步步高 学案导学设计学年高中物理 第七章 第8节 机械能守恒定律课时作业 新人教版必修2文档格式.docx
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5.关于机械能守恒定律的适用条件,下列说法正确的是( )
A.只有重力和弹力作用时,机械能才守恒
B.当有其他外力作用时,只要合外力为零,机械能就守恒
C.当有其他外力作用时,只要其他外力不做功,机械能就守恒
D.炮弹在空中飞行不计阻力时,仅受重力作用,所以爆炸前后机械能守恒
6.
图3
从h高处以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的小球,如图3所示.若取抛出处物
体的重力势能为0,不计空气阻力,则物体着地时的机械能为( )
A.mghB.mgh+mv
C.mvD.mv-mgh
7.质量均为m的甲、乙、丙三个小球,在离地面高为h处以相同的动能在竖直平面内
分别做平抛、竖直下抛、沿光滑斜面下滑的运动,则( )
A.三者到达地面时的速率相同
B.三者到达地面时的动能相同
C.三者到达地面时的机械能相同
D.三者同时落地
【概念规律练】
知识点一 机械能守恒的判断
1.机械能守恒的条件是“只有重力对物体做功”这句话的意思是( )
A.物体只能受重力的作用,而不能受其他力的作用
B.物体除受重力以外,还可以受其他力的作用,但其他力不做功
C.只要物体受到的重力做了功,物体的机械能就守恒,与其他力做不做功无关
D.以上说法均不正确
2.如图4所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )
图4
A.甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,A机械能守恒
B.乙图中,在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时,物体B机械能守恒
C.丙图中,不计任何阻力时,A加速下落,B加速上升过程中,A、B组成的系统机械
能守恒
D.丁图中,小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时,小球的机械能守恒
知识点二 机械能守恒定律
3.如图5所示,
图5
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.若以
地面为参考平面且不计空气阻力,则( )
A.物体落到海平面时的重力势能为mgh
B.重力对物体做的功为mgh
C.物体在海平面上的动能为mv+mgh
D.物体在海平面上的机械能为mv
图6
4.假设过山车在轨道顶点A无初速度释放后,全部运动过程中的摩擦均可忽略,其他
数据如图6所示,求过山车到达B点时的速度.(g取10m/s2)
【方法技巧练】
一、链条类问题的分析方法
5.如图7所示,
图7
总长为L的光滑匀质铁链跨过一个光滑的轻小滑轮,开始时下端A、B相平齐,当略有
扰动时其一端下落,则当铁链刚脱离滑轮的瞬间,铁链的速度为多大?
二、系统机械能守恒问题的分析方法
6.如图8所示,
图8
A、B两球质量分别为4m和5m,其间用轻绳连接,跨放在光滑的半圆柱体上(半圆柱体
的半径为R).两球从水平直径的两端由静止释放.已知重力加速度为g,圆周率用π表
示.当球A到达最高点C时,求:
球A的速度大小.
三、机械能守恒定律的综合应用
7.如图9所示,
图9
质量不计的轻杆一端安装在水平轴O上,杆的中央和另一端分别固定一个质量均为m的
小球A和B(可以当做质点),杆长为l,将轻杆从静止开始释放,不计空气阻力.当轻杆
通过竖直位置时,求:
小球A、B的速度各是多少?
1.关于物体机械能是否守恒的叙述,下列说法中正确的是( )
A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B.做匀变速直线运动的物体,机械能一定不守恒
C.外力对物体做功等于零时,机械能一定守恒
D.若只有重力对物体做功,机械能一定守恒
2.如图10所示,
图10
物体在斜面上受到平行于斜面向下的拉力F作用,沿斜面向下运动,已知拉力F大小恰
好等于物体所受的摩擦力,则物体在斜面上的运动过程中( )
A.做匀速运动B.做匀加速运动
C.机械能保持不变D.机械能减小
3.
图11
如图11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,
下列关于机械能的叙述中正确的是( )
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保持不变
D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变
4.
图12
在下列几个实例中,机械能守恒的是( )
A.在平衡力作用下运动的物体
B.在竖直平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球
C.在粗糙斜面上下滑的物体,下滑过程中受到沿斜面向下的拉力,拉力大小等于滑动
摩擦力
D.如图12所示,在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球
5.如图13所示,
图13
一个小孩从粗糙的滑梯上加速滑下,对于其机械能的变化情况,下列判断正确的是( )
A.重力势能减小,动能不变,机械能减小
B.重力势能减小,动能增加,机械能减小
C.重力势能减小,动能增加,机械能增加
D.重力势能减小,动能增加,机械能不变
6.如图14所示,
图14
一根长为l1的橡皮条和一根长为l2的绳子(l1<
l2)悬于同一点,橡皮条的另一端系一A球,
绳子的另一端系一B球,两球质量相等,现从悬线水平位置(绳拉直,橡皮条保持原长)
将两球由静止释放,当两球摆至最低点时,橡皮条的长度与绳子长度相等,此时两球速
度的大小为( )
A.B球速度较大B.A球速度较大
C.两球速度相等D.不能确定
图15
7.在足球比赛中,甲队队员在乙队禁区附近主罚定位球,并将球从球门右上角贴着球门
射入,如图15所示.已知球门高度为h,足球飞入球门时的速度为v,足球质量为m,
不计空气阻力和足球大小,则该队员将足球踢出时对足球做的功为( )
A.mv2B.mgh+mv2
C.mghD.mv2-mgh
8.
