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1、BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具第第 7 章章 第第 8 课时课时 机械能守恒定律机械能守恒定律基础夯实1(2011华安、连城等六校联考)关于机械能守恒的叙述，正确的是( )A做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒B做变速直线运动的物体机械能不可能守恒C合外力为零时，机械能一定守恒D只有重力对物体做功，物体的机械能不一定守恒答案：A2(2010唐山二中高一检测)游乐场中的一种滑梯如图所示小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则( )A下滑过程中支持力对小朋友不做功B下滑过程中小朋友的重力势能增加C整个运动过程中小
2、朋友的机械能守恒D在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功答案：AD解析：下滑过程中支持力的方向总与速度方向垂直，所以支持力不做功，A 正确；越往下滑动重力势能越小，B 错误；摩擦力的方向与速度方向相反，所以摩擦力做负功，机械能减少，D 正确，C 错误 3(2009朝阳区高一检测)北京残奥会的开幕式上，三届残奥会冠军侯斌依靠双手牵引使自己和轮椅升至高空，点燃了残奥会主火炬，其超越极限、克服万难的形象震撼了大家的心灵假设侯斌和轮椅是匀速上升的，则在上升过程中侯斌和轮椅的( )A动能增加 B重力势能增加C机械能减少 D机械能不变答案：B解析：匀速上升过程中动能不变，重力势能增加，机械能增加，所以只有
3、 B 项正确4如图所示，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 hBatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具的海平面上若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确的是( )A物体落到海平面时的势能为 mghB重力对物体做的功为 mghC物体在海平面上的动能为 mv02mgh12D物体在海平面上的机械能为 mv0212答案：BCD5竖直放置的轻弹簧下端固定在地面上，上端与轻质平板相连，平板与地面间的距离为 H1，如图所示现将一质量为 m 的物块轻轻放在平板中心，让它从静止开始往下运动，直至物块速度为零，此时平板与地面
4、的距离为 H2，则此时弹簧的弹性势能 EP_.答案：EPmg(H1H2)解析：选物块和弹簧组成的系统为研究对象，从物块开始运动到速度为零的过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，弹性势能增加应等于重力势能的减少量，即EPmg(H1H2)6(2010梅州高一检测)如图所示，在水平台面上的 A 点，一个质量为 m 的物体以初速度 v0被抛出，不计空气阻力，求它到达 B 点时速度的大小答案：v022gh解析：若选桌面为参考面，则 mv02mgh mvB2，解得 vB.1212v022gh7(2011黄岗中学高一检测)如图所示，竖直平面内的 3/4 圆弧形光滑轨道半径为R，A 端与圆心 O
5、 等高，AD 为水平面，B 点为光滑轨道的最高点且在 O 的正上方，一个小球在 A 点正上方由静止释放，自由下落至 A 点进入圆轨道并恰好能通过 B 点(从 A 点进入BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具圆轨道时无机械能损失)，最后落到水平面 C 点处求：(1)释放点距 A 点的竖直高度；(2)落点 C 到 A 点的水平距离答案：(1) R (2)(1)R322解析：(1)小球恰能通过最高点 B 时，由牛顿第二定律，有：mg，解得 vBmvB2RgR设释放点到 A 高度 h，小球从释放到运动至 B 点的过程中，根据机械能守恒定律有：mg(hR
6、) mvB2 联立解得 h R1232(2)小球从 B 到 C 做平抛运动，其竖直分运动R gt2，水平分运动 xOCvBt12联立解得 xOCR，落点 C 到 A 点的水平距离 xAC(1)R22能力提升1(2010杭州高一检测)如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，质量为 m 的小球，从轻弹簧的正上方某一高处自由落下，并将弹簧压缩，直到小球的速度变为零对于小球、轻弹簧和地球组成的系统，在小球开始与弹簧接触时起到小球速度变为零的过程中，有( )A小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越大B小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越小来
7、源:学科网 ZXXK C小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹性势能的总和越来越大D小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹性势能的总和越来越小答案：A来源:学|科|网解析：在小球开始与弹簧接触到小球速度变为零的过程中，只有重力和弹力做功，小球BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具和弹簧组成的系统的机械能守恒，即动能、弹性势能和重力势能的总和不变，由于弹力一直做负功，弹性势能不断增大，故小球的动能和重力势能的总和越来越小；同理，由于重力一直做正功，重力势能不断减小，故小球的动能和弹性势能的总和越来越大2如图所示，mA2mB
