【文档说明】【精准解析】22021学年物理人教版必修第二册：第八章　4　机械能守恒定律.docx，共(7)页，200.342 KB，由envi的店铺上传

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4机械能守恒定律课后篇巩固提升基础巩固1.下列运动过程中,机械能守恒的是()A.热气球缓缓升空B.树叶从枝头飘落C.掷出的铅球在空中运动D.跳水运动员在水中下沉解析热气球缓缓升空过程中,空气的浮力做功,机械能不守

恒,选项A错误;树叶从枝头飘落,所受的空气阻力不能忽略,空气阻力做负功,其机械能不守恒,选项B错误;掷出的铅球在空中运动时,所受空气的阻力对其运动的影响可以忽略,只有重力做功,其机械能守恒,选项C正确;跳水运动员在水中下沉时,所受水的浮力做负功,其机械能不守恒,选项D错误。答案C2.如

图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在弹簧压缩到最短的整个过程中,下列关于能量的叙述正确的是()A.重力势能和动能之和总保持不变B.重力势能和弹性势能之和总保持不变C.动能和弹性势能之和总保持不变D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变解析球下落过程中受到的重

力做正功,弹力做负功,重力势能、弹性势能及动能都要发生变化,任意两种能量之和都不会保持不变,但三种能量相互转化,总和不变,选项D正确。答案D3.一物体从h高处自由下落,当其动能等于重力势能时(以地面为零势能面),物体的速度为()A.√𝑔ℎB.√2𝑔ℎC.2√𝑔ℎD.12√2𝑔ℎ解析设物体的

质量为m,其下落过程机械能守恒,有mgh=12mv2+Ep,Ep=12mv2,解得v=√𝑔ℎ,选项A正确。答案A4.以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑,如图所示

,三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3,不计空气阻力(斜上抛物体在最高点的速度方向水平),则()A.h1=h2>h3B.h1=h2<h3C.h1=h3<h2D.h1=h3>h2解析竖直上抛物体和沿斜面运动的物体,上升到最高点时,速度均为0,由机械能守恒定律得m

gh=12𝑚𝑣02,所以h=𝑣022𝑔,斜上抛物体在最高点速度不为零,设为v1,则mgh2=12𝑚𝑣02−12𝑚𝑣12,所以h2<h1=h3,故D对。答案D5.如图是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装

置的一部分,M是半径为R=1.0m、固定于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道,轨道上端切线水平,M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量m=0.01kg的小钢珠,假设某次发射的小钢珠沿轨道内

侧恰好能经过M的上端点水平飞出,g取10m/s2,弹簧枪的长度不计,则发射该小钢珠前,弹簧的弹性势能为()A.0.10JB.0.15JC.0.20JD.0.25J解析设小钢珠在M轨道最高点的速度为v,在最高点,由题意可得mg=m𝑣2𝑅,从发射前到最高点,由机械能守恒定律有Ep=mgR+12mv

2=0.15J,选项B正确。答案B6.(多选)质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L的不同长绳上,先将小球A、B拉至同一水平高度(如图所示)从静止释放,当两绳竖直时,不计空气阻力,则()A.两球的速率一样大B.两球

的动能一样大C.两球的机械能一样大D.两球所受的拉力一样大解析两球在下落过程中机械能守恒,开始下落时,重力势能相等,动能都为0,所以机械能相等,下落到最低点时的机械能也一样大,选项C正确;以小球A为研究对象,设小球到达最低点时的速度大小为vA,动能为EkA,小球所受的拉力大小为FA

,则mgL=12𝑚𝑣𝐴2,FA-mg=𝑚𝑣𝐴2𝐿,可得vA=√2𝑔𝐿,EkA=mgL,FA=3mg;同理可得vB=2√𝑔𝐿,EkB=2mgL,FB=3mg,选项A、B错误,D正确。答案CD7.如图所示,轻弹簧一端

与墙相连处于自然状态,质量为4kg的木块沿光滑的水平面以5m/s的速度运动并开始挤压弹簧,求:(1)弹簧的最大弹性势能;(2)木块被弹回速度增大到3m/s时弹簧的弹性势能。解析(1)对弹簧和木块组成的系统由机械能守恒定律有Epm=12

𝑚𝑣02=12×4×52J=50J(2)对弹簧和木块组成的系统由机械能守恒定律有12𝑚𝑣02=12𝑚𝑣12+Ep1所以Ep1=12𝑚𝑣02−12𝑚𝑣12=32J答案(1)50J(2)32J8.在跳水比赛中,有一个单项是“3m跳

板”。如图所示,其比赛过程可简化为:运动员走上跳板,跳板被压弯到最低点C,跳板又将运动员竖直向上弹到最高点,运动员做自由落体运动,竖直落入水中。将运动员视为质点,运动员质量m=60kg。(g取10m/s2)求:(1)跳板被压弯到最低点C时具有的弹性势能。(2)运动员入水前的速度大小。(可以用

根号表示结果)解析(1)运动员由C点运动到A点时,跳板的弹性势能转化为运动员增加的重力势能,则Ep=mghAC=60×10×(1.5+0.5)J=1200J。(2)运动员由A点开始做自由落体运动,机械能守恒,则mghA=1

2mv2解得v=√2𝑔ℎ𝐴=√2×10×4.5m/s=3√10m/s。答案(1)1200J(2)3√10m/s能力提升1.(多选)蹦床运动员与床垫接触的过程可简化为下述模型:运动员从高处落到处于自然状态的床垫(A位置

