人教課標(biāo)實(shí)驗(yàn)版必修二機(jī)械能及其守恒定律8機(jī)械能守恒定律-“黃岡杯”一等獎

機(jī)械能守恒定律同步練習(xí)（滿分100分，60分鐘完成）班級_____姓名_________第Ⅰ卷(選擇題共48分)一、選擇題：本大題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，至少有一個選項(xiàng)正確，選對的得6分，對而不全得3分。選錯或不選的得0分。1．物體在平衡力作用下的運(yùn)動中（） A．物體的機(jī)械能一定不變 B．如果物體的重力勢能有變化，則它的機(jī)械能一定有變化 C．物體的動能一定不變，但重力勢能一定變化 D．物體的重力勢能可能變化，但它的機(jī)械能一定不變2．從離水平地面同樣的高度分別豎直上拋質(zhì)量不同的甲、乙兩個小球，甲球的初速度為v1，乙球的初速度為v2，不計空氣阻力，當(dāng)兩球落地時，甲的速率為乙的2倍，則 （） A．v1＞2v2 B．v1＝2v2 C．v2＜v1＜2v2 D．以上三種情況都有可能3．人在高h(yuǎn)處向斜上拋出一質(zhì)量為m的物體，物體到最高點(diǎn)的速度為v1，落地速度為v2，人對這個物體做的功為 （） A．mv22－mv12 B．mv22 C．mv22－mgh D．mv12－mgh4.如圖1所示，一根長為l1的橡皮條和一根長為l2的繩子（l1＜l2）懸于同一點(diǎn)，橡皮條的另一端系一A球，繩子的另一端系一B球，兩球質(zhì)量相等，現(xiàn)從懸線水平位置（繩拉直，橡皮條保持原長）將兩球由靜止釋放，當(dāng)兩球擺至最低點(diǎn)時，橡皮條的長度與繩子長度相等，此時兩球速度的大小為（）圖1 A．A球速度較大 B．B球速度較大 C．兩球速度相等 D．不能確定5.從地面以仰角θ斜上拋一個質(zhì)量為m的物體，初速度為v0，不計空氣阻力，取地面物體的重力勢能為零，當(dāng)物體的重力勢能是其動能3倍時，物體離地面的高度為（） A． B． C． D．6．某同學(xué)身高1.8m，在運(yùn)動會上他參加跳高比賽，起跳后身體橫著越過了1.8m高度的橫桿，據(jù)此可估算出他起跳時豎直向上的速度大約為（g＝10m/s2） （） A．2m/s B．4m/s C．6m/s D．8m/s7．如圖2所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在彈簧壓縮到最短的整個過程中，下列關(guān)于能量的敘述中正確的應(yīng)是（） A．重力勢能和動能之和總保持不變 B．重力勢能和彈性勢能之和總保持不變 C．動能和彈性勢能之和保持不變 D．重力勢能、彈性勢能和動能之和總保持不變圖28．水平拋出一物體，落地時的速度方向與水平方向的夾角為θ，取地面為參考平面，則物體被拋出時，其重力勢能和動能之比為（）A．tanθ B．cotθC．cot2θ D．tan2θ第Ⅱ卷（非選擇題，共52分）二、填空、實(shí)驗(yàn)題：本大題共5小題，每小題5分，共25分。把正確答案填寫在題中橫線上或按要求作答。9．某人在20m高的平臺上拋出一個質(zhì)量為1kg的小球，落地時小球的動能是拋出時動能的5倍，則小球拋出時的速度為___________m/s，人對小球做的功為___________J（g＝10m/s2）。EKhOⅠⅡⅢ圖310．物體從離地面高為h處自由落下，其能量隨高度變化的關(guān)系如圖EKhOⅠⅡⅢ圖311．如圖4所示，長為l的細(xì)繩一端固定，另一端拴質(zhì)量為m的小球，將小球拉至水平位置后由靜止釋放，則小球擺到最低點(diǎn)速度為________，此時細(xì)繩對小球拉力為________。圖412．氣球以10m／s的速度勻速上升，當(dāng)它上升到離地15m高時，從氣球里掉下一個物體，如果不計空氣阻力，則物體落地時的速度為________m/s。13．將物體由地面豎直上拋，不計空氣阻力，物體能夠達(dá)到的最大高度為H。當(dāng)物體在上升過程中的某一位置，它的動能是重力勢能的2倍，則這一位置的高度為___________（取地面為參考面）。三、計算題：本大題共2小題，計27分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。14．