《2019-2020年高一物理 第6单元：达标训练（6、机械能守恒定律）（有解析） 大纲人教版.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020年高一物理 第6单元：达标训练（6、机械能守恒定律）（有解析） 大纲人教版.doc（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019-2020年高一物理 第6单元：达标训练（6、机械能守恒定律）(有解析) 大纲人教版基础巩固1.关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（）A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B.做变速运动的物体机械能可能守恒C.外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D.若只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒解析：解决该题的关键是掌握机械能守恒的条件.机械能守恒是动能和势能总和保持不变.物体做匀速运动，若重力势能发生变化，则机械能不守恒.除重力外其他外力做功为零，机械能守恒.答案：BD2.如图7-6-7，小球自高h处以初速度v0竖直下抛，正好落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起.弹簧质量不计，空气阻力不计，
2、则下列说法中正确的是（）图7-6-7A.小球落到弹簧上后立即做减速运动，动能不断减少，但动能与弹性势能总和保持不变B.在碰到弹簧后的下落过程中，系统的弹性势能与重力势能之和先变小后变大C.在碰到弹簧后的下落过程中，重力势能与动能之和一直减小解析：选小球、弹簧和地球三者组成的系统为研究对象，由于空气阻力不计，只有重力和弹簧弹力做功，机械能守恒，动能与势能（重力势能、弹性势能）相互转化，其总量保持不变.小球以一定的速度碰到弹簧后，将弹簧压缩.由于弹力随形变量的增大而增大，因此开始时弹力小于重力，合力方向向下，小球继续加速向下运动（选项A错误），动能增加，重力势能减少，弹性势能增加，但重力势能与弹性
3、势能之和将随动能的增加而减少.当小球运动到弹力大小与重力大小相等时，加速度为零，速度及相应的动能达到最大值，小球继续向下运动时，弹力大于重力，合力方向向上，小球做减速运动，动能减少，弹性势能继续增加，重力势能继续减少，但重力势能与弹性势能之和将随动能的减少而增加.当小球到达最低点时，小球的速度为零，动能为零，重力势能与弹性势能之和达到最大值，故在小球碰到弹簧后的下落过程中，重力势能与弹性势能之和经历了一个先变小后变大的过程，选项B正确.小球接触弹簧后，因弹簧不断被压缩，弹性势能不断增加，故重力势能与动能之和一直减小（因动能、重力势能与弹性势能之和保持总量不变），选项C正确.小球从最低点反弹后，
4、动能、重力势能和弹性势能经历了相反的变化过程，最后小球离开弹簧回到出发点时，由机械能守恒定律知道，小球还有一个大小为v0、方向向上的速度，从而继续上升（竖直上抛）至最高点.选项D错误.答案：BC3.如图7-6-8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点无初速地释放，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（）图7-6-8A.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.重物的机械能减少解析：物体从A点释放后，在从A点向B点运动的过程中，物体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
5、以，物体减少的重力势能一部分转化为物体的动能，另一部分转化为弹簧的弹性势能.对物体和弹簧构成的系统，机械能守恒，但对物体来说，其机械能减少.答案：AD4.木块静挂在绳子下端，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到一定高度，如图7-6-9所示.从子弹开始射入到共同上摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是 （）图7-6-9A.子弹的机械能守恒B.木块的机械能守恒C.子弹和木块的总机械能守恒D.以上说法都不对解析：本题容易错选C项，原因是忽略了一个过程，即子弹的入射过程，此过程虽然很短促，但发生的变化很大.在此过程中，子弹克服阻力做了功，由于摩擦生热，有部分机械能转化为内能，正确的
6、选项应为D.答案：D5.如图7-6-10所示，一个质量为m的物体（可视为质点）以某一速度从A点冲上倾角为30的固定斜面，其运动的加速度为3g/4，物体在斜面上上升的最大高度为h.则在这个过程中物体（）图7-6-10A.重力势能增加了3mgh/4B.重力势能增加了mghC.动能损失了mghD.机械能损失了mgh/2解析：物体上升了h高度，则重力势能增加了mgh，物体所受的合外力为：合外力对物体所做的功为：由动能定理知，物体的动能减少了.设物体所受的摩擦力为F，则物体上滑过程中摩擦力做的功为：所以，物体损失的机械能为，选项B、D正确.答案：BD6.一个物体从距离地面h高处自由下落，当它的动能与其重
