 E 物体在 B 点抛出时的水平分速度为 v 则物体抛出后到 达最高点 C 时与 A 点的竖直距离 h 应等于 图 1 A B g2 v mg E 2 mg E C D g2 v2 g4 v mg E 2 3 A 如图 2 所示 在两个质量分别为 m 和 2m 的小球 a 和 b 之间 用一根长为 l 的轻 杆连接 杆的质量可不计 两小球可绕穿过轻杆中心 O 的水平轴无摩擦转动 现让轻杆 处于水平位置 然后无初速释放 重球 b 向下 轻球 a 向上 产生转动 在杆转至竖直位 置的过程中 图 2 A b 球的重力势能减少 动能增加 B a 球的重力势能增加 动能减少 C a 球和 b 球的总机械能守恒 D a 球和 b 球的总机械能不守恒 4 B 如图 3 所示 把一根内壁光滑的圆钢管变成圆弧形状后 竖直放置一个小球从 4 3 管口 A 的正上方高处自由落下 小球进入钢管后恰能达到最高点 C 口处 若小球从管 1 h 口 A 的正上方高处自由落下 则它进入钢管后运动到 C 口 又落回 A 口 则为 2 h 21 h h A 1 2B 2 3C 4 5D 5 6 用心 爱心 专心2 图 3 5 A 质量为 m 的跳水运动员 从离水面高为 h 的跳台上以速度跳起 最后以速度 1 v 进入水中 若不计空气阻力 则运动员起跳时所做的功等于 2 v A B mghmv 2 1 2 1 mghmv 2 1 2 1 C D 2 1 mv 2 1 mghmv 2 1 2 2 6 B 如图 4 所示 有许多根关于 A 点的光滑硬杆具有不同的倾角和方向 每根光滑硬 杆上均套有一个小环 它们的质量不同 设在 t 0 时 各小环都由 A 点从静止开始沿不同 光滑硬杆下滑 那么这些小环下滑速率相同的各点联结起来是一个 图 4 A 球面 B 抛物面 C 水平面 D 不规则曲面 7 A 如图 5 所示 一个质量为 m 的物体 可视为质点 以某一速度由 A 点冲上倾角 为 30 的固定斜面 其匀减速运动的加速度为 3g 4 这物体在斜面上上升的最大高度为 h 则在这个过程中物体 图 5 A 重力势能增加了 3mgh 4 B 重力势能增加了 mgh C 动能损失了 mgh D 机械能损失了 mgh 2 8 B 如图 6 所示 粗细均匀的 U 形管内装有同种液体 开始使两边液面高度差为 h 管中液柱总长为 4h 后来让液体自由流动 当两液面高度相等时 右侧液面下降的速度为 用心 爱心 专心3 图 6 A B 8 gh6 gh C D 4 gh2 gh 9 B 如图 7 所示 半径分别为 R 和 r 的甲 乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平 面上 轨道之间有一条水平轨道 CD 相通 一小球以一定的速度先滑上甲轨道 通过动摩 擦因数为的 CD 段 又滑上乙轨道 最后离开两圆轨道 若小球在两圆轨道的最高点对 轨道压力都恰好为零 试求水平 CD 段的长度 图 7 10 C 如图 8 所示 长为 2L 的轻杆上端及杆的正中央分别固结两个质量分别为和 1 m 的 A B 两球 开始时 杆竖直立在光滑的水平面上 且处于静止状态 现给一很小的 2 m 晃动 使其自由倒下 设倒下的过程中 杆的下端始终不离开地面 求杆着地前瞬间 A 球 的速度多大 图 8 用心 爱心 专心4 试题答案试题答案 1 C 运动员的动能为 据机械能守恒 有 2 k mv 2 1 E hmgmv 2 1 2 得 而 重心只升高 1m 则在该星球上可跳高 hmgmv 2 1 2 h4h m1h 4 1 1 5m 2 A 取 C 点所在的水平面为零重力势能面 依题意知物体在 A 点静止 所以初始 能量为 mghEA 依题物块在 B 点抛出 在 B 点的水平速度为 v 所以物块达到最高点 C 时水平速度也 为 v 竖直速度为零 又 C 点在零势能面上 则物体的末态能量为 2 C mv 2 1 E 最后依题 在整个过程中机械能损失为 E 则 所以 mv 2 1 Emgh EEE 2 CA g2 v mg E h 2 3 A C 两球组成的系统 在运动中除动能和势能外没有其他形式的能量转化 增 多或减少 所以系统的机械能守恒 4 C 以 A 为零势能面 第一次小球刚达 C 点速度为零 由机械能守恒 mgRmgh1 得 第二次小球从 C 点飞出后做平抛运动 设飞出 C 点时速度为 v 由Rh1 得 由机械能守恒得 由 vtR gt 2 1 R 2 gR 2 1 v 2 2 mv 2 1 mgRmgh R 4 5 h2 5 4h h 21 5 C D 运动员起跳时所做的功等于自身跳起时的动能以及机械能守恒 6 C 小环沿任何光滑硬杆下滑时 机械能都守恒 小环速率相同时 动能相等 相 应地由机械能守恒定律知 其重力势能必然大小相等 选项 C 正确 7 B D 由重力做功与重力势能变化的关系可知选项 A 错误 B 正确 由动能定理 得 物体上升 h 过程中动能的增加量为 故选项 C 错误 阻力做功为 mgh 2 3 2 1 h g 4 3 m 30sin h maEk 选项 D 正确 mgh 2 1 mgh mgh 2 3 WEW Gkf 8 A 在液柱流动过程中除受重力作用外 还受大气压力作用 但在水银流动过程中 右侧大气压力做的正功等于左侧大气压力做的负功 所以满足机械能守恒条件 以原来左 侧水银面处为重力势能零势面 则由机械能守恒定律得 设 h 高水银柱的质量为 m 解得 2 v m4 2 1 4 h mg 2 h mg 8 ghv 9 小球在光滑圆轨道上滑行时 机械能守恒 设小球滑过 C 点时的速度 2 rR 5 为 通过甲环最高点速度为 根据小球对最高点压力为零 由圆周运动公式有 C v v R v mmg 2 取轨道最低点为零势能点 由机械能守恒定律有 vm 2 1 R2mgmv 2 1 22 C 由 两式消去 v 可得 用心 爱心 专心5 gR5vC 同理可得小球滑过 D 点时的速度 设 CD 段的长度为 l 对小球滑过 CD 段gr5vD 过程应用动能定理 将代入 可得 2 C 2 D mv 2 1 mv 2 1 mgl DC vv 2 rR 5 l 10 在杆倒下的过程中 以杆和组成的系统 只有重力 21 21 m4m gL mm2 8 21 mm 势能和动能的相互转化 故系统机械能守恒 以地面为零势能