高中物理 第七章 机械能守恒定律 第八节 机械能守恒定律检测 新人教版必修2

第七章 机械能守恒定律第八节 机械能守恒定律A级抓基础1(多选)下列说法正确的是()A如果物体(或系统)所受到的合外力为零，则机械能一定守恒B如果合外力对物体(或系统)做功为零，则机械能一定守恒C物体沿光滑曲面自由下滑过程中，机械能一定守恒D做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒解析：物体的合外力为零，如物体在斜面上做匀速直线运动，其机械能就不守恒，A错误；上述例子中合外力做功也为零，B错误；物体沿光滑曲面自由下滑过程中，只有重力做功，所以机械能守恒，C正确；做匀加速运动的物体，仅表明其合外力恒定，是否满足机械能守恒条件无从知晓，故D正确答案：CD2. (多选)在下列几个实例中，机械能守恒的是()A所受的合外力为零的物体B在光滑水平面上被细线拉住做匀速圆周运动的小球C在粗糙斜面上下滑的物体，下滑过程中受到沿斜面向下的拉力，拉力大小等于滑动摩擦力D如图所示，在光滑水平面上压缩弹簧的小球解析：所受的合外力为零的物体的运动是匀速直线运动，动能保持不变，但如果物体的高度发生变化，则机械能变化，例如降落伞匀速下降时机械能减少，A错；在光滑水平面上做匀速圆周运动的小球，其动能不变，势能也不变，球的机械能守恒，B对；在粗糙斜面上下滑的物体，在下滑过程中，除重力做功外，滑动摩擦力和沿斜面向下的拉力的合力为零，这两个力所做的功之和为零，物体所受斜面的弹力不做功，所以整个过程中相当于只有重力做功，物体的机械能守恒，C对；在题图压缩弹簧的过程中，弹簧的弹性势能增加，所以小球的机械能减少，但小球和弹簧组成的系统的机械能守恒，D错. 答案：BC3(多选)如图所示，竖直放置的弹簧，小球从弹簧正上方某一高处落下，从球接触弹簧到弹簧被压缩到最大的过程中，关于小球运动的下述说法中正确的是()A小球的机械能不断减小B小球的机械能不断增大C弹簧的弹性势能不断增大D弹簧的弹性势能不断减小解析：小球在运动过程中，弹簧弹力对小球做负功，小球的机械能减少，故A正确，B错误；小球在向下的运动过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，弹力对小球做负功，小球机械能减少，弹簧的弹性势能增加，故C正确，D错误答案：AC4质量为1 kg的物体从倾角为30、长2 m的光滑斜面顶端由静止开始下滑，若选初始位置为零势能点，那么，当它滑到斜面中点时具有的机械能和重力势能分别是(g取10 m/s2)()A0 J，5 J B0 J，10 JC10 J，5 J D20 J，10 J解析： 物体下滑时机械能守恒，故它下滑到斜面中点时的机械能等于在初始位置的机械能，下滑到斜面中点时的重力势能Epmgsin 30110sin 30 J5 J故选项A正确答案：A5.如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上若以海平面为零势能面，不计空气阻力，则下列说法中正确的是()A物体到海平面时的重力势能为mghB重力对物体做的功为mghC物体在海平面上的动能为mvmghD物体在海平面上的机械能为mv解析：物体到达海平面时位于参考平面上，重力势能为零，A错；物体运动过程下落了h高度，重力做功mgh，B错；根据机械能守恒定律mghmvmv2，即物体在海平面上的机械能E2mv2mghmv，C对，D错答案：C6.如图所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力在重物由A点摆向最低点B的过程中，下列说法正确的是()A重物的机械能守恒B重物的机械能增加C重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变D重物与弹簧组成的系统机械能守恒解析：重物由A点下摆到B点的过程中，弹簧被拉长，弹簧的弹力对重物做了负功，所以重物的机械能减少，故选项A、B错误；此过程中，由于只有重力和弹簧的弹力做功，所以重物与弹簧组成的系统机械能守恒，即重物减少的重力势能，等于重物获得的动能与弹簧的弹性势能之和，故选项C错误，D正确答案：DB级提能力7如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长时，