《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3》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3（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 - 第第 8 8 节节 机械能守恒定律机械能守恒定律 （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 6 6 小题，小题，每小题每小题 8 8 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 8 8 分，分，对而不全得对而不全得 4 4 分。分。选错或不选的得选错或不选的得 0 0 分。分。 1对于做变速运动的物体而言，下列说法正确的是 （） A若改变物体速度的仅是重力，则物体的机械能保持不变
2、 B若改变物体速度的不是重力和弹力，则物体的机械能一定改变 C若改变物体速度的是摩擦力，则物体的机械能一定改变 D在物体速度增大的过程中，其机械能可能减小 2 如图 1 所示，长为 2L的轻杆上端及其正中央固定两个质量均为m的小球，杆竖直立在光 滑的水平面上，杆原来静止，现让其自由倒下，设杆在倒下过程中着地端始终不离开地面， 则A着地时的速度为 （） 图 1 AgL15 5 1 BgL15 5 2 CgL30 5 1 D gL30 5 2 3如图 2 所示的装置中，木块M与地面间无摩擦，子弹以一定的速度沿水平方向射向木块并 留在其中，然后将弹簧压缩至最短.现将木块、子弹、弹簧作为研究对象，从子
3、弹开始射入木 块到弹簧至最短的过程中系统的 （） 图 2 A机械能守恒 B机械能不守恒 C产生的热能等于子弹动能的减少量 D弹簧压缩至最短时，动能全部转化成势能 - 2 - 4一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和 2m的小球A和B.支架的两直角边长度 分别为 2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦地转动，如图 3 所示.开始时OA边处 于水平位置，由静止释放，则 （ ） O 2 l l m 2 m A B 图 3 AA球的最大速度为 2gl BA球速度最大时，两小球的总重力势能最小 CA球速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为 45 DA、B两球的最大速度之比vAvB21 5如图
4、 4 所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为 2m的小球， B处固定质量为m的小球.支架悬挂在O点，可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转 动.开始时OB与地面相垂直，放手后开始运动.在不计任何阻力的情况下，下列说法中正确的 是 （ ） AA球到达最低点时速度为零 BA球机械能减少量等于B球机械能增加量 CB球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动的高度 D当支架从左向右回摆时，A球一定能回到起始高度 6如图 5 所示，质量均为m的小球A、B用长为L的细线相连，放在高为h的光滑水平桌面 上（L2h） ，A球刚好在桌边。从静止释放两球，若A、B两球落地后均不再弹
5、起，则下面说 法中正确的是 （ ） AA球落地前的加速度为 2 g BB球到达桌边的速度为2gh CA、B两落地的水平距离为2h D绳L对B球做的功为 1 2 mgh 第卷（非选择题，第卷（非选择题，共共 5252 分）分） h L AB 图 5 图 4 - 3 - 二、填空、二、填空、实验题实验题：本大题共本大题共 3 3 小题，小题，每个空格每个空格 8 8 分，分，共共 2424 分。把正确答案填写在题中横线分。把正确答案填写在题中横线 上或按要求作答。上或按要求作答。 7如图 6 所示，通过空间任意一点A可作无数个斜面，如果物体从A点分 别沿这些倾角各不相同的光滑斜面滑下，那么物体在这
6、些斜面上速率 相同的点所构成的面是_。 8某同学在离地面高为 10m 的地方奋力抛出一个小石块，已知石块落地时的速度为 20m/s， 则该同学抛出石块时的速度为v0_m/s。 9 如图 7 所示，ABCD为光滑轨道，其中ABC为半径是R的四分之 一圆弧，CD水平。今有一根粗细均匀的细杆恰好搁在AC之间， 现由静止开始释放细杆，最后细杆在CD上滑行的速度为v _。 三、三、计算题计算题：本大题共本大题共 2 2 小题，小题，计计 2828 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
7、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。 10 （12 分）如图 8 所示，一个质量为m的物体自高h处自由下落，落在一个劲度系数为k的 轻质弹簧上。求：当物体速度达到最大值v时，弹簧对物体做的功为多少？ h m 图 8 11 （16 分） 如图 9 所示， 质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B 相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮， 一端连物体A，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖 直方向。现在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放，已知它恰
