《2020春物理必修2（粤教版）分层训练：第四章 第四节 机械能守恒定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020春物理必修2（粤教版）分层训练：第四章 第四节 机械能守恒定律（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、A 级级 抓基础抓基础 1 关于机械能 下列说法中正确的是 关于机械能 下列说法中正确的是 A 物体做匀速运动 它的机械能一定守恒 物体做匀速运动 它的机械能一定守恒 B 物体只要做曲线运动 它的机械能一定守恒 物体只要做曲线运动 它的机械能一定守恒 C 合力对物体所做的功为零 它的机械能一定守恒 合力对物体所做的功为零 它的机械能一定守恒 D 合力对物体所做的功不为零 它的机械能可能守恒 合力对物体所做的功不为零 它的机械能可能守恒 解析 解析 做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒 比如降落伞匀做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒 比如降落伞匀 速下降 机械能减小 故速下降 机械能减小 故
2、A 错误 物体做曲线运动时 可能有除重力错误 物体做曲线运动时 可能有除重力 以外的力做功 机械能不守恒 比如在空气阻力不能忽略的情况下物以外的力做功 机械能不守恒 比如在空气阻力不能忽略的情况下物 体做平抛运动时机械能不守恒 故体做平抛运动时机械能不守恒 故 B 错误 合力对物体所做的功为零 错误 合力对物体所做的功为零 物体可能做匀速直线运动 机械能不一定守恒 比如降落伞匀速下降 物体可能做匀速直线运动 机械能不一定守恒 比如降落伞匀速下降 机械能减小 故机械能减小 故 C 错误 合力对物体所做的功不为零 可能仅受重力 错误 合力对物体所做的功不为零 可能仅受重力 只有重力做功 机械能守恒
3、 比如自由落体运动 故只有重力做功 机械能守恒 比如自由落体运动 故 D 正确 正确 答案 答案 D 2 质量为 质量为 1 kg 的物体从倾角为的物体从倾角为 30 长 长 2 m 的光滑斜面顶端由的光滑斜面顶端由 静止开始下滑 若选初始位置为零势能点 那么 当它滑到斜面中点静止开始下滑 若选初始位置为零势能点 那么 当它滑到斜面中点 时具有的机械能和重力势能分别是时具有的机械能和重力势能分别是 g 取取 10 m s2 A 0 J 5 J B 0 J 10 J C 10 J 5 J D 20 J 10 J 解析 解析 物体下滑时机械能守恒 故它下滑到斜面中点时的机械能物体下滑时机械能守恒
4、故它下滑到斜面中点时的机械能 等于在初始位置的机械能 下滑到斜面中点时的重力势能等于在初始位置的机械能 下滑到斜面中点时的重力势能 Ep mg sin 30 1 10 sin 30 J 5 J 故选项 故选项 A 正确 正确 L 2 2 2 答案 答案 A 3 如图所示 桌面高为如图所示 桌面高为 h 质量为 质量为 m 的小球从离桌面高为的小球从离桌面高为 H 处自处自 由落下 不计空气阻力 假设桌面处的重力势能为零 则小球落到地由落下 不计空气阻力 假设桌面处的重力势能为零 则小球落到地 面前瞬间的机械能为面前瞬间的机械能为 A mgh B mgH C mg H h D g H h 解析
5、解析 机械能是动能和势能的总和 因为选桌面为零势能面 所机械能是动能和势能的总和 因为选桌面为零势能面 所 以开始时机械能为以开始时机械能为 mgH 由于小球在下落过程中只受重力 所以小球 由于小球在下落过程中只受重力 所以小球 在落地之前机械能守恒 即在下落过程中任意一个位置机械能都与开在落地之前机械能守恒 即在下落过程中任意一个位置机械能都与开 始时机械能相等 故选项始时机械能相等 故选项 B 正确 正确 答案 答案 B 4 多选多选 如图所示 一根弹簧下端固定 竖立在水平面上 其正如图所示 一根弹簧下端固定 竖立在水平面上 其正 上方上方 A 位置有一个小球从静止开始下落 在位置有一个小
