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1、第八章 机械能守恒定律 单元综合训练 -2024-2025学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册知识总结一、机械能守恒定律1. 定义：机械能守恒定律指出，在一个封闭系统中，若外力不做功，系统内各个物体之间只有动能和势能的相互转化，而总的机械能保持不变。2. 适用条件：机械能守恒定律适用于只有重力或弹力做功的系统。二、动能与势能1. 动能：动能是物体由于运动而具有的能量，与物体的质量和速度有关。动能的计算公式为Ek = 1/2mv2，其中Ek是动能，m是质量，v是速度。2. 重力势能：重力势能是由于物体受到重力作用而具有的能量，与物体的质量、重力加速度和高度有关。重力势能的计算公式为Ep
2、 = mgh，其中Ep是重力势能，m是质量，g是重力加速度，h是高度。3. 弹性势能：弹性势能是由于物体发生弹性形变而具有的能量，与弹性形变的程度有关。弹性势能的计算公式为Ee = 1/2kx2，其中E_e是弹性势能，k是弹性系数，x是形变量。三、机械能守恒的条件1. 外力不做功：如果系统受到的外力不做功，那么系统的机械能就不会发生变化。2. 系统内部只有动能和势能的转化：在只有重力或弹力做功的情况下，系统内部的动能和势能可以相互转化，但总的机械能保持不变。四、机械能守恒定律的应用1. 单摆运动：单摆运动是一种典型的机械能守恒的例子。在忽略空气阻力的情况下，单摆的摆动过程中，其机械能保持不变。
3、2. 竖直上抛运动：竖直上抛运动中的物体在上升和下落过程中，其机械能也保持不变（忽略空气阻力）。3. 光滑斜面运动：在光滑斜面上滑下的物体，其机械能同样保持不变。五、能量守恒与转化1. 能量守恒：能量守恒定律指出，自然界中的一切物质都具有能量，能量不可能被创造或被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。2. 能量转化：在机械能守恒的过程中，动能和势能之间可以相互转化。例如，在竖直上抛运动中，物体在上升过程中动能转化为重力势能，而在下落过程中重力势能又转化为动能。六、实验与探究1. 实验方法：通过实验测量物体的动能、势能和总机械能，验证机械能守恒定律的正确性。2. 数据处理：利用实验数据，通过图像
4、法或解析法处理数据，得出结论并验证理论模型的正确性。名校习题集:一、单选题：1.如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中(弹簧一直保持竖直)，下列关于能的叙述正确的是()A. 弹簧的弹性势能先增大后减小B. 小球的动能先增大后减小C. 小球的重力势能先增大后减小D. 机械能总和先增大后减小2.一个100g的球从1.8m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25m的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g=10m/s2)()A. 重力做功为1.8JB. 重力做了0.55J的负功C. 物体的重力势能一定减少0.55JD. 物体的
5、重力势能一定增加1.25J3.一物块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1m/s，从此刻开始在物块运动方向上再施加一水平作用力F，力F与物块的速度v随时间变化的规律分别如图甲、乙所示则下列说法中正确的是()A. 第1秒内水平作用力F做负功B. 第2秒内合力做功为0.5JC. 第3秒内水平作用力F不做功D. 03秒内水平作用力F所做总功为3J4.如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过
6、程中()A. 圆环的机械能守恒B. 弹簧弹性势能变化了 3mgLC. 圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D. 圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变5.小明同学在练习投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上，篮球运动轨迹如下图所示，不计空气阻力，关于篮球从抛出到撞击篮板前，下列说法正确的是()A. 两次在空中的时间可能相等B. 两次抛出的初速度水平分量可能相等C. 两次抛出的初速度竖直分量可能相等D. 两次抛出的初动能可能相等6.一辆正沿平直路面行驶的车厢内，一个面向车前进方向站立的人对车厢壁施加水平推力F，在车前进s的过程中，下列说法正确的是()A. 当车匀速
7、前进时，人对车做的总功为正功B. 当车加速前进时，人对车做的总功为正功C. 当车减速前进时，人对车做的总功为正功D. 不管车如何运动，人对车做的总功都为零7.汽车发动机的额定功率为P=100kW，汽车的质量为m=5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的k=0.1倍，g=10m/s2.下列说法错误的是()A. 若汽车保持额定功率不变从静止启动，当汽车的速度为v1=5m/s时，加速度为3m/s2B. 汽车的最大速度为20m/sC. 若汽车以a2=1m/s2的加速度从静止开始做匀加速启动，经过20s汽车功率达到额定值D. 若汽车保持额定功率不变从静止启动，经t=60s到达最大行驶速度.汽车从静止到
8、开始到匀速运动时所通过的路程为1000m8.一个物体在两个力F1、F2的共同作用下发生了一段位移，做功分别为W1=8J、W2=-8J，下列说法正确的是()A. 这两个力大小相等B. 这两个力做的总功为0JC. 这两个力的功率不相等D. F1比F2做的功多9.如图所示，半径为R的34圆弧轨道固定在竖直平面内，一质量为m的小球由距槽口M正上方3R的O点无初速度释放，经过一段时间小球运动到圆弧轨道的最高点N，且此时小球与轨道之间压力的大小为mg.重力加速度为g，则对小球由O到N的过程，下列描述正确的是() A. 小球在N点的速度大小为 2gRB. 小球在N点具有的重力势能为mgRC. 合力对小球做功