圆环高度为h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零，则在圆环下滑到底端的过程中()A圆环机械能守恒B弹簧的弹性势能先减小后增大C弹簧的弹性势能变化了mghD弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大解析：圆环与弹簧构成的系统机械能守恒，圆环机械能不守恒，A错误弹簧形变量先增大后减小，所以弹性势能先增大后减小，B错误由于圆环与弹簧构成的系统机械能守恒，圆环的机械能减少了mgh，所以弹簧的弹性势能增加mgh，C正确弹簧与光滑杆垂直时，圆环所受合力沿杆向下，圆环具有与速度同向的加速度，所以做加速运动，D错误答案：C8.如图所示，在竖直平面内有一半径为2 m的圆弧形光滑导轨AB，A点与其最低点C的高度差为1 m，今由A点沿导轨无初速度释放一个小球，若g取10 m/s2，则()A小球过B点的速度vB2 m/sB小球过B点的速度vB2 m/sC小球离开B点后做平抛运动D小球离开B点后将继续运动到与A、D等高的位置解析：由于cosAOE， AOE60，故BOC906030，hBCRRcosBOC(2)m，hABhAChBC(1)m，根据机械能守恒定律得mghABmv，所以vB2 m/s，A错，B对小球离开B点后做斜上抛运动，C错到达最高点时，小球具有水平方向的速度，由机械能守恒定律知，小球离开B点后到达最高点时的高度低于A、D点的高度，D错答案：B9(多选)由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内质量为m的小球，从距离水平地面高为H的管口D处静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上下列说法正确的是()A小球能从细管A端水平抛出的条件是H2RB小球能从细管A端水平抛出的最小高度HminC小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2D小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2解析：小球经过A点的最小速度为0，由机械能守恒定律得mg(Hmin2R)0，故D点的最小高度Hmin2R，要使小球能从A点水平抛出，需H2R，A对，B错；由机械能守恒定律，mg(H2R)mv，解得vA.而2Rgt2，xvAt，故x2，C错，D对答案：AD10.如图所示，质量m2 kg的小球用长L1.05 m的轻质细绳悬挂在距水平地面高H6.05 m的O点现将细绳拉至水平状态，自A点无初速度释放小球，运动至悬点O的正下方B点时细绳恰好断裂，接着小球做平抛运动，落至水平地面上C点不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)细绳能承受的最大拉力；(2)细绳断裂后小球在空中运动所用的时间；(3)小球落地瞬间速度的大小解析：(1)根据机械能守恒定律得mgLmv.由牛顿第二定律得Fmgm.故最大拉力F3mg60 N.(2)细绳断裂后，小球做平抛运动，且HLgt2，故ts1 s.(3)整个过程，小球的机械能不变，故mgHmv.所以vc m/s11 m/s.答案：(1)60 N(2)1 s(3)11 m/s11.如图是检验某种防护罩承受冲击能力的装置，M为半径R1.6 m、固定于竖直平面内的光滑半圆弧轨道，A、B分别是轨道的最低点和最高点；N为防护罩，它是一个竖直固定的圆弧，其半径rm，圆心位于B点在A放置水平向左的弹簧枪，可向M轨道发射速度不同的质量均为m0.01 kg的小钢珠，弹簧枪可将弹性势能完全转化为小钢珠的动能假设某次发射的小钢珠沿轨道恰好能经过B点，水平飞出后落到N的某一点上，取g10 m/s2.求：(1)钢珠在B点的速度大小；(2)发射该钢珠前，弹簧的弹性势能Ep；(3)钢珠从M圆弧轨道B点飞出至落到圆弧N上所用的时间解析：(1)在B处对小钢珠进行受力分析，由牛顿第二定律mgm得vB4 m/s.(2)从发射钢珠到上升至B点过程，由机械能守恒定律EpEpEkmg2Rmv得Ep0.4 J.(3)钢珠做平抛运动，有hgt2；xvBt；x2h2r2.联立解得t0.4 s.答案：(1)4 m/s(2)0.4 J(3)0.4 s