（12分）小球A用不可伸長的輕繩懸于O點(diǎn)，在O點(diǎn)的正下方有一固定的釘子B，OB＝d，如圖5所示。開始時，小球與O在同一水平面處無初速釋放，繩長為L.不計輕繩與釘子碰撞時的能量損失，為使球能繞B點(diǎn)做圓周運(yùn)動，試求d的取值范圍。圖515．（15分）如圖6所示，半徑為R的半圓槽木塊固定在水平地面上，質(zhì)量為m的小球以某速度從A點(diǎn)無摩擦地滾上半圓槽，小球通過最高點(diǎn)B后落在水平地面C處，已知AC＝AB＝2R，求：圖6（1）小球在A點(diǎn)的速度；（2）小球在B點(diǎn)時木塊對它的壓力。參考答案一、選擇題：1．【答案】B【點(diǎn)撥】物體在平衡力作用下，動能一定不變.但重力勢能可能變化，故機(jī)械能可能變化.例如，空中勻速下落的物體，重力勢能減小，機(jī)械能減小。物體在外力作用下沿粗糙水平面勻速前進(jìn)，重力勢能不變，機(jī)械能不變。2．【答案】A【點(diǎn)撥】設(shè)兩球的拋出高度為h，兩球的落地速度分別為、，則＝2。由機(jī)械能守恒定律得：mgh＋mv2＝，所以，拋出速度為v＝。對乙球：v2＝對甲球：v1＝＝＞＝2v2，所以，v1＞2v2，A正確。3．【答案】C【點(diǎn)撥】人對物體做的功，等于在人拋出物體時物體獲得的動能。4．【答案】B【點(diǎn)撥】這里要考慮橡皮筋的彈性勢能的變化情況，二者下落的高度相同，兩個物體的質(zhì)量又相同，所以初狀態(tài)的機(jī)械能是相等的，在球下落的過程中，拉A球的橡皮筋的彈性勢能增大，所以A球的機(jī)械能要減小，A球到達(dá)最低點(diǎn)時的速度較小。5．【答案】B【點(diǎn)撥】不考慮空氣阻力，斜上拋的物體在運(yùn)動的全過程中，只有重力做功，其機(jī)械能守恒，設(shè)物體在高h(yuǎn)處速度為v1，則有mv02＝mv12＋mgh，由題意有mgh＝3×mv12，整理得mv02＝mgh，解得h＝，B正確。6．【答案】B【點(diǎn)撥】設(shè)該同學(xué)的重心在其身體的中點(diǎn)上，把他看成質(zhì)點(diǎn)，他上升的最大高度是0.9m，根據(jù)機(jī)械能守恒，mv02＝mgh，v02＝2gh＝18m2/s2，所以v0最接近4m/s。7．【答案】D【點(diǎn)撥】在球從高處下落到彈簧壓縮到最短的過程中，重力勢能、動能、彈性勢能相互轉(zhuǎn)化，其總和不變，選項(xiàng)D正確。8．【答案】D【點(diǎn)撥】設(shè)物體拋出點(diǎn)的高度為h，初速度為v0，則落地時速度為v＝，平拋過程只有重力做功，物體機(jī)械能守恒，得mgh＋mv02＝mv2＝m，所以mgh＝mv02·tan2θ，D正確。二、填空、實(shí)驗(yàn)題：9．【答案】10；50【點(diǎn)撥】根據(jù)機(jī)械能守恒，結(jié)合已知條件有：，解得：v0＝10m/s；人對小球做的功提供小球的初動能，有：＝50J。10．【答案】Ⅱ；Ⅰ；Ⅲ【點(diǎn)撥】物體在下落過程中動能隨離地高度的減小而增大，勢能隨離地高度的減小而減小，機(jī)械能不變。11．【答案】；3mg【點(diǎn)撥】要求在最低點(diǎn)的速度，可以根據(jù)機(jī)械能守恒來進(jìn)行求解，而要求小球?qū)?xì)繩的拉力，合力提供小球做有圓周運(yùn)動的向心力。12．【答案】20【點(diǎn)撥】物體離開氣球后，以10m/s的初速度做豎直上拋運(yùn)動，由機(jī)械能守恒定律得：mgh＋mv02＝mvt2，物體落地時的速度為vt＝＝20m/s。13．【答案】H【解析】設(shè)物體上升到高h(yuǎn)處時，動能是重力勢能的2倍，即mv2＝2mgh。由機(jī)械能守恒定律得：mgH＝mv2＋mgh，解得：h＝H。三、計算題：14．【答案】＜d≤L【解析】由圓周運(yùn)動的知識可知，當(dāng)小球以B點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動時，到達(dá)最高點(diǎn)時向心力由重力提供時速度最小，即mg＝m＝m解得：v0＝取v0所在處的平面為零勢能面，對小球由開始運(yùn)動到v0所在處運(yùn)用機(jī)械能守恒定律可得：mg（L－2r）＝mv02又r＝L－d解得：d＝小球做圓周運(yùn)動的軌道半徑越小，即