)上,随床垫一同向下做变速运动到达最低点(B位置),如图所示,有关运动员从A运动至B的过程,下列说法正确的是()A.运动员的机械能守恒B.运动员的速度一直减小C.合力对运动员做负功D.运动员先失重后超重解析由能量守恒定律可

知,运动员减小的机械能转化为床垫的弹性势能,故选项A错误;当F弹=mg时,a=0,在此之前,F弹<mg,加速度方向向下(失重),物体做加速运动;在此之后,F弹>mg,加速度方向向上(超重),物体做减速运动,选项B错误而选项D正确;从A位置到B位置,由动能定理得,W合=-

Ek0,选项C正确。答案CD2.(多选)如图所示,一物体从光滑斜面AB底端A点以初速度v0上滑,沿斜面上升的最大高度为h。下列说法正确的是(设下列情境中物体从A点上滑的初速度仍为v0)()A.若把斜面CB部分截去,物体冲过C点后上升的最大高度仍为hB.若把斜面AB变成

曲面AEB,物体沿此曲面上升仍能到达B点C.若把斜面弯成圆弧形D,物体仍沿圆弧升高hD.若把斜面从C点以上部分弯成与C点相切的圆弧状,物体上升的最大高度有可能仍为h解析根据题意,由机械能守恒可知,物体滑到高为h处时速度为零。要使物体上滑的高度仍为h,则物体

到达最高点时速度必为零。A、C情况,物体上升到最高点时速度不为零,所以所能达到的高度应小于h,选项A、C错误;B情况上升到最高点时速度必为零,故选项B正确;D情况上升到最高点时速度可能为零,所以高度也可能仍为h,故选项D正确。答案BD3.如图所示,在高1.5m的光滑平台上有一个质量为

2kg的小球被一细线拴在墙上,小球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧。当烧断细线时,小球被弹出,小球落地时的速度方向与水平方向成60°角,则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g取10m/s2)()A.10JB.15JD.20JD.25J

解析由2gh=𝑣𝑦2-0得vy=√2𝑔ℎ,即vy=√30m/s,落地时,tan60°=𝑣𝑦𝑣0,可得v0=𝑣𝑦tan60°=√10m/s,弹簧与小球组成的系统机械能守恒,在小球被弹出的过程中,由机械能守恒定律得E

p=12𝑚𝑣02,可求得Ep=10J,选项A正确。答案A4.(多选)重10N的滑块在倾角为30°的光滑斜面上,从a点由静止下滑,到b点接触到一个轻弹簧,滑块最低可以运动到c点,然后返回经过b点时离开弹簧,最后

又回到a点,已知ab=x1=1m,bc=x2=0.2m,那么在整个过程中()A.滑块动能的最大值是6JB.弹簧弹性势能的最大值是6JC.从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6JD.滑块和弹簧组成的系统机械能守恒解析以滑块和弹簧为系统,在滑块的整个运动过程中,只发生动能、重力势能和弹性势能之间的相

互转化,系统的机械能守恒,选项D正确;滑块从a到c重力势能减小了mg(x1+x2)sin30°=6J,全部转化为弹簧的弹性势能,选项A错误,B正确;从c到b弹簧恢复原长,弹簧的弹力对滑块做功,将6J的弹性势能全部转化为滑块的机械能,选项C正确。答案BCD5.如图所示,

质量为m的物体,以某一初速度从A点向下沿光滑的轨道运动,不计空气阻力,若物体通过轨道最低点B时的速度为3√𝑔𝑅,求:(1)物体在A点时的速度大小;(2)物体离开C点后还能上升的高度。解析(1)物体在运动的全过程中只有重力做功,机械能

守恒,选取B点为零势能点。设物体在B处的速度为vB,则mg·3R+12𝑚𝑣02=12𝑚𝑣𝐵2,得v0=√3𝑔𝑅。(2)设从B点上升到最高点的高度为h1,由机械能守恒可得mgh1=12𝑚𝑣𝐵2,h1=4.5R所以离开C点后还能上升h2=h1-R=3.5R。答案

(1)√3𝑔𝑅(2)3.5R6.(2020河北张家口期末)如图是弹簧枪发射钢珠前,测量弹簧的弹性势能的装置,M为半径R=1.6m、固定于竖直平面内的光滑半圆弧轨道,A、B分别是轨道的最低点和最高点;N为钢珠接收罩,它是一个与轨道的

最低点A相平的足够大的接收罩。在A放置水平向左的弹簧枪(枪的大小可忽略不计),可向M轨道发射速度不同的质量均为m=0.01kg的小钢珠,弹簧枪可将弹性势能完全转化为小钢珠的动能。g取10m/s2。(1)某次发射的小钢珠沿轨道恰好能经过B点,水平飞

出后落到N的某一点上,求该次发射钢珠前,弹簧的弹性势能Ep1;(2)另一次发射的小钢珠沿轨道从B点水平飞出后落到N上的位置与A点水平距离为s=4.8m,求此次发射钢珠前,弹簧的弹性势能Ep2。解析(1)在B处对小钢珠进行受力分析,由牛顿第二定律有mg=m𝑣𝐵2𝑅解得vB=√𝑔𝑅=4m/

s从发射钢珠到上升至B点的过程,由机械能守恒定律有Ep1=ΔEp+ΔEk1=mg·2R+12𝑚𝑣𝐵2解得Ep1=0.4J。(2)钢珠做平抛运动,有2R=12gt2s=vB'·t联立解得vB'=6m/s由机械能守恒定律有Ep2=ΔEp+ΔEk2=mg·2R+12m

vB'2解得Ep2=0.5J。答案(1)0.4J(2)0.5J获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com