【文档说明】【精准解析】高中物理必修第二册：第8章 第4节 机械能守恒定律.docx，共(8)页，896.856 KB，由envi的店铺上传

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第八章第四节请同学们认真完成[练案16]合格考训练(25分钟·满分60分)一、选择题(本题共6小题，每题6分，共36分)1．下列各种运动过程中，物体机械能守恒的是(忽略空气阻力)(D)A．将箭搭在弦上，拉弓的整个过程B．过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程C．在一根细

线的中央悬挂着一个物体，双手拉着细线慢慢分开的过程D．手握内有弹簧的圆珠笔，笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程解析：将箭搭在弦上，拉弓的整个过程中，拉力对箭做功，故机械能不守恒，故A错误；过山车在动力作

用下从轨道上缓慢上行的过程，动能不变，重力势能变大，故机械能不守恒，故B错误；在一根细线的中央悬挂着一物体，双手拉着细线慢慢分开的过程，动能不变，重力势能增大，故机械能不守恒，故C错误；笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程中，只有重力和弹

簧弹力做功，故机械能守恒，故D正确；故选D。2．如图，质量为m的苹果，从离地面H高的树上由静止开始落下，树下有一深度为h的坑。若以地面为零势能参考平面，则当苹果落到坑底时的机械能为(B)A．－mghB．mgHC．mg(H＋h)D．mg(H－h)解析：苹果下落过程

机械能守恒，开始下落时其机械能为E＝mgH，落到坑底时机械能仍为mgH。3．为了方便打开核桃、夏威夷果等坚果，有人发明了一款弹簧坚果开核器，它是由锥形弹簧、固定在弹簧顶部的硬质小球及放置坚果的果垫组成。如图所示，是演示打开核桃的三个步骤。则下列说法正确的是

(C)A．弹簧被向上拉伸的过程中，弹簧的弹性势能减小B．松手后，小球向下运动过程中，小球的机械能守恒C．小球向下运动过程中，弹簧对小球做正功D．打击过程中，果垫对核桃做负功解析：弹簧被向上拉伸过程中，弹簧的形变量增大，

故弹簧的弹性势能增大，故A错误；松手后，小球向下运动过程中，由于弹簧弹力做功，故小球的机械能不守恒，故B错误；小球向下运动过程中，弹力向下，故弹簧对小球做正功，故C正确；在打击过程中，核桃对果垫的作用力方向上没有发生位移，故果垫核桃

对树不做功，故D错误。4．(2020·天津二中高一下学期检测)如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项错误的是(A)A．物体落到海平面时的

势能为mghB．重力对物体做的功为mghC．物体在海平面上的动能为12mv20＋mghD．物体在海平面上的机械能为12mv20解析：若以地面为参考平面，物体落到海平面时的势能为－mgh，所以A选项错误

；此过程重力做正功，做功的数值为mgh，因而B正确；不计空气阻力，只有重力做功，所以机械能守恒，有12mv20＝－mgh＋Ek，在海平面上的动能为Ek＝12mv20＋mgh，C选项正确；在地面处的机械能为12mv20，因此在海平面上的机械能也为

12mv20，D选项正确。5．如图所示，一个质量为m，均匀的细链条长为L，置于光滑水平桌面上，用手按住一端，使L/2长部分垂在桌面下，(桌面高度大于链条长度)，现将链条由静止释放，则链条上端刚离开桌面时的动能为(D)A．0B．12mgL

C．14mgLD．38mgL解析：取桌面下L2为零势能面，根据机械能守恒定律得Ek＝mg2·L2＋mg2·L4＝38mgL，故选D。6．如图所示，倾角30°的斜面连接水平面，在水平面上安装半径为R的半圆竖直

挡板，质量m的小球从斜面上高为R/2处静止释放，到达水平面恰能贴着挡板内侧运动。不计小球体积，不计摩擦和机械能损失。则小球沿挡板运动时对挡板的作用力是(B)A．0.5mgB．mgC．1.5mgD．2mg解析：由机

械能守恒定律知，mgR2＝12mv2，又F＝mv2R得F＝mg，选项B正确。二、非选择题7．(11分)质量为25kg的小孩坐在秋千上，小孩重心离拴绳子的横梁2.5m，如果秋千摆到最高点时，绳子与竖直方向

的夹角是60°，秋千板摆到最低点时，忽略手与绳间的作用力，求小孩对秋千板的压力大小。(不计空气阻力，g取10m/s2)答案：500N解析：秋千摆到最低点过程中，只有重力做功，机械能守恒，则：mgl(1－cos60°)＝12mv2①在最低点时，设秋千对小孩的支持力