8、好能使 B 离开 地面但不继续上升。 若将C换成另一个质量为(m1+m3)的物体D， 仍从上述初始位置由静止 状态释放，则这次B刚离地时D的速度的大小是多少?已知重力加 速度g。 A 图 O R B A CD 图 7 图 9 - 4 - 参考答案 一、选择题：一、选择题： 1 【答案】A 【点拨】若改变物体速度的仅是重力，则只有重力对物体做功，物体的机械能保持不变，A 正 确；若改变物体速度的不是重力和弹力，如果物体在水平面内做匀速圆周运动，则物体速度 改变而机械能不变，B 错误；若改变物体速度的是摩擦力，只要摩擦力对物体不做功，则物体 的机械能就可以不变，C 错误；在物体速度增大的过程中，物
9、体的动能增加，但如果有重力和 弹簧弹力以外的力对物体做了负功，其机械能可能减小，D 正确。 2 【答案】D 【点拨】A物体落地时B物体同时落地，且B物体落地时的速度是A物体落地时速度的一半， 两个物体组成的系统机械能守恒，有 22 111 2() 222 AA mglmglmvmv，解得vA gL30 5 2 。 3 【答案】B 【点拨】在子弹射入木块的过程中，由于子弹和木块两个物体间的摩擦力做功，内能增加， 机械能不守恒。子弹动能的减小量用于系统内能的增加和弹性势能的增加。 4 【答案】BCD 【点拨】因为两球的角速度相同，而线速度正比于半径，故A、B两球的速度之比vAvB21， 当然其最大
10、速度之比也是 21，D 正确；由机械能守恒定律可知当两小球的总重力势能最小 时两球的动能最大，当然此时A球速度最大，B 是正确；设O点为零势能面，OA转过时，B 球达到最大速度vB，A球达到最大速度vA（如图所示） ，由机械能守恒定律得 2 l l A B - 5 - 2 1 mvA2+ 2 1 2mvB2mg2lsin2mglcos2mgl 又vAvB21 联立解得 ：vA 2 3 2 2sin(45 )2 3 glgl ，根据数学知识我们可以看出， 当45时A 球速度最大，最大速度为vAm 2 3 2( 21) 3 gl，A 错误、C 正确。 5 【答案】BCD 【点拨】两球在运动过程中只
11、有重力做功，A、B两球及地球所组成的系统机械能应守恒。若 以初始状态B球所在水平面为零势能面，则总的机械能为 2mgh，当A球在最低点时B球的势 能为mgh，系统减少的重力势能mgh转化成了A、B两球的动能，因此，B球还要继续上升。 在整个过程中系统机械能守恒， 则A球机械能减少量等于B球机械能增加量。 本题答案应为BCD。 6 【答案】ACD 【点拨】A球落地前以两球整体为对象，根据牛顿第二定律有，求得加速度为 2 g ，A 正确；从 释放到 A 球落地，根据机械能守恒，有： 2 1 2 2 mghmv ，解得：vgh，两球落地后均不 再弹起，所以A、B两落地的水平距离为svt2h，B 错误
12、，C 正确；绳L对B球做的 功等于B球获得的动能，W 2 11 22 mvmgh ，D 正确。 二、填空、实验题：二、填空、实验题： 7 【答案】水平面 【点拨】物体沿光滑斜面滑下，仅有重力做功，机械能守恒。因在A点时速度均为零，即初 态机械能相等；故速率相同（末动能相同）的点，其势能必相同，即离A点的高度相同，因 此这些点所构成的面是水平面。 8 【答案】102 【点拨】选地面处为重力势能的零势能参考平面，根据机械能守恒有： 22 0 11 22 mghmvmv， 解得：v0102m/s。 9 【答案】gR 【点拨】细杆在下滑过程中只有重力做功，机械能守恒，取CD为参考平面，有： 2 1 2
13、2 R mgmv，解得：vgR。 三、计算题：三、计算题： - 6 - 10 【答案】 2 1 mv2mgh k mg 2 )( 【解析】在物体与弹簧相互作用的过程中，开始时弹力较小，故物体向下加速，这时弹力F 逐渐增大，物体的加速度a逐渐变小，当重力与弹力相等时，物体的速度刚好达到最大值v。 设物体向下的速度v最大时，弹簧的形变量即压缩量为x，则 mgkx 物体与弹簧组成的系统只有重力、弹力做功，故系统的机械能守恒。当物体速度达到最大v 时，弹簧的弹性势能为Ep，由机械能守恒定律有 mg(hx) 2 1 mv2Ep 由两式可得： Epmgh k mg 2 )( 2 1 mv2。 由功能关系可
14、知，弹簧弹性势能的增加量与弹簧力做功的数值相等，故弹簧对物体所做的功 为： WEp 2 1 mv2mgh k mg 2 )( 。 11 【答案】 2 112 13 2() (2) m mm g mm k 【解析】开始时，A、B静止，设弹簧压缩量为x1，有： kx1mlg 挂 C 并释放后，C 向下运动，A 向上运动，设B刚要离地时弹簧伸长量为x2，有： kx2rn2g B不再上升，表示此时A和C的速度为零，C已降到其最低点。由机械能守恒，与初始状态相 比，弹簧弹性势能的增加量为： E 312112 ()()m g xxm g xx C换成D后，当B 刚离地时弹簧势能的增量与前一次相同，由能量关系得 22 3113112112 11 ()() ()() 22 mm vm vmm g xxm g xxE 由式得 - 7 - 2 13112 1 (2)() 2 mm vm g xx 由式得 v 2 112 13 2() (2) m mm g mm k
