高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律 課時(shí)作業(yè)19

課時(shí)作業(yè)(十九)機(jī)械能守恒定律[基礎(chǔ)訓(xùn)練]1．桌面距地面高為h，質(zhì)量為m的小球從桌面邊緣上方且距桌面高為H處自由下落．不計(jì)空氣阻力，假設(shè)桌面處于零勢(shì)能位置，則小球落到地面前瞬間的機(jī)械能為()A．mgh B．mgHC．mg(H＋h) D．mg(H－h(huán))答案：B解析：小球下落過(guò)程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，因?yàn)檫x取桌面為參考平面，所以開(kāi)始時(shí)機(jī)械能為mgH，小球落地前瞬間的機(jī)械能仍為mgH，故選B.2．下列說(shuō)法中正確的是()A．用繩子拉著物體勻速上升，只有重力和繩子的拉力對(duì)物體做功，機(jī)械能守恒B．做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體，只有重力對(duì)它做功，機(jī)械能守恒C．沿光滑斜面自由下滑的物體，只有重力對(duì)物體做功，機(jī)械能守恒D．用水平拉力使物體沿光滑水平面做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒答案：BC解析：選項(xiàng)A中，有繩的拉力對(duì)物體做功，所以機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；選項(xiàng)B中，豎直上拋的物體，只受重力作用，機(jī)械能守恒，選項(xiàng)B正確；選項(xiàng)C中，物體除受重力作用外還受斜面支持力作用，但支持力不做功，機(jī)械能守恒，選項(xiàng)C正確；選項(xiàng)D分析同選項(xiàng)A，因此也是錯(cuò)誤的．3．豎直放置的輕彈簧下連接一個(gè)小球，用手托起小球，使彈簧處于壓縮狀態(tài)，如圖所示．則迅速放手后(不計(jì)空氣阻力)()A．放手瞬間小球的加速度等于重力加速度B．小球與彈簧、地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C．小球的機(jī)械能守恒D．球向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球動(dòng)能與彈簧彈性勢(shì)能之和不斷增大答案：BD解析：釋放瞬間，由于彈力向下，所以加速度大于重力加速度，A錯(cuò)誤；小球、彈簧和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，B正確，C錯(cuò)誤；小球在向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力勢(shì)能一直減少，所以動(dòng)能與彈性勢(shì)能之和在一直增大，D正確．4．一個(gè)人站在陽(yáng)臺(tái)上，以相同的速率v0分別把三個(gè)球豎直向上拋出、豎直向下拋出、水平拋出．不計(jì)空氣阻力，則三球落地時(shí)的速度()A．上拋球最大 B．下拋球最大C．平拋球最大 D．三球一樣大答案：D解析：在物體做拋體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒，得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，得v1＝eq\r(v\o\al(2,0)＋2gh)，所以三球落地時(shí)的速度大小相同，D選項(xiàng)正確．5．一物體由h高處自由落下，當(dāng)物體的動(dòng)能等于勢(shì)能時(shí)，物體經(jīng)歷的時(shí)間為()\r(\f(2h,g)) \r(\f(h,g))\r(\f(h,2g)) D．以上都不對(duì)答案：B解析：設(shè)物體動(dòng)能等于勢(shì)能時(shí)，速度為v，則eq\f(1,2)mv2＋Ep＝mgh，即mv2＝mgh，v＝eq\r(gh)，又物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，v＝gt，所以eq\r(gh)＝gt，t＝eq\r(\f(h,g))，B正確．6．如圖所示，一小球自A點(diǎn)由靜止自由下落，到B點(diǎn)時(shí)與彈簧接觸，到C點(diǎn)時(shí)彈簧被壓縮到最短．若不計(jì)彈簧質(zhì)量和空氣阻力，在小球由A→B→C的過(guò)程中()A．小球從A→B的過(guò)程中機(jī)械能守恒；小球從B→C的過(guò)程中只有重力和彈力做功，所以機(jī)械能也守恒B．小球在B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大C．小球減少的機(jī)械能，等于彈簧彈性勢(shì)能的增量D．小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為零，彈簧的彈性勢(shì)能最大答案：CD解析：B到C的過(guò)程小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒而小球機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)；小球在B點(diǎn)時(shí)仍有向下的加速度，速度仍在增大，故B錯(cuò)；在B到C的過(guò)程中彈力對(duì)小球做負(fù)功，小球的機(jī)械能減少，減少的部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，故C正確；當(dāng)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，小球減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈力勢(shì)能，D正確．7．如圖所示為半徑分別為r和R(r<R)的光滑半圓形槽，其圓心O1、O2均在同一水平面上，質(zhì)量相等的兩物體分別自?xún)砂雸A形槽左邊緣的最高點(diǎn)無(wú)初速度釋放，在下滑過(guò)程中兩物體()A．經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等B．均能達(dá)到半圓形槽右邊緣的最高點(diǎn)C．機(jī)械能總是相等的D．