6、球从静止开始下落 在 B 位置接触弹簧的上端 位置接触弹簧的上端 在在 C 位置小球所受弹力大小等于重力 在位置小球所受弹力大小等于重力 在 D 位置小球速度减小到零 位置小球速度减小到零 在小球的下降阶段中 以下说法正确的是在小球的下降阶段中 以下说法正确的是 A 系统的机械能守恒 系统的机械能守恒 B 在 在 B 位置小球动能最大位置小球动能最大 C 在 在 C 位置小球动能最大位置小球动能最大 D 从 从 A C 位置小球重力势能的减少等于小球动能的增加位置小球重力势能的减少等于小球动能的增加 解析 解析 当弹簧弹力小于重力时 小球向下加速 当两个力相等时当弹簧弹力小于重力时 小球向下加
7、速 当两个力相等时 速度最大 然后做减速运动 重力势能的减小量等于动能的增加和弹速度最大 然后做减速运动 重力势能的减小量等于动能的增加和弹 性势能的增大之和 系统的机械能守恒 性势能的增大之和 系统的机械能守恒 A C 正确 正确 答案 答案 AC 5 如图所示 由距离地面 如图所示 由距离地面 h2 1 m 的高度处以的高度处以 v0 4 m s 的速度的速度 斜向上抛出质量为斜向上抛出质量为 m 1 kg 的物体 当其上升的高度为的物体 当其上升的高度为 h1 0 4 m 时时 到达最高点 最终落在水平地面上 现以过抛出点的水平面为零势能到达最高点 最终落在水平地面上 现以过抛出点的水平
8、面为零势能 面 重力加速度面 重力加速度 g 取取 10 m s2 不计空气阻力 则 不计空气阻力 则 A 物体在最大高度处的重力势能为 物体在最大高度处的重力势能为 14 J B 物体在最大高度处的机械能为 物体在最大高度处的机械能为 16 J C 物体在地面处的机械能为 物体在地面处的机械能为 8 J D 物体在地面处的动能为 物体在地面处的动能为 8 J 解析 解析 物体在最高点时具有的重力势能物体在最高点时具有的重力势能 Ep1 mgh1 1 10 0 4 J 4 J 故 故 A 错误 物体在最高点时具有的机械能等于刚抛出时的动错误 物体在最高点时具有的机械能等于刚抛出时的动 能 即能
9、 即 8 J 故 故 B 错误 物体在下落过程中 机械能守恒 任意位置错误 物体在下落过程中 机械能守恒 任意位置 的机械能都等于的机械能都等于 8 J 故 故 C 正确 物体落地时的动能正确 物体落地时的动能 Ek E Ep2 E mg h2 8 J 1 10 1 J 18 J 故 故 D 错误 错误 答案 答案 C 6 质量为 质量为 m 的物体 在距离的物体 在距离 h 高处 以高处 以 的加速度由静止竖直下的加速度由静止竖直下 g 3 落到地面上 下列说法中正确的是落到地面上 下列说法中正确的是 A 物体的重力势能减小 物体的重力势能减小 mgh 1 3 B 物体的机械能减小 物体的机
10、械能减小 mgh 1 3 C 物体的动能减小 物体的动能减小 mgh 1 2 D 物体的重力做功 物体的重力做功 mgh 解析 解析 物体在下落过程中 物体的重力做正功 为物体在下落过程中 物体的重力做正功 为 WG mgh 则重力势能减小则重力势能减小 mgh 物体的合力为 物体的合力为 F ma mg 则合力做功为 则合力做功为 1 3 mgh 根据动能定理可得物体的动能增加为 根据动能定理可得物体的动能增加为 mgh 所以物体的机械 所以物体的机械 1 3 1 3 能减小能减小 mgh 选项 选项 D 正确 正确 A B C 错误 错误 2 3 答案 答案 D B 级级 提能力提能力 7
11、 多选多选 荡秋千运动是一种常见的娱乐项目 一个重荡秋千运动是一种常见的娱乐项目 一个重 20 kg 的小的小 孩在荡秋千 秋千的长度为孩在荡秋千 秋千的长度为 2 5 m 小孩荡秋千到达最高点时与竖直 小孩荡秋千到达最高点时与竖直 方向的夹角为方向的夹角为 60 不计空气阻力 不计空气阻力 g 取取 10 m s2 则下列说法正确的 则下列说法正确的 是是 A 小孩子在最低点的速度为 小孩子在最低点的速度为 5 m s B 小孩子在最低点对秋千底部的压力为 小孩子在最低点对秋千底部的压力为 400 N C 小孩在整个过程中机械能不守恒 小孩在整个过程中机械能不守恒 D 小孩在最高点只受重力
