《2020-2021学年高中物理人教版必修2习题：第七章 机械能守恒定律 第8节 机械能守恒定律6》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020-2021学年高中物理人教版必修2习题：第七章 机械能守恒定律 第8节 机械能守恒定律6（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 - 第第 8 8 节机械能守恒定律节机械能守恒定律 （满分 100 分，60 分钟完成） 班级_姓名_ 第卷第卷( (选择题选择题 共共 4848 分分) ) 一、一、选择题选择题：本大题共本大题共 8 8 小题，小题，每小题每小题 6 6 分，分，共共 4848 分。在每小题给出的四个选项中，至少有分。在每小题给出的四个选项中，至少有 一个选项正确，一个选项正确，选对的得选对的得 6 6 分，分，对而不全得对而不全得 3 3 分。分。选错或不选的得选错或不选的得 0 0 分。分。 1物体在平衡力作用下的运动中 （ ） A物体的机械能一定不变 B如果物体的重力势能有变化，则它的机械能一
2、定有变化 C物体的动能一定不变，但重力势能一定变化 D物体的重力势能可能变化，但它的机械能一定不变 2从离水平地面同样的高度分别竖直上抛质量不同的甲、乙两个小球，甲球的初速度为v1， 乙球的初速度为v2，不计空气阻力，当两球落地时，甲的速率为乙的 2 倍，则 （ ） Av12v2 Bv12v2 Cv2v12v2 D以上三种情况都有可能 3人在高h处向斜上抛出一质量为m的物体，物体到最高点的速度为v1，落地速度为v2，人 对这个物体做的功为 （ ） A 2 1 mv22 2 1 mv12 B 2 1 mv22 C 2 1 mv22mgh D 2 1 mv12mgh 4 如图 1 所示，一根长为l
3、1的橡皮条和一根长为l2的绳子（l1l2）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 （ ） 图 1 AA球速度较大 BB球速度较大 C两球速度相等 D不能确定 5 从地面以仰角斜上抛一个质量为m的物体，初速度为v0，不计空气阻力，取地面物体 - 2 - 的重力势能为零，当物体的重力势能是其动能 3 倍时，物体离地面的高度为 （ ） A g v 4 3 2 0 B g v 8 3 2 0 C g v 8 2 0 D g v 2 2
4、0 6 某同学身高 1.8 m， 在运动会上他参加跳高比赛， 起跳后身体横着越过了 1.8 m 高度的横杆， 据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为（g10 m/s2） （ ） A2 m/s B4 m/s C6 m/s D8 m/s 7如图 2 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中正确的应是 （ ） 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 图 2 8水平抛出一物体，落地时的速度方向与水平方向的夹角为，取地面为参考平面，则物体 被抛出时，
5、其重力势能和动能之比为 （ ） Atan Bcot Ccot2 Dtan2 第卷（非选择题，第卷（非选择题，共共 5252 分）分） 二、填空、二、填空、实验题实验题：本大题共本大题共 5 5 小题，小题，每小题每小题 5 5 分，分，共共 2525 分。把正确答案填写在题中横线上分。把正确答案填写在题中横线上 或按要求作答。或按要求作答。 9某人在 20m 高的平台上抛出一个质量为 1kg 的小球，落地时小球的动能是抛出时动能的 5 倍，则小球抛出时的速度为_m/s，人对小球做的功为_J（g10 m/s2） 。 - 3 - 10物体从离地面高为h处自由落下，其能量随高度变化的关系如图 3 所
6、示的三条直线，则表示动能随高度变化的是_；表 示势能随高度变化的是 _；表示机械能随高度变化的是 _； 11如图 4 所示，长为l的细绳一端固定，另一端拴质量为m的小球，将小球拉至水平位置 后由静止释放，则小球摆到最低点速度为_，此时细绳对小球拉力为_。 图 4 12气球以 10 ms 的速度匀速上升，当它上升到离地 15 m 高时，从气球里掉下一个物体， 如果不计空气阻力，则物体落地时的速度为_m/s。 13将物体由地面竖直上抛，不计空气阻力，物体能够达到的最大高度为H。当物体在上升过 程中的某一位置，它的动能是重力势能的 2 倍，则这一位置的高度为_（取地 面为参考面） 。 三、三、计算题
7、计算题：本大题共本大题共 2 2 小题，小题，计计 2727 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步 骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 14 （12 分）小球A用不可伸长的轻绳悬于O点，在O点的正下方有一固定的钉子B，OBd， 如图 5 所示。开始时，小球与O在同一水平面处无初速释放，绳长为L.不计轻绳与钉子 碰撞时的能量损失，为使球能绕B点做圆周运动，试求d的取值范围。 A B C O d 图 5 EK h O 图
