2020高中物理第四章机械能和能源机械能守恒定律练习(基础篇)教科版必修2

B.如果vB.如果vo二二厂则小球能够上升的最大高度为 RA.恒力F做的功大于小球重力势能的增量B.小球将静止在B点C.细线对小球做的功为零D.若在B点将力F撤去，小球来回摆动的角度将大于 010.如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速V0,若V0大小不同，则小球能够上升到的最大高度（距离底部）也不同.下列说法中正确的是（ ）C.如果V0=：-<,则小球能够上升的最大高度为二D.如果V0=二F,则小球能够上升的最大高度为 2R二、解答题：.某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤：A.用天平称出重物的质量；B.把纸带固定到重物上，并把纸带穿过打点计时器，提升到一定高度；C.拆掉导线，整理仪器；D.断开电源，调整纸带，重做两次；E.用秒表测出重物下落的时间；F.用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离，记录数据，并计算出结果，得出结论；G.把打点计时器接到低压交流电源上；H.接通电源，释放纸带；.把打点计时器接到低压直流电源上；J.把打点计时器固定到桌边的铁架台上。上述实验步骤中错误的是,可有可无的是,其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是。（均只需填步骤的代号）.为进行《验证机械能守恒定律》的实验，有下列器材可供选用：铁架台、打点计时器、复写纸、纸带、秒表、低压直流电流、导线、电键、天平，其中不必要的器材是,缺少的器材是.在《验证机械能守恒定律》的实验中，质量为1kg的重锤自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源的频率为 50Hz,如图所示，纸带上0点为重锤自由下落时纸带打点起点，选取的计数点AB、CD依次间隔为一个点，各计数点与 。点距离如图示，单位为mmg=9.8用/s2,则:⑴打点计时器记录B点时，重锤速度为=,重锤的动能为EkB=。（2）从O点下落算起，打点计时器记录 B点时，重锤重力势能减少为。（3）以B点为例，说明你怎样判断重锤下落过程中机械能是否守恒 ？

~O~~A_B CDj6…“3i+76.6立5.416os14.如图所示，一匀质直杆AB长为J2r,从图示位置由静止沿光滑面ABD滑动，AB是半径为r的四分之一圆弧，BD为水平面，求直杆全部滑到BD时的速度大小。5.将质量为m的物体以初速度v010m/s竖直向上抛出，忽略空气阻力，取 g10m/s2,则:(1)物体上升的最大高度是多少？(2)上升过程中何处重力势能与动能相等?l的链条，链条沿桌边挂在桌外的长度为 a,l的链条，链条沿桌边挂在桌外的长度为 a,链条由静止.如图，AB是高hi=0.6m、倾角。=370的斜面，放置在水平桌面上，斜面下端是与桌面相切的一段圆弧，且紧靠桌子边缘。桌面距地面的高度 h2=1.8m。一个质量m=1.0kg的小滑块从斜面顶端A由静止开始沿轨道下滑，运动到斜面底端 B时沿水平方向离开斜面，落到水平地面上的 C点。滑块与斜面间的动摩擦因数科=0.5。不计空气阻力，2g=10m/s。求：(1)小滑块经过B点时的速度；(2)小滑块落地点C距桌面的水平距离；【答案与解析】、选择题:ABC解析：物体自由下落，只有重力做功，机械能守恒，D选项错误；物体下落h重力对物体做功为 mghT,重力势能减少mghi动能增加mghi故ABC正确。BD解析：判断机械能是否守恒，依据是重力以外的力是否做了功，不管物体是做匀速还是变速运动，也不管物体是直线运动还是曲线运动，只要重力以外的力不做功或做功之和为零，机械能就守恒。合外力做功为零，并不意味着重力以外的力做功之和为零，故机械能不一定守恒，故 BD选项正确。A解析：A选项中氢气球匀速上升受浮力和重力，且浮力做功，故不守恒，其他选项只有重力做功，故守恒，D选项绳子拉力方向始终与速度方向垂直，故不做功，也守恒。D解析：因为汽车牵引力的大小等于摩擦力，故合外力为重力，在上坡过程中只有重力做负功，动能减小,势能增大，总的机械能不变，故D选项正确。C解析：物体自由下落机械能守恒，设初状态的势能为 Ep,此时的势能为国，则动能为2日，根据机械能守恒可知：EpEpiEkEpEEpEpi2Epi3EpiEp120J减少的势能为EpEpi602040J,故C选项正确。C解析：根据机械能守恒可知：2mv0mgHmghEK2EK-mv0mgHmgh2故C选项正确。BD解析：对于系统机械能守恒，故 D选项正确；但对于单个物体机械能不守恒，绳子拉力对 m〔做负功，其机械能减少，绳子拉力对m2做正功，其机械能增加，故B选项正确。8、D9 V2解析：由机械能寸恒th律： -mv03mghmgh4mgh,解得：h——8g9、ACD解析：由A到B的过程中恒力F做功，使得小球的动能和重力势能均增加，因此恒力 F做的功大于小球重力势能的增量，故A正确；由题意知，小球在B点受到的沿圆弧切线方向的合力恰好为零，即拉力F与重力沿圆弧切线方向的分力大小相等，方向相反，则小球到达 B点之前，小球在B点受到圆弧切线方向的合力大于零，方向与速度方向相同，故从A到B小球做加速运动，故小球不可能静止在 B点.故B错误；细线的拉力始终与速度方向垂直，所以不做功.故C正确；若在B点将力F撤去时，由于存在速度，所以小

