【KS5U原創(chuàng)】新課標2021年高一物理暑假作業(yè)15《機械能守恒定律綜合》

【KS5U原創(chuàng)】新課標2021年高一物理暑假作業(yè)15《機械能守恒定律綜合》。學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________一、選擇題（本題共6道小題）1.如圖所示，兩根位于同一豎直平面內的水平長桿，上、下兩桿上分別套著質量相等的甲、乙兩金屬球，兩球之間用一輕質彈簧相連．開頭時乙在甲的正下方，且彈簧剛好無彈力．現(xiàn)給甲一個水平向右的初速度v0，此后兩球在桿上無摩擦地滑動．下列敘述中正確的是（）A．甲、乙兩球加速度始終相同B．甲、乙兩球的動能之和保持不變C．當甲球的速度為零時，乙球剛好位于甲球的正下方D．甲球的速度減小至零的過程中，彈簧的彈性勢能始終在增大2.如圖所示，固定在水平面上的光滑斜面傾角為θ=30°，物體A，B通過細繩及輕彈簧連接于光滑輕滑輪兩側，P為固定在斜面上且與斜面垂直的光滑擋板，物體A，B的質量分別為m和4m，開頭時用手托住物體A，滑輪兩邊的細繩恰好伸直，且左邊的細繩與斜面平行，彈簧處于原長狀態(tài)，A距離地面高度為h，放手后A從靜止開頭下降，在A下落至地面前的瞬間，物體B恰好對擋板無壓力，空氣阻力不計，下列關于物體A的說法正確的是（）A．在下落至地面前的過程中機械能守恒B．在下落至地面前的瞬間速度不愿定為零C．在下落至地面前的過程中對輕彈簧做的功為mghD．在下落至地面前的過程中可能始終在做加速運動3.如圖，一物體從光滑斜面AB底端A點以初速度v0上滑，沿斜面上升的最大高度為h．下列說法中正確的是（設下列情境中物體從A點上滑的初速度仍為v0）（）A．若把斜面CB部分截去，物體沖過C點后上升的最大高度仍為hB．若把斜面AB變成曲面AEB，物體沿此曲面上升仍能到達B點C．若把斜面彎成圓弧形D，物體仍沿圓弧上升hD．若把斜面從C點以上部分彎成與C點相切的圓弧狀，物體上升的最大高度有可能仍為h4.如圖所示，足夠長的傳送帶與水平方向的傾角為θ，物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連，b的質量為m，開頭時，a、b及傳送帶均靜止且a不受傳送帶的摩擦力作用，現(xiàn)讓傳送帶逆時針勻速轉動，則在b上上升度h（未與滑輪相碰）的過程中(

)

A．物塊a重力勢能削減mgh

B．摩擦力對a做的功等于a機械能的增加量

C．摩擦力對a做的功等于物塊a、b動能增加量之和

D．任意時刻，重力對a、b做功的瞬時功率大小相等5.物體沿光滑固定斜面對下加速滑動，在運動過程中，下述說法正確的是（）A．

重力勢能漸漸削減，動能也漸漸削減B．

重力勢能漸漸增加，動能漸漸削減C．

由于斜面是光滑的，所以機械能確定守恒D．

重力和支持力對物體都做正功6.如圖所示，半徑為R的光滑圓弧槽固定在小車上，有一小球靜止在圓弧槽的最低點．小車和小球一起以速度v向右勻速運動．當小車遇到障礙物突然停止后，小球上升的高度可能是（）A．等于B．大于C．小于D．與小車的速度v無關

二、試驗題（本題共2道小題）7.在《驗證機械能守恒定律》的試驗中，需要的試驗儀器和器材有：打點計時器、紙帶、鐵架臺和重錘，除了這些以外，下面所給出的器材中必需的還有（