为FN，由牛顿第二定律得：FN－mg＝mv2l②解得：FN＝2mg＝2×25×10N＝500N，由牛顿第三定律得小孩对秋千板的压力为500N。8．(13分)如图所示，弯曲斜面与半径为R的竖直半圆组成光滑轨道，一个质量为m

的小球从高度为4R的A点由静止释放，经过半圆的最高点D后做平抛运动落在水平面的E点，忽略空气阻力(重力加速度为g)，求：(1)小球在D点时的速度vD；(2)小球落地点E离半圆轨道最低点B的距离x；(3)小球经过半圆轨道的C点(C点与圆心O在同一水平面)时对轨道的压力大小。答

案：(1)2gR(2)4R(3)6mg解析：(1)小球从A到D，根据机械能守恒定律可得：mg(4R－2R)＝12mv2D整理可以得到：vD＝2gR。(2)小球离开D点后做平抛运动，根据平抛运动规律可以得到：水平方向有：x＝vDt竖直方向有：2R＝12gt2整理可以得到：x＝4R。(3)从A到C，根

据机械能守恒定律得：mg(4R－R)＝12mv2C。在C点，设轨道对小球的支持力为N，根据牛顿第二定律：N＝mv2CR整理可以得到：N＝6mg。由牛顿第三定律可知，小球经过半圆轨道的C点时对轨道的压力为6mg。

等级考训练(15分钟·满分40分)一、选择题(本题共3小题，每题8分，共24分)1．一小球以一定的初速度从图示位置进入竖直光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2，圆轨道1的半径为R，轨道2的半径是轨道1的1.8倍，小球的质量为m，若小球恰好能通过轨道2的最高点B，则小球

在轨道1上经过A处时对轨道的压力为(C)A．2mgB．3mgC．4mgD．5mg解析：小球恰好能通过轨道2的最高点B时，有mg＝mv2B1.8R，小球在轨道1上经过A处时，有F＋mg＝mv2AR，根据机械能守恒定律，有1.6mgR＝1

2mv2A－12mv2B，解得F＝4mg，C项正确。2．如图所示，mA＝2mB，不计摩擦阻力，A物体自H高处由静止开始下落，且B物体始终在水平台面上。若以地面为零势能面，当物体A的动能与其势能相等时，物体A距地面高度是(B)A．H/5B．2H/5C．4H/5D．H/3解析：A、B组成的系统机

械能守恒，设物体A的动能与其势能相等时，物体A距地面的高度是h，A的速度为v则有：mAgh＝12mAv2，可得v2＝2gh从开始到距地面的高度为h的过程中，减少的重力势能为：ΔEP＝mAg(H－h)＝2mBg(H－h)增加的动能为：ΔEK＝12(mA＋mB)v2＝12(3mB)2g

h＝3mBgh，由ΔEP＝ΔEK得h＝25H。3．(多选)如图甲所示，一个小环套在竖直放置的光滑圆形轨道上做圆周运动。小环从最高点A滑到最低点B的过程中，其线速度大小的平方v2随下落高度h变化的图像可能是图乙所示四个图中的(AB)

解析：设小环在A点的速度为v0，选A点为零势面，由机械能守恒定律得－mgh＋12mv2＝12mv20得v2＝v20＋2gh，可见v2与h是线性关系，若v0＝0，B正确；v0≠0，A正确，故正确选项是A、B。二、非选择题4．(16分)

(2020·河北省唐山市高一下学期三校联考)山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如下，图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h1＝1.8m，h2＝4.0m，x1＝4.8m，x2＝8.0m。开始时，质量分别为M＝10kg和m＝2kg的大、小两只滇金丝猴分别位

于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头。大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤下端，荡到右边石头上的D点，此时速度恰好为零。运动过程中猴子均可看成质点，空气阻力不计，重力加速度g＝10m/s2。求：(1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值；(

2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小；(3)猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小。答案：(1)8m/s(2)45m/s(3)216N解析：猴子先做平抛运动，后做圆周运动，两运动过程机械能均守恒。寻求力的关系时要考虑牛顿第二定律。(1

)设大猴从A点水平跳离时速度最小值为vmin，根据平抛运动规律，有：h1＝12gt2①x1＝vmint②由①②式，得vmin＝8m/s③(2)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设荡起时速度为vC，有：(M＋m)gh2＝12(M＋m)v2C

④vC＝2gh2＝80m/s＝45m/s⑤(3)设拉力为F，青藤长度为L，在最低点，由牛顿第二定律得：F－(M＋m)g＝(M＋m)v2CL⑥由几何关系(L－h2)2＋x22＝L2⑦故L＝10m⑧综合⑤⑥

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