图16
如图16所示,两个圆弧轨道固定在水平地面上,半径R相同,A轨道由金属凹槽制成,
B轨道由金属圆管制成,均可视为光滑轨道.在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A
和B由静止释放,小球距离地面的高度分别用hA和hB表示,对于下述说法中正确的是
( )
A.若hA=hB≥2R,则两小球都能沿轨道运动到最高点
B.若hA=hB=,由于机械能守恒,两小球在轨道上升的最大高度均为
C.适当调整hA和hB,均可使两小球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处
D.若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出,A小球的最小高度为,B小球在hB>
2R
的任何高度均可
9.如图17所示,
图17
在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧,上端O点与管口A的距离为2x0,一质量为m的
小球从管口由静止下落,将弹簧压缩至最低点B,压缩量为x0,不计空气阻力,则( )
A.小球运动的最大速度大于2
B.小球运动中的最大加速度为
C.弹簧的劲度系数为
D.弹簧的最大弹性势能为3mgx0
题 号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答 案
10.
图18
如图18所示,将一根长L=0.4m的金属链条拉直放在倾角θ=30°
的光滑斜面上,链条
下端与斜面下边缘相齐,由静止释放后,当链条刚好全部脱离斜面时,其速度大小为
________.(g取10m/s2)
11.如图19所示,
图19
质量为m的木块放在光滑的水平桌面上,用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为M的砝码
相连.已知M=2m,让绳拉直后使砝码从静止开始下降h(小于桌高)的距离,木块仍没
离开桌面,则砝码的速度为多少?
12.
图20
如图20所示,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出,经3.0s落到斜坡
上的A点.已知O点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角θ=37°
,运动员的质量m=
50kg.不计空气阻力.(取sin37°
=0.60,cos37°
=0.80,g取10m/s2)求:
(1)A点与O点的距离L;
(2)运动员离开O点时的速度大小;
(3)运动员落到A点时的动能.
第8节 机械能守恒定律
课前预习练
1.正功 增加 减少 负功 减少 增加 相同
2.克服弹簧弹力 弹性势能 正功 弹性势能 动能
3.W=-(Ep2-Ep1) Ek2-Ek1 Ep2+Ek2
4.重力或弹力 转化 守恒 Ek2+Ep2 Ep1-Ep2
5.C [机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功,也就是物体可以受其他力作用,只要其他力不做功或做功之和为零即可,故A、B均错,C正确.在炮弹爆炸过程中,爆炸时产生的化学能转化为机械能,机械能不守恒,D错.]
6.C [初态时机械能为mv,由于只有重力做功,机械能守恒,物体在任意时刻机械能都是这么大,故C正确.]
7.ABC [只有重力做功,机械能守恒,mgh+Ek1=Ek2=mv2,A、B、C对.]
课堂探究练
1.B [只有重力对物体做功指的是物体除受重力外,还可以受其他力作用,但其他力不做功,只有重力做功,故B对,A、C、D错.]
2.BCD [甲图中重力和弹力做功,物体A和弹簧组成的系统机械能守恒,但物体A机械能不守恒,A错.乙图中物体B除受重力外,还受支持力、拉力、摩擦力,但除重力之外的三个力做功的代数和为零,机械能守恒,B对.丙图中绳子张力对A做负功,对B做正功,代数和为零,A、B组成的系统机械能守恒,C对.丁图中小球的动能不变,势能不变,机械能守恒,D对.]
点评 判断机械能是否守恒时,对单个物体就看是否只有重力(或弹力)做功,或者虽受其他力,但其他力不做功;
对两个或几个物体组成的系统,就看是否只有重力或系统内弹力做功,若有其他外力或内力做功(如内部有摩擦等)且代数和不为零,则系统机械能不守恒.
3.BCD [物体抛出后运动的全过程机械能守恒,以地面为参考平面,物体的机械能表示为mv,也等于全过程中任意位置的机械能,D正确;
由动能定理知:
mgh=mv2-mv,所以在海平面上的动能为mgh+mv,C正确;
重力做的功WG=mgh,所以B正确;
到达海平面时的重力势能Ep=-mgh,A错误.所以正确答案为B、C、D.]
点拨 明
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