9、为2mgRD. 摩擦力对小球做功为-2mgR10.如图所示，质量相同的可视为质点的甲、乙两小球，甲从竖直固定的14光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是()A. 两小球到达底端时速度相同B. 两小球由静止运动到底端的过程中重力做功不相同C. 两小球到达底端时动能相同D. 两小球到达底端时，甲小球重力做功的瞬时功率等于乙小球重力做功的瞬时功率11.如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速传送至高处，在此过程中，下述说法正确的是()A. 摩擦力对物体做正功B. 支持力对物体做正功C. 重力对物体做正功D. 合外力对物体做
10、正功12.“打水漂”是人类最古老的游戏之一，游戏者运用手腕的力量让撇出去的石头在水面上弹跳数次。如图所示，游戏者在地面上以速度v0抛出质量为m的石头，抛出后石头落到比抛出点低h的水平面上。若以抛出点为零势能点，不计空气阻力，则下列说法正确的是()A. 抛出后石头落到水平面时的势能为mghB. 抛出后石头落到水平面时重力对石头做的功为-mghC. 抛出后石头落到水平面上的机械能为12mv02D. 抛出后石头落到水平面上的动能为12mv02-mgh13.如图所示，光滑水平地面上有质量均为m的三个小物块A、B、C，其中B、C通过一轻质弹簧拴接，弹簧处于原长。现给A一个向右的初速度v0，物块A与物块B
11、发生碰撞后粘在一起继续运动，弹簧始终未超过弹性限度，则从物块A开始运动到弹簧第一次被压缩到最短的过程中，下列说法正确的是A. 物块A，B，C组成的系统动量守恒，机械能也守恒B. 物块A，B，C以及弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒C. 物块A，B，C以及弹簧组成的系统动量守恒，机械能不守恒D. 物块A动能的减少量等于物块B、C动能的增加量与弹簧弹性势能的增加量之和14.一物体沿半圆形滑梯的圆心等高位置A以沿切线方向的初速度释放，圆的半径为R，假设摩擦力大小恒定为f，从A运动到B的过程中，下面说法正确的是()A. 重力对物体做功为2mgRB. 重力对物体做功的瞬时功率先增后减C. 摩擦力对物体
12、做功为-RfD. 支持力对物体先做正功后做负功15.如图所示，质量为m的物体置于光滑水平面上，一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上，另一端在力F作用下，物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角=30时绳以速度v0竖直向下运动，此过程中，绳的拉力对物体做的功为()A. 2mv02B. 12mv02C. 32mv02D. 23mv0216.如图所示，物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上，A，B质量分别为mA=6kg，mB=2kg，A，B之间的动摩擦因数=0.3，开始时F=10N，此后逐渐增加，在增大到48N的过程中，g取10m/s2，则()A. 当拉力F=10N时，物体均保持静止状态B. 两物体开始
13、没有相对运动，只有当拉力超过18N时，开始相对运动C. 整个过程中摩擦力对系统A、B做功为负值D. F=48N时A，B间摩擦力为12N17.用拉力T将一个重为5N的物体匀速升高3m，如图所示，在这个过程中，下列说法正确的是()A. 物体的重力做了15J的功B. 拉力T对物体做了15J的功C. 物体的重力势能减少了15JD. 合力对物体做的功是15J18.一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线、所示，重力加速度取10m/s2。则()A. 物块下滑过程中机械能守恒B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C. 物块下滑时加速度的大小为
14、6.0m/s2D. 当物块下滑2.0m时机械能损失了12J19.如图所示，高h=2m的曲面固定不动。一个质量m=1kg的物体，由静止开始从曲面的顶点滑下，滑到底端时的速度大小为v=4m/s。g取10m/s2。在此过程中，下列说法正确的是()A. 物体的动能减少了8JB. 物体的重力势能增加了20JC. 物体的机械能保持不变D. 物体的机械能减少了12J20.如图所示，质量m=50kg的滑雪运动员从高度h=30m的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角=37，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数=0.1，g=10m/s2,则运动员滑至坡底的过程中则下列说法正确的是()A. 滑雪运动员所受的重力对他做了13000J的
15、功B. 滑雪运动员所受的摩擦力对他做了15000J的功C. 滑雪运动员所受的支持力对他做了正功D. 各力对运动员做的总功是13000J21.光滑斜面上物块A被平行斜面的轻质弹簧拉住静止于O点，如图所示，现将A沿斜面拉到B点无初速释放，物块在BC范围内做简谐运动，则下列说法正确的是()A. 在振动过程中，物块A机械能守恒B. 物块A在C点时，弹簧性势能最小C. 物块A在O点时，系统势能最小D. 物块A在B点时机械能最大22.质量为2kg的物体位于水平面上，在运动方向上受拉力F作用沿水平面做匀变速运动，物体运动的速度图象如图所示，若物体受摩擦力为10N，则下列说法正确的是() A. 拉力做功的平均功率为20WB. 拉力做功100JC. 摩擦力做功250JD. 物体克服摩擦力做功250J23.物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图像中，能正确描述物体的重力势能与下落高度