7、力势能相等时，下落的时间为（）A. B. C. D.解析：此过程机械能守恒，只要依据运动学公式求得小球下落高度一半所需时间即可.设该物体动能与重力势能相等时的速度为v，则此时，由机械能守恒定律得Ek+Ep=mgh，两式联立求得v=gh.再由自由落体公式v=gt，求出下落的时间.答案：B给合应用7.如图7-6-11所示，一个小滑块从半圆形光滑轨道上端由静止开始滑下.当滑到轨道最低点时，关于滑块动能大小和对轨道的最低点的压力，下列结论正确的是（）图7-6-11A.轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道的压力越大B.轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道的压力减小C.轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道的压力
8、与半径无关D.轨道半径变化时，滑块的动能和对轨道的压力都不变解析：由机械能守恒定律列式，由牛顿第二定律列式，由两式求解作出分析判断.滑块质量为m，沿半圆形光滑轨道下滑过程中，轨道对滑块的弹力不做功，只有重力做功，机械能守恒.设轨道半径为R，选过轨道最低点的水平面为零势能参考平面，滑块通过最低点时的速度为v，动能为Ek2，受轨道支持力为FN，则由机械能守恒定律得：此式表明：轨道半径R越大，滑块动能Ek2就越大，速度v也越大.滑块经过最低点时，由牛顿第二定律得：式联立解得轨道对滑块的弹力为FN=3mg 再由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的弹力大小与轨道对滑块的弹力大小等大反向，即滑块对轨道的压力大小
9、为3mg，与轨道半径R的大小无关，方向向下.综上所述可知，本题的正确选项是C.答案：C8.（经典回放）一个质量为0.3 kg的弹性小球，在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同.则碰撞前后小球速度变化量的大小v和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为（）A.v=0B.v=12 m/sC.W=0D.W=10.8 J解析：设小球碰撞前的速度方向为负方向，则有v=v-（-v）=2v=12 m/s，碰撞过程中墙对小球做的功大小故选项B、C正确.答案：BC 9.一个物体在地面附近以2 m/s2的加速度匀减速上升，则在物体上升的过程中，物体的机械能如何
10、变化？解析：这个问题容易产生如下思维误区：因物体匀减速上升，高度增大，势能增大，速度减小，动能减小，所以认为机械能不变或无法确定.要知道机械能是否变化，就是要知道除重力以外其他的力有没有对物体做功，如果其他力对物体做正功，物体的机械能就增加，反之则减小.本例中物体以2 m/s2的加速度上升，小于物体只受重力时的加速度，因此物体必然受到向上的拉力作用，拉力做正功，物体的机械能一定增大.10.以10 m/s的速度将质量为m的物体从地面上竖直向上抛出去，不计空气阻力，取g=10 m/s2，则：（1）物体上升的最大高度是多少？（2）上升过程中在何处重力势能和动能相等？（3）下降过程中在何处重力势能和动
11、能相等？解析：以地面为零势能参考平面，因物体在竖直上抛整个运动过程中只受重力作用，机械能守恒，故应用机械能守恒定律解题.（1）研究物体竖直向上运动的全过程：在地面上时机械能为（v0=10 m/s），在最高点时机械能为E2=mgH（H为离地的最大高度），由机械能守恒定律E2=E1知则物体上升的最大高度为：m=5 m.（2）设物体上升至离地高度为h1处时，其重力势能与其动能相等，即由机械能守恒定律得二式联立解得所求高度为m=2.5 m.（3）设物体由最大高度H处下降至离地高度为h2处时，其重力势能和动能相等，即由机械能守恒定律得：式联立解得所求高度为：m=2.5 m11.(北京理综)AB是竖直平面
12、内的四分之一圆弧轨道，在下端B与水平直轨道相切，如图7-6-12所示.一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑.已知圆轨道半径为R，小球的质量为m，不计各处摩擦，求：图7-6-12（1）小球运动到B点时的动能；（2）小球下滑到距水平轨道的高度为时速度的大小和方向；（3）小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时，所受轨道支持力NB、NC各是多大？解析：（1）根据机械能守恒Ek=mgR.（2）根据机械能守恒Ek=Ep小球速度大小速度方向沿圆弧的切线向下，与竖直方向成30.（3）根据牛顿运动定律及机械能守恒，在B点 , 解得：Nb=3mg，在C点：Nc=mg.12.如图7-6-13所示，一直杆长L，质量不
13、计，能绕O点在竖直平面内转动，杆的中点固定有小球B，另一端固定有小球A，两球的质量均为m，开始时细杆处在水平位置，由静止释放.图7-6-13（1）细杆与两个小球在竖直平面内运动时，该系统机械能守恒吗？为什么？（2）细杆通过竖直位置时，A、B两球的线速度vA、vB各多少？（3）对A、B两球来讲，它们在运动过程中机械能各自守恒吗？为什么？解析：摆动过程中只有球的重力做功，系统机械能守恒，初始位置两球机械能（重力势能）守恒，由于两球在最低点的角速度相等，可计算得出最低点两球的机械能不同，对每个小球而言机械能不守恒（可依据机械能守恒定律与线速度公式v=r列式计算）.（1）对A、B两球与细杆组成的系统而
14、言，所受的外力有重力和O点的支持力，运动过程中，O点的支持力不做功，只有重力做功，故系统的机械能守恒.（2）取过O点的水平面为参考平面，根据机械能守恒定律，有由于mA=mB=m，因此上式化简为va2+vb2=3gL因A、B球固定在同一细杆上，故运动的角速度相等，其线速度的大小关系为vA=2vB式联立解得细杆通过竖直位置时，A、B两球的线速度大小分别为，.（3）在运动过程中A球机械能的变化量为B球机械能的变化量为式代入式得EA=0.2mgLEB=-0.2mgL虽然对A、B两球而言，其各自机械能不守恒，A球的机械能增加了0.2mgL，B球的机械能就减少了0.2mgL（通过细杆相互做功），而EA+EB=0，表明把两球与细杆作为一个系统，其机械能守恒.
