江苏专版2023-2024学年新教材高中物理第八章机械能守恒定律章末培优练新人教版必修第二册

章末培优练分层作业易错易混练易错点一混淆物体位移和力的作用点的位移1.如图所示，动滑轮下系有一个质量为的物块，细线一端系在天花板上，另一端绕过动滑轮。用的恒力竖直向上拉细线的另一端。滑轮、细线的质量不计，不计一切摩擦。经过，则()A.拉力做功为 B.拉力做功为C.物体的动能增加了 D.物体的机械能增加了易错点二弄错力与速度方向的夹角2.[2022江苏高三联考]如图所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮与拖车相连,另一端与河中的小船连接,定滑轮与拖车的连绳保持水平,拖车以速度沿平直路面水平向右匀速运动,若船在水面上运动受到的阻力大小保持不变,某时刻拉船的轻绳与水平面的夹角为，则此时()A.小船的速度大小为 B.小船的速度大小为C.绳对小船拉力的功率大于 D.绳对小船拉力的功率小于易错点三忽略力的大小突变导致错误3.[2022浙江新昌校考]如图甲所示，起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，重物的速度随时间变化的图像如图乙所示,此过程中钢索拉力的功率随时间变化的图像可能正确的是()A. B. C. D.易错点四对单个物体或系统机械能是否守恒判断不清4.如图所示，在长为的轻杆的中点和端点各固定一个质量均为的小球,杆可绕轴无摩擦地转动，使杆从水平位置无初速度释放摆下。已知重力加速度为。求当杆转到竖直位置时，轻杆对、两球分别做了多少功？易错点五对过程分析不充分，没有注意到过程转换瞬间的能量变化5.一质量为的小球（可视为质点），系于长为的轻绳的一端，绳的另一端固定在空间的点，假定绳是不可伸长的、柔软且无弹性的。今把小球从点的正上方离点距离为的点以水平速度抛出，如图所示。当小球到达点的正下方时，绳对小球的拉力为多大？高考真题练真题考点一功和功率的计算1.[2020江苏]质量为的汽车在水平路面上匀速行驶,速度为,受到的阻力大小为。此时，汽车发动机输出的实际功率是()A. B. C. D.真题考点二动能和动能定理2.[2022江苏]某滑雪赛道如图所示，滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑，经圆弧滑道起跳。将运动员视为质点，不计摩擦力及空气阻力，此过程中，运动员的动能与水平位移的关系图像正确的是()A. B. C. D.真题考点三机械能守恒定律的应用3.[2022江苏]如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与物块连接在一起,处于压缩状态,由静止释放后沿斜面向上运动到最大位移时,立即将物块轻放在右侧,、由静止开始一起沿斜面向下运动,下滑过程中、始终不分离,当回到初始位置时速度为零,、与斜面间的动摩擦因数相同，弹簧未超过弹性限度，则()A.当上滑到最大位移的一半时，的加速度方向沿斜面向下B.上滑时、弹簧的弹力方向不发生变化C.下滑时，对的压力先减小后增大D.整个过程中、克服摩擦力所做的总功大于的重力势能减小量4.[2021江苏]如图所示的离心装置中，光滑水平轻杆固定在竖直转轴的点，小圆环和轻质弹簧套在轻杆上，长为的细线和弹簧两端分别固定于和，质量为的小球固定在细线的中点，装置静止时，细线与竖直方向的夹角为，现将装置由静止缓慢加速转动，当细线与竖直方向的夹角增大到时，、间细线的拉力恰好减小到零，弹簧弹力与静止时大小相等、方向相反，重力加速度为，取,，求：（1）装置静止时，弹簧弹力的大小；（2）环的质量；（3）上述过程中装置对、所做的总功。真题考点四关于机械能守恒定律的实验5.[2022广东]某实验小组为测量小球从某一高度释放与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失，设计了如图甲所示的装置，实验过程如下：（1）让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门。（2）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图乙所示，小球直径。