8、，不计摩擦阻力，A 物体自 H 高处由静止开始下落，且 B 物体始终在水平台面上若以地面为零势能面，当物体 A 的动能与其势能相等时，物体 A 距地面高度是( )来源:学科网 ZXXK AH/5 B2H/5 C4H/5 DH/3答案：B解析：AB 组成的系统机械能守恒，设物体 A 的动能与其势能相等时，物体 A 距地面的高度是 h，A 的速度为 v.则有：mAgh mAv2，v22gh12从开始到距地面的高度为 h 的过程中，减少的重力势能为：EPmAg(Hh)2mBg(Hh)增加的动能为：EK (mAmB)v2 (3mB)2gh3mBgh，由 EPEK得 h H.1212253一个物体以一定
9、的初速度竖直上抛，不计空气阻力，那么如图所示中，表示物体的动能随高度 h变化的图象 A，物体的重力势能 EP随速度 v 变化的图象 B，物体的机械能 E随高度 h 变化的图象 C，物体的动能 Ek 随速度 v 的变化图象 D，可能正确的是( )来源:学科网 ZXXK 答案：ABCD解析：以一定的速度竖直上抛的物体，不计空气阻力，机械能守恒，因此 C 选项正确由机械能守恒定律可得：mghEK mv02，所以 A 选项正确由公式 EP mv2 mv02，121212可知 B 选项正确又因为 EK mv2，所以 D 选项正确，故选 A、B、C、D.124某同学身高 1.8m，在运动会上他参加跳高比赛
10、，起跳后身体横着越过了 1.8m 高度BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具的横杆(如图所示)，据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(g 取 10m/s2)( )A2m/s B4m/s C6m/s D8m/s答案：B解析：将运动员视为竖直上抛运动，整个过程机械能守恒，取地面为参考平面，最高点速度为零，由 Ek1EP1Ek2EP2得： mv02mgh1mgh212其中 h1为起跳时人重心的高度，即 h10.9m代入数据得起跳速度 v02gh2h1m/s4.2m/s2 10 1.80.95.(2010重庆一中高一检测)如图所示，固定的倾斜光滑杆
11、上套有一个质量为 m 的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的 A 点，弹簧处于原长h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零则在圆环下滑到底端的过程中( )A圆环机械能守恒B弹簧的弹性势能先减小后增大C弹簧的弹性势能变化了 mghD弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大答案：AC6质量为 50kg 的男孩在距离河面 40m 高的桥上做“蹦极跳” ，未拉伸前，长度为15m 的弹性绳 AB 一端缚着他的双脚，另一端则固定在桥上的 A 点，如图所示，男孩从桥面下坠，达到的最低点为水面上的一点 D，假定绳在整个运动中遵循胡克定律不计空气阻力、男孩的身高和绳的重力(g 取 10m/
12、s2)男孩的速率 v 跟下降的距离 s 的变化关系如图乙所示，男孩在 C 点时的速度最大BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具试探究如下几个问题：(1)当男孩在 D 点时，求绳所储存的弹性势能；(2)绳的劲度系数是多少？(3)就男孩在 AB、BC、CD 期间的运动，试讨论作用于男孩的力答案：(1)2104J (2)62.5N/m (3)见解析解析：(1)EkmghADEP0来源:学科网所以 EPmghAD2104J(2)当 vvm20m/s(C 点为平衡位置)时，有mgkxk(2315)，所以 kN/m62.5N/m5008(3)AB 间仅受重
13、力作用，BC 间受重力与弹力作用，且 BC 间重力大于弹力，CD 间弹力大于重力，重力的方向竖直向下，弹力的方向竖直向上7如图所示，一玩溜冰的小孩(可视作质点)的质量 m30kg，他在左侧平台上滑行一段距离后做平抛运动，恰能无碰撞地从 A 点沿圆弧切线进入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑A、B 为圆弧轨道的两端点，其连线水平，与平台的高度差 h0.8m.已知圆弧轨道的半径 R1.0m，对应的圆心角 106，sin530.8，cos530.6，g 取 10m/s2，求(1)小孩做平抛运动的初速度(2)小孩运动到圆弧轨道最低点 O 时对轨道的压力大小答案：(1)3m/s (2)1290N解析：(1)由于小孩无碰撞进入圆弧轨道，即小孩落到 A 点时速度方向沿 A 点切线方向，则 tan53，vyv0gtv0又 h gt2，联立以上两式解得 v03m/s.12BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具(2)设小孩到最低点的速度为 v，根据机械能守恒定律有mv2 mv02mghR(1cos53)1212在最低点，根据牛顿第二定律，有 FNmgmv2R联立解得 FN1290N由牛顿第三定律可知，小孩对轨道的压力大小为 1290N.