球来回摆动时偏离竖直方向的最大角度大于 0,故D正确。二丁5gh解得:二丁5gh解得:h=E,即小球能够上升的最大高度2解析：A如果v0Ms,根据机械能守恒定律得:为其故A正确；2日设小球恰好能运动到与圆心等高处时在最低点的速度为 v,则根据机械能守恒定律得： mgR=gV之，解得，v=J：］：故如果V0=的薪，则小球能够上升的最大高度为 R,故B正确.CD设小球恰好运动到圆轨道最高点时在最低点的速度为 vi,在最高点的速度为V2.则在最高点，有mg=m_二；R从最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律得： 2mgR=my；—%日联立以上两式得：v相亩;所以如果vE砺和皿=底五小球不能到达圆轨道的最高点，即上升的高度小于 2R.如果丫斗/薪，根据机械能守恒定律得：.Ijpv^mghT,解彳导:h=^E,当根据竖直平面内的圆周运动知识可知小球在上升到微R处之前就做斜抛运动了，故CD错误；故选：AB二、解答题：.解析：实验步骤中错误的是 E和I,因为实验中不需要测定时间，打点计时器应使用低压交流电源。可有可无的实验步骤是A。其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是： J、GB、HDC、F。.不必要的器材：秒表、低压直流电源和天平；缺少的器材：低压交流电源、刻度尺、重锤..解析：（1）1.175m/s,6.96X10-1J；T0.04svBsAC-125.4-314103m/s1.175m/s,EK—mv26.90101J2T20.04 2⑵6.92X10「J；mgh19.870.6103J6.92101J&b=6.96X10JEkp=6.92X10J在误差允许范围内，二者相等，可认为机械能守恒.-v.gr解析：物体沿光滑轨道运动，仅有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律，有mghrmg212-mv2mghrmg212mv2vgr.5m；2.5m解析：（1）根据机械能守恒可知:

1 2-mvmghh5m(2)重力势能与动能相等即:EpEk1 2-mvmghh5m(2)重力势能与动能相等即:EpEk1 2-mv2h2.5mEpEk2Ep2mgh6.v.2 2lag,l解析：选择桌面上和挂出部分的链条作为研究对象，从图中位置到全部移开桌面过程中，系统重力势能的减小等整个链子动能增加，由机械能守恒得(设链子单位长度质量为la 1 9则：m(la)g mag(la)mlv2 27.2.0m/s;1.2m；6.4m/s垂直于斜面方向：N-mgcos0=0沿斜面方向：mgsin0-N=ma2求出a=2.0m/s由vB2=2as求出vB=2.0m/s(2)设滑块从B到C所用时间为t, 1 2由h2 —gt,xvBt2求出x=1.2m