）A.溝通電源

B.低壓直流電源

C.天平和砝碼

D.彈簧稱8.用打點計時器“驗證機械能守恒定律”的試驗裝置如圖所示。（1）試驗中__________（填“需要”或“不需要”）用天平測量重錘的質量m。（2）依據(jù)圖示的裝置安裝器件時，應將打點計時器接到電源的_____（填“直流”或“溝通”）輸出端上（3）開頭打點計時的時候，兩個操作步驟“接通電源”和“松開紙帶”的挨次應當是：先_______________。（4）某同學在使用質量為m的重物來驗證“機械能守恒定律”的試驗中，在選定的紙帶上依次取計數(shù)點如圖所示。紙帶上所打的點記錄了重物在不同時刻的位置，那么紙帶的________端（填“左”或“右”）與重物相連。設相鄰計數(shù)點的時間間隔為T，且O為打下的第一個點。當打點計時器打下點“3”時，物體的速度表達式為_______________，物體的動能表達式為_______________。三、計算題（本題共3道小題）9.如圖為某游樂場內水上滑梯軌道示意圖，整個軌道在同一豎直平面內，軌道表面粗糙,點A距水面的高度為H，B點距水面的高度為R，一質量為m的游客（視為質點）從A點由靜止開頭滑下，到B點時沿水平切線方向滑離軌道后落在水面D點，OD=2R，不計空氣阻力，重力加速度為g，求：(1)游客滑到B點的速度vB的大小(2)游客運動過程中軌道摩擦力對其所做的功Wf10.如圖所示，在豎直平面內，半徑為R的四分之一圓弧軌道AB、水平軌道BC與斜面CD平滑連接在一起，圓弧軌道的半徑OB和BC垂直，水平軌道BC的長度大于，斜面足夠長。在圓弧軌道上靜止著N個質量為m，半徑為r（r＜＜R）的光滑剛性小球，小球恰好將圓弧軌道鋪滿，從最高點A到最低點B依次標記為1、2、3…N?，F(xiàn)將圓弧軌道末端B處的阻擋物拿走，N個小球由靜止開頭沿軌道運動，不計摩擦與空氣阻力，若以BC所在的平面為重力勢能的零勢面，下列說法正確的是（）A．第N個小球在斜面CD上向上運動時機械能減小B．第N個小球在斜面CD上向上運動時機械能增大C．N個小球構成的系統(tǒng)在運動過程中機械能守恒，且機械能E=D．第1個小球到達最低點的速度v＜11.山谷中有三塊石頭和一根不行伸長的輕質青藤，其示意圖如下．圖中A、B、C、D均為石頭的邊緣點，O為青藤的固定點，h1=1.8m，h2=4.0m，x1=4.8m，x2=8.0m．開頭時，質量分別為M=10kg和m=2kg的大、小兩只滇金絲猴分別位于左邊和中間的石頭上，當大猴發(fā)覺小猴將受到損害時，快速從左邊石頭A點起水平跳到中間石頭，大猴抱起小猴跑到C點，抓住青藤下端蕩到右邊石頭上的D點，此時速度恰好為零．運動過程中猴子均看成質點，空氣阻力不計，重力加速度g=10m/s2．求：（1）大猴從A點水平跳離時速度的最小值；（2）猴子抓住青藤蕩起時的速度大?。唬?）猴子蕩起時，青藤對猴子的拉力大?。?/p>

試卷答案1.解：A、由于兩球豎直方向上受力平衡，水平方向所受的彈力的彈力大小相等，方向相反，所以兩球的合力大小相等、方向相反，由牛頓其次定律知，兩球加速度始終大小相等，方向相反，故A錯誤．B、甲、乙兩球和彈簧組成的系統(tǒng)，只有彈力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，即兩球的動能和彈簧的彈性勢能之和保持不變，彈簧的彈性勢能變化，則甲乙兩球的動能之和在變化．故B錯誤．C、甲乙兩球組成的系統(tǒng)所受的外力之和為零，則甲乙兩球的總動量守恒，當甲球的速度為零時，乙球的速度為v0，速度最大，彈簧處于原長狀態(tài)，所以乙在甲球的正下方．故C正確．D、甲球的速度從v0減小至零的過程中，彈簧先伸長再恢復到原長，則彈簧的彈性勢能先增大后減?。蔇錯誤．故選：C．2.解：A、A從靜止到下落過程中，只有重力和彈簧的彈力做功，所以A在下落至地面的過程中系統(tǒng)的機械能守恒，而A的機械能不守恒，故A錯誤；BD、據(jù)在A下落至地面前的瞬間，物體B恰好對擋板無壓力，以B為爭辯對象，據(jù)平衡求得此時彈簧的彈力為T=4mgsin30°=2mg；再以A為爭辯對象，當A靜止釋放的瞬間，A受重力mg，其合力方向向下，大小為mg；當A落地瞬間，A受重力mg和彈簧的彈力2mg，其合力向上，大小為mg，A做簡諧運動，據(jù)對稱性可知，落地瞬間其速度為零；據(jù)彈簧振子的運動狀況可知，A向下運動時，先做加速度減小的加速運動，然后做加速度漸漸增大的減速運動，故BD錯誤；C、據(jù)A做簡諧運動和能量守恒可知，A落地瞬間，A的重力勢能完全轉化為彈簧的彈性勢能，所以彈簧的彈力做功可能為mgh，故C正確；故選：C．3.解：A、若把斜面CB部分截去，物體沖過C點后做斜拋運動，斜拋運動的最高點有水平分速度，速度不為零，由于物體機械能守恒可知，故不能到達h高處，故A錯誤；B、若把斜面AB變成曲面AEB，物體在最高點速度為零，依據(jù)機械能守恒定律，物體沿此曲面上升仍能到達B點，故B正確；C、若把斜面彎成圓弧形D，假如能到圓弧最高點，依據(jù)機械能守恒定律得知：到達h處的速度應為零，而物體要到達最高點，必需由合力充當向心力，速度不為零，故知物體不行能到D點，故C錯誤；D、若把斜面從C點以上部分彎成與C點相切的圓弧狀，若B點不高于此圓的圓心，則到達B點的速度可以為零，依據(jù)機械能守恒定律，物體沿斜面上升的最大高度照舊可以為h，故D正確；故選BD．4.【學問點】機械能守恒定律；重力勢能；電功、電功率．E1E3【答案解析】ACD