（3）测量时，应（选填“A”或“B”，其中A为“先释放小球，后接通数字计时器”，B为“先接通数字计时器，后释放小球”）。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间和。（4）计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失（用字母、、和表示）。（5）若适当调高光电门的高度，将会（选填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的测量误差。6.[2022湖北]某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，如图乙所示。（1）若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为。（2）由图乙得:直线的斜率为，小钢球的重力为。（结果均保留两位有效数字）（3）该实验系统误差的主要来源是（单选，填正确答案标号）。A.小钢球摆动角度偏大B.小钢球初始释放位置不同C.小钢球摆动过程中有空气阻力章末培优练分层作业易错易混练易错点一混淆物体位移和力的作用点的位移1.B易错点二弄错力与速度方向的夹角2.C易错点三忽略力的大小突变导致错误3.A易错点四对单个物体或系统机械能是否守恒判断不清4.;[解析]本题易错之处是混淆“杆的弹力方向”与“绳的弹力方向”，绳的弹力方向一定沿绳收缩的方向,而杆的弹力方向不一定沿杆的方向，所以当物体的速度与杆垂直时,杆的弹力可以对物体做功。以系统为研究对象，取悬点下方处所在平面为重力势能参考平面,根据机械能守恒定律可得,又因球与球在各个时刻对应的角速度大小相同,故。由以上两式得,,根据动能定理,可解出轻杆对、做的功。对有,所以；对有,所以。易错点五对过程分析不充分，没有注意到过程转换瞬间的能量变化5.[解析]设绳即将伸直时，绳与竖直方向的夹角为,如图甲所示,根据平抛运动规律有,,解得,,即绳绷紧时,绳刚好水平。如图乙所示,由于绳不可伸长,故绳绷紧时,沿绳方向的分速度消失,小球仅有速度,,以后小球在竖直平面内做圆周运动,设到达点正下方的速度为,由机械能守恒定律有,设此时绳对小球的拉力为,则有,解得。高考真题练真题考点一功和功率的计算1.C真题考点二动能和动能定理2.A真题考点三机械能守恒定律的应用3.B[解析]由于、在下滑过程中不分离,设在最高点的弹力为,方向沿斜面向下为正方向,斜面倾角为,、之间的弹力为,动摩擦因数为,刚下滑时根据牛顿第二定律对、有，对有，联立可得，由于对的弹力方向沿斜面向上，故可知在最高点的方向沿斜面向上；由于在最开始弹簧弹力也是沿斜面向上的，即弹簧一直处于压缩状态，所以上滑时，弹簧的弹力方向一直沿斜面向上，不发生变化，故正确；设弹簧原长在点，刚开始运动时距离点为,运动到最高点时距离点为；下滑过程、不分离，且弹簧一直处于压缩状态，上滑过程根据能量守恒定律可得，化简得，当位移为最大位移的一半时有，代入值可得，即此时加速度为0，故错误；由，再结合的结论可知，下滑过程中向上且逐渐变大，则下滑过程逐渐变大，根据牛顿第三定律可知对的压力逐渐变大，故错误；整个过程中弹力做的功为0,的重力做的功为0，当回到初始位置时速度为零，根据功能关系可知整个过程中、克服摩擦力所做的总功等于的重力势能减小量，故错误。4.（1）[解析]装置静止时，设、的拉力分别为、,受力平衡，,受力平衡，,,解得。（2）[解析]设装置转动的角速度为,对，有，对，有,解得。（3）[解析]上升的高度,、的动能分别为，，根据能量守恒定律可知，解得。真题考点四关于机械能守恒定律的实验5.（2）（7.882~7.884均可）[解析]小球的直径为。（3）B[解析]在测量时，因小球下落时间很短，如果先释放小球，有可能会出现时间记录不完整，所以应先接通数字计时器，后释放小球，故选。（4）[解析]设小球向下、向上先后通过光电门时的速度分别为、，则有,，则小球与橡胶材料碰撞过程中机械能的损失量为。（5）增大[解析]若调高光电门的高度，较调整之前小球会经历较大的空中距离，所以将会增大因空气阻力引