8、3 - 4 - 15 （15 分）如图 6 所示，半径为R的半圆槽木块固定在水平地面上，质量为m的小球以某速 度从A点无摩擦地滚上半圆槽，小球通过最高点B后落在水平地面C处，已知ACAB2R， 求： A B C 图 6 （1）小球在A点的速度； （2）小球在B点时木块对它的压力。 参考答案 一、选择题：一、选择题： 1 【答案】B 【点拨】物体在平衡力作用下，动能一定不变.但重力势能可能变化，故机械能可能变化.例 如，空中匀速下落的物体，重力势能减小，机械能减小。物体在外力作用下沿粗糙水平面匀 速前进，重力势能不变，机械能不变。 2 【答案】A 【点拨】设两球的抛出高度为h，两球的落地速度分别
9、为 1 v 、 2 v ，则 1 v 2 2 v 。由机械能守恒 定律得：mgh 2 1 mv2 2 1 2 mv ，所以，抛出速度为vghv2 2 。对乙球：v2 2 2 2vgh 对甲球：v1 2 1 2vgh 2 2 42vgh 2 2 4(2)vgh 2v2，所以，v12v2，A 正确。 3 【答案】C - 5 - 【点拨】人对物体做的功，等于在人抛出物体时物体获得的动能。 4 【答案】B 【点拨】这里要考虑橡皮筋的弹性势能的变化情况，二者下落的高度相同，两个物体的质量 又相同，所以初状态的机械能是相等的，在球下落的过程中，拉A球的橡皮筋的弹性势能增 大，所以A球的机械能要减小，A球到
10、达最低点时的速度较小。 5 【答案】B 【点拨】不考虑空气阻力，斜上抛的物体在运动的全过程中，只有重力做功，其机械能守恒， 设物体在高h处速度为v1， 则有 2 1 mv02 2 1 mv12mgh， 由题意有mgh3 2 1 mv12， 整理得 2 1 mv02 3 4 mgh，解得h g v 8 3 2 0 ，B 正确。 6 【答案】B 【点拨】设该同学的重心在其身体的中点上，把他看成质点，他上升的最大高度是 0.9 m，根 据机械能守恒， 2 1 mv02mgh，v022 gh18 m2/s2，所以v0最接近 4 m/s。 7 【答案】D 【点拨】在球从高处下落到弹簧压缩到最短的过程中，
11、重力势能、动能、弹性势能相互转化， 其总和不变，选项 D 正确。 8 【答案】D 【点拨】设物体抛出点的高度为h，初速度为v0，则落地时速度为v 0 cos v ，平抛过程只有 重力做功，物体机械能守恒，得mgh 2 1 mv02 2 1 mv2 2 1 m 2 2 0 cos v ，所以mgh 2 1 mv02tan2，D 正确。 二、填空、实验题：二、填空、实验题： 9 【答案】10；50 【点拨】根据机械能守恒，结合已知条件有： 222 00 111 5 222 mghmvmvmv ，解得：v0 10m/s；人对小球做的功提供小球的初动能，有： 2 0 1 2 Wmv50J。 10 【答
12、案】； 【点拨】物体在下落过程中动能随离地高度的减小而增大，势能随离地高度的减小而减小， 机械能不变。 - 6 - 11 【答案】gl2；3mg 【点拨】要求在最低点的速度，可以根据机械能守恒来进行求解，而要求小球对细绳的拉力， 合力提供小球做有圆周运动的向心力。 12 【答案】20 【点拨】物体离开气球后，以 10m/s 的初速度做竖直上抛运动，由机械能守恒定律得：mgh 2 1 mv02 2 1 mvt2，物体落地时的速度为vtghv2 2 0 20m/s。 13 【答案】 3 1 H 【解析】设物体上升到高h处时，动能是重力势能的 2 倍，即 2 1 mv22mgh。由机械能守恒定 律得
13、：mgH 2 1 mv2mgh，解得：h 3 1 H。 三、计算题：三、计算题： 14 【答案】 5 3L dL 【解析】由圆周运动的知识可知，当小球以B点为圆心做圆周运动时，到达最高点时向心力 由重力提供时速度最小，即 mgm r v 2 0 m dL v 2 0 解得：v0)(dLg 取v0所在处的平面为零势能面， 对小球由开始运动到v0所在处运用机械能守恒定律可得 ：mg （L2r） 2 1 mv02 又rLd 解得：d 5 3L 小球做圆周运动的轨道半径越小，即d越大，小球越容易通过圆周的最高点，综合上述分析， 距离d的值范围应为： 5 3L dL。 15 【答案】 （1）vAgR5；（2）FN0 【解析】 （1）小球由B到C做平抛运动，则有 2 B Rv t - 7 - 2 1 2 2 Rgt 解得：vBgR 小球由A到B的过程中，机械能守恒，有 mg2R 2 1 mvA2 2 1 mvB2 解得：vAgR5。 （2）在 B 点，根据向心力公式，有： FN mg 2 B v m R 解得：FNm R vB 2 mg0。