12、小孩在最高点只受重力 解析 解析 设秋千板和小孩的总质量为设秋千板和小孩的总质量为 M 秋千板摆动过程 阻力忽 秋千板摆动过程 阻力忽 略不计 故机械能守恒 故略不计 故机械能守恒 故 MgL 1 cos 60 Mv2 代入数据得 代入数据得 1 2 v 5 m s 选项 选项 A 正确 以小孩为研究对象受力分析 最低点时受重正确 以小孩为研究对象受力分析 最低点时受重 力 支持力的作用 故力 支持力的作用 故 FN mg m 所以小孩所受支持力 所以小孩所受支持力 v2 L FN mg m 20 10 N 20 N 400 N 由牛顿第三定律可知 由牛顿第三定律可知 v2 L 52 2 5
13、小孩在最低点对秋千底部的压力为小孩在最低点对秋千底部的压力为 400 N 选项 选项 B 正确 小孩在整个正确 小孩在整个 过程中只有重力做功 故小孩的机械能守恒 选项过程中只有重力做功 故小孩的机械能守恒 选项 C 错误 小孩在最错误 小孩在最 高点受到重力和支持力的作用 选项高点受到重力和支持力的作用 选项 D 错误 错误 答案 答案 AB 8 如图所示 如图所示 B 物体的质量是物体的质量是 A 物体质量的一半 不计所有摩物体质量的一半 不计所有摩 擦 擦 A 物体从离地面高物体从离地面高 H 处由静止开始下落 以地面为参考面 当物处由静止开始下落 以地面为参考面 当物 体体 A 的动能
14、与其势能相等时 物体的动能与其势能相等时 物体 A 距地面的高度为距地面的高度为 设该过程中设该过程中 B 未与滑轮相碰未与滑轮相碰 A 0 4H B 0 2H C 0 8H D H 1 3 解析 解析 对对 A B 两物体组成的系统 只有重力做功 系统机械能两物体组成的系统 只有重力做功 系统机械能 守恒 守恒 B 的重力势能不变 所以的重力势能不变 所以 A 重力势能的减小量等于系统动能的重力势能的减小量等于系统动能的 增加量 增加量 有有 mAg H h mA mB v2 1 2 又物体又物体 A 的动能与其势能相等 即的动能与其势能相等 即 mAgh mAv2 1 2 联立上面两式得
15、联立上面两式得 mAg H h mAgh 3 2 得得 h 0 4H 故 故 A 正确 正确 B C D 错误 错误 答案 答案 A 9 蹦极蹦极 运动时 在运动员身上装好传感器 测量运动员在不运动时 在运动员身上装好传感器 测量运动员在不 同时刻的高度及速度 运动员及所带装备的总质量为同时刻的高度及速度 运动员及所带装备的总质量为 60 kg 弹性绳 弹性绳 原长为原长为 10 m 运动员从蹦极台自由下落 得到如图的速度 运动员从蹦极台自由下落 得到如图的速度 位移图位移图 象 则运动员下落到动能最大时和落到最低点时 绳的弹性势能分别象 则运动员下落到动能最大时和落到最低点时 绳的弹性势能分
16、别 为多大 请陈述应用相关定律解决问题的依据 为多大 请陈述应用相关定律解决问题的依据 解析 解析 运动员下落运动员下落 15 m 时 有最大动能 时 有最大动能 Ek1 mv2 60 152 J 6 750 J 1 2 1 2 重力势能减少了重力势能减少了 Ep1 mgh 60 10 15 J 9 000 J 由机械能守恒知 由机械能守恒知 Ep 弹 弹 1 Ep1 Ek1 9 000 J 6 750 J 2 250 J 当弹性绳最长当弹性绳最长 25 m 时 有最大弹性势能时 有最大弹性势能 Ep 弹 弹 2 mgh2 60 10 25 J 15 000 J 之所以认为下落过程机械能守恒 是因为图象中反映出 在弹性之所以认为下落过程机械能守恒 是因为图象中反映出 在弹性 绳未达到原长之前 下落绳未达到原长之前 下落 5 m 运动员获得了 运动员获得了 10 m s 的速度 由自由的速度 由自由 落体规律可知 机械能守恒 落体规律可知 机械能守恒 答案 答案 2 250 J 15 000 J 依据见解析 依据见解析 10 如图所示 质量分别为如图所示 质量分别为 3 kg 和和 5