解析：A、開頭時，a、b及傳送帶均靜止且a不受傳送帶摩擦力作用，有magsinθ=mg，則ma=．b上升h，則a下降hsinθ，則a重力勢能的減小量為mag×hsinθ=mgh．故A正確．B、依據(jù)能量守恒得，系統(tǒng)機械能增加，摩擦力對a做的功等于a、b機械能的增量．所以摩擦力做功大于a的機械能增加．由于系統(tǒng)重力勢能不變，所以摩擦力做功等于系統(tǒng)動能的增加．故B錯誤，C正確．D、任意時刻a、b的速率相等，對b，克服重力的瞬時功率Pb=mgv，對a有：Pa=magvsinθ=mgv，所以重力對a、n做功的瞬時功率大小相等．故D正確．故選：ACD．【思路點撥】通過開頭時，a、b及傳送帶均靜止且a不受傳送帶摩擦力作用，依據(jù)共點力平衡得出a、b的質量關系．依據(jù)b上升的高度得出a下降的高度，從而求出a重力勢能的減小量，依據(jù)能量守恒定律推斷摩擦力功與a、b動能以及機械能的關系．本題是力與能的綜合題，關鍵對初始位置和末位置正確地受力分析，以及合力選擇爭辯的過程和爭辯的對象，運用能量守恒進行分析．

5.C機械能守恒定律；功的計算解：A、依據(jù)重力做功與重力勢能變化的關系得：wG=﹣△Ep物體沿光滑斜面對下加速滑動，重力做正功，所以重力勢能漸漸削減．由于物體加速滑動，所以動能漸漸增加．故A、B錯誤．C、由于斜面是光滑的，所以物體受重力和支持力，而支持力不做功，所以只有重力做功，所以機械能確定守恒，故C正確．D、重力做正功，支持力不做功，故D錯誤．故選C．6.解：小球和車有共同的速度，當小車遇到障礙物突然停止后，小球由于慣性會連續(xù)運動，小球沖上圓弧槽，則有兩種可能，一是速度較小，滑到某處小球速度為0，依據(jù)機械能守恒此時有mV2=mgh，解得h=，另一可能是速度較大，小球滑出弧面做斜拋，到最高點還有水平速度，則此時小球所能達到的最大高度要小于．故選AC．7.A8.（1）不需要；（2）溝通；（3）接通電源；（4）左；；略9.【學問點】機械能守恒定律；平拋運動；向心力．D2D4E3【答案解析】(1)(2)解析：（1）游客從B點做平拋運動，有：

聯(lián)立解得：

（2）從Ａ到B，依據(jù)動能定理，有：

可得：

【思路點撥】游客離開A后做平拋運動，應用平拋運動規(guī)律、動能定理可以求出摩擦力的功．本題考查了求速度、摩擦力做功、高度問題，分析清楚游客的運動過程，應用平拋運動規(guī)律、動能定理、機械能守恒定律、即可正確解題．10.【學問點】機械能守恒定律．E3【答案解析】BD解析：A、B取N個小球為系統(tǒng)，系統(tǒng)機械能守恒，當整體在水平面上時，動能最大，所以第N個小球在上升過程中，整體動能轉化為斜面上小球的重力勢能，所以第N個小球的機械能增加，故A錯誤、B正確；C、D整體機械能守恒，但是開頭重心h小于，所以E<，依據(jù)動能定理NmgH=,所以v＜，故C錯誤、D正確；故選BD【思路點撥】N個小球在BC和CD上運動過程中，相鄰兩個小球始終相互擠壓，把N個小球看成整體，則小球運動過程中只有重力做功，機械能守恒，弧AB的長度等于小球全部到斜面上的長度，而在圓弧上的重心位置比在斜面上的重心位置可能高也可能低，所以第N個小球在斜面上能達到的最大高度可能比R小，也可能比R大，小球整體的重心運動到最低點的過程中，依據(jù)機械能守恒定律即可求解第一個小球到達最低點的速度．本題主要考查了機械能守恒定律的應用，要求同學們能正確分析小球得受力狀況，能把N個小球看成一個整體處理，難度適中．11.考點：機械能守恒定律；牛頓其次定律；向心力．專題：機械能守恒定律應用專題．分析：（1）大猴從A點到B點做平拋運動，依據(jù)高度求出運動時間，再依據(jù)水平位移求出大猴水平跳離時的速度最小值．（2）依據(jù)C到D點機械能守恒，