高中物理粤教版第四章机械能和能源 第四章第四节机械能守性定律

第四章机械能和能源第四节机械能守性定律A级抓基础1．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：D2．(多选)下列情况中，运动物体机械能一定守恒的是()A．做匀速直线运动的物体B．做平抛运动的物体C．物体不受摩擦力D．物体只受重力解析：在竖直方向做匀速直线运动的物体，动能不变，重力势能变化，机械能不守恒，故A错误；做平抛运动的物体，只有重力做功，机械能必定守恒，故B正确；物体在拉力作用下在竖直方向做匀速运动时，不受摩擦力，但机械能增加，故C错误；物体只受重力时，机械能守恒，故D正确．故选B、D.答案：BD3．质量为1kg的物体从倾角为30°、长2m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10mA．0J，－5J B．0J，－10JC．10J，5J D．20J，－10J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Ep＝－mgeq\f(L,2)·sin30°＝－1×10×eq\f(2,2)sin30°J＝－5J．故选项A正确．答案：A4.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，\r(2gh) \r(gh)\f(gh,2) D．0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Ep＝mgh.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，根据机械能守恒定律有2mgh＝eq\f(1,2)·2mv2＋Ep，解得v＝eq\r(gh)，B项正确．答案：B5.如图所示，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点摆向最低点的过程中()A．重物的重力势能减少B．重物的重力势能增加C．重物的机械能不变D．重物的机械能增加解析：重物从A点释放后，在从A点向B点运动的过程中，重物的重力势能逐渐减少，动能逐渐增加，弹簧逐渐被拉长，弹性势能逐渐增大，所以，重物减少的重力势能一部分转化为重物的动能，另一部分转化为弹簧的弹性势能．对重物和弹簧构成的系统，机械能守恒，但对重物来说，其机械能减少．故A正确，B、C、D错误．答案：A6.如图所示的滑轮光滑轻质，阻力不计，M1＝2kg，M2＝1kg，M1离地高度为H＝0.5m．M1与M2从静止开始释放，M1由静止下落0.3\r(2)m/s B．3m/sC．2m/s D．1m/s解析：对系统运用机械能守恒定律得，(M1－M2)gh＝eq\f(1,2)(M1＋M2)v2，代入数据解得v＝eq\r(2)m/s，故A正确，B、C、D错误．答案：AB级提能力7.如图所示，具有一定初速度的物块，沿倾角为30°的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块的加速度大小为5m/s2，方向沿斜面向下，那么，在物块向上运动过程中，下列说法正确的是(g取10m/sA．物块的机械能一定增加B．物块的机械能一定减小C．物块的机械能不变D．物块的机械能可能增加也可能减小解析：由于mgsinα＋Ff－F＝ma可知F－Ff＝mgsin30°－ma＝0即F＝Ff，则WF＝WFf，合力功为重力功，可知物块机械能不变．答案：C8.质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B.支架的两直角边长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示．开始时OA边处于水平位置，由静止释放A．A球的最大速度为2eq\r(gl)B．A球的速度最大时，两小球的总重力势能最小C．A球的速度最大时，A球在竖直位置D．A、B两球的最大速度之比v1∶v2＝1∶2解析：A、B两球速度总满足v1∶v2＝2∶1，D错．系统机械能守恒，A在竖直位置时，两球速度都为零，C错．A在单独下降2l时速度才为2eq\r(gl)，A错．由于转动过程中两球角速度始终相等，故A球速度最大时，B球速度也最大，对系统而言，机械能守恒，此时总动能最大，则总重力势能一定最小．故选B.答案：B9．如图所示，小球质量为m，大小不计，右边圆轨道半径为R，小球从h＝3R处沿斜面滑下后，又沿圆轨道滑到最高点P处，不计任何摩擦．求：(1)小球通过P点的速度大小；(2)小球通过圆轨道最低点时对轨道的压力．解析：(1)根据机械能守恒定律：mg(h－2R)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，解得小球通过P点的速度v1＝eq\r(2gR).(2)设小球通过最低点的速度为v2.根据机械能守恒定律mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，根据牛顿第二定律FN－mg＝meq\f(veq\o\al(2,2),R)，解得FN＝7mg，由牛顿第三定律知小球通过圆轨道最低点时对轨道的压力大小为7mg，方向竖直向下．答案：(1)eq\r(2gR)(2)7mg，竖直向下10.如图所示，一根轻质细杆两端分别固定着A、B两个质量均为m的小球，O点是光滑水平轴．已知AO＝L，BO＝2L.使细杆从水平位置由静止开始转动，当B球转到O点正下方时，解析：设B球到达O点的正下方时，A、B两球的速度分别为vA、vB.两球在转动过程中角速度相等．由v＝ωr得：vA∶vB＝L∶2L＝1∶2.对A、B组成的系统应用机械能守恒定律ΔEp减＝ΔEk增，有：mg2L－mgL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B).②由①②联立解得：v