到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小不同答案：BC解析：物體初始機(jī)械能相等且運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒，B、C對(duì)；勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量，故在半徑為R的半圓形槽中運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大，A錯(cuò)；由mgr＝eq\f(1,2)mv2及FN－mg＝meq\f(v2,r)知，F(xiàn)N＝3mg，到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小相同，D錯(cuò)．8．質(zhì)量為25kg的小孩坐在秋千上，小孩重心離拴繩子的橫梁2.5m，如果秋千擺到最高點(diǎn)時(shí)，繩子與豎直方向的夾角是60°，秋千板擺到最低點(diǎn)時(shí)，忽略手與繩間的作用力，求小孩對(duì)秋千板的壓力大?。鸢福?00N解析：秋千擺到最低點(diǎn)過(guò)程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，則：mgl(1－cos60°)＝eq\f(1,2)mv2①在最低點(diǎn)時(shí)，設(shè)秋千對(duì)小孩的支持力為FN，由牛頓第二定律得：FN－mg＝meq\f(v2,l)②由①②解得：FN＝2mg＝2×25×10N＝500N，由牛頓第三定律得小孩對(duì)秋千板的壓力為500N.[能力提升]9．游樂(lè)場(chǎng)中的一種滑梯如圖所示．小朋友從軌道頂端由靜止開(kāi)始下滑，沿水平軌道滑動(dòng)了一段距離后停下來(lái)，則()A．下滑過(guò)程中支持力對(duì)小朋友不做功B．下滑過(guò)程中小朋友的重力勢(shì)能增加C．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小朋友的機(jī)械能守恒D．在水平面滑動(dòng)過(guò)程中摩擦力對(duì)小朋友做負(fù)功答案：AD解析：下滑過(guò)程中支持力的方向總與速度方向垂直，所以支持力不做功，A正確；越往下滑動(dòng)重力勢(shì)能越小，B錯(cuò)誤；摩擦力的方向與速度方向相反，所以摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能減少，D正確，C錯(cuò)誤．10．如圖所示，一根很長(zhǎng)的、不可伸長(zhǎng)的柔軟輕繩跨過(guò)光滑定滑輪，輕繩兩端各系一小球a和b，a球質(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)量為3m，用手托住，離地面高度為h，此時(shí)輕繩剛好拉緊，從靜止開(kāi)始釋放b后，aA．h B．C．2h D．答案：B解析：釋放b后，在b到達(dá)地面之前，a向上加速運(yùn)動(dòng)，b向下加速運(yùn)動(dòng)，a、b系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，若b落地瞬間速度為v，則3mgh＝mgh＋eq\f(1,2)mv2＋eq\f(1,2)(3m)v2，可得v＝eq\r(gh).b落地后，a向上做上拋運(yùn)動(dòng)，能夠繼續(xù)上升的高度h′＝eq\f(v2,2g)＝eq\f(h,2).所以a可能達(dá)到的最大高度為，B正確．11．如圖所示，具有初速度的物塊，在沿傾角為30°的粗糙斜面向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，受一個(gè)恒定的沿斜面向上的拉力F作用，這時(shí)物塊加速度的大小為4m/s2，方向沿斜面向下．那么在物塊向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，正確的說(shuō)法是()A．物塊的機(jī)械能一定增加B．物塊的機(jī)械能一定減少C．物塊的機(jī)械能有可能不變D．物塊的機(jī)械能可能增加，也可能減少答案：A解析：由mgsin30°＋Ff－F＝ma知F－Ff＝mgsin30°－ma＝mg×－4m>0，即F>Ff，故F12．以10m/s的速度將質(zhì)量為m的物體從地面上豎直向上拋出，若忽略空氣阻力，取g＝10m/s2，則：(1)物體上升的最大高度是多少？(2)上升過(guò)程中在何處重力勢(shì)能與動(dòng)能相等？答案：(1)5m(2)2.5m解析：(1)由于物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功，所以機(jī)械能守恒．取地面為零勢(shì)能面，設(shè)物體上升的最大高度為h，則E1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，在最高點(diǎn)動(dòng)能為0，故E2＝mgh，由機(jī)械能守恒定律E1＝E2可得：eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝mgh，所以h＝eq\f(v\o\al(2,0),2g)＝eq\f(102,2×10)m＝5m.(2)開(kāi)始時(shí)物體在地面上，E1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，設(shè)重力勢(shì)能與動(dòng)能相等時(shí)在距離地面h1高處，E2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋mgh1＝2mgh1，由機(jī)械能守恒定律可得：eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝2mgh1，所以h1＝eq\f(v\o\al(2,0),4g)＝2.5m.13．如圖所示是一個(gè)橫截面為半圓、半徑為R的光滑柱面，一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)兩端分別系著物體A、B，且mA＝2mB，由圖示位置從靜止開(kāi)始釋放A物體，當(dāng)物體B達(dá)到圓柱頂點(diǎn)時(shí)，求繩的張力對(duì)物體B所做的功．答案：eq\f(π＋2,3)mBgR解析：本題要求出繩的張力對(duì)物體B做的功，關(guān)鍵是求出物體B到達(dá)圓柱頂點(diǎn)的動(dòng)能．由于柱面