2018高中物理第七章机械能守恒定律7.9精准把握机械能守恒定律练习新人教版必修2.doc
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精准把握机械能守恒定律 (答题时间:30分钟) 1. 如图所示,在光滑水平面上有一物体,它的左端连接着一轻弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F作用下物体处于静止状态,当撤去力F后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中,下列说法正确的是( ) A. 弹簧的弹性势能逐渐减少 B. 物体的机械能不变 C. 弹簧的弹性势能先增加后减少 D. 弹簧的弹性势能先减少后增加 2. 下列物体中,机械能守恒的是( ) A. 做平抛运动的物体 B. 被匀速吊起的集装箱 C. 光滑曲面上自由运动的物体 D. 物体以g的加速度竖直向上做匀减速运动 3. 如图所示,质量为m的钩码在弹簧秤的作用下竖直向上运动。设弹簧秤的示数为FT,不计空气阻力,重力加速度为g。则( ) A. FT=mg时,钩码的机械能不变 B. FT<mg时,钩码的机械能减小 C. FT<mg时,钩码的机械能增加 D. FT>mg时,钩码的机械能增加 4. 关于机械能是否守恒,下列说法正确的是( ) A. 做匀速直线运动的物体,机械能一定守恒 B. 做圆周运动的物体,机械能一定守恒 C. 做变速运动的物体,机械能可能守恒 D. 合外力对物体做功不为零,机械能一定不守恒 5. 如图所示,将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一固定的竖直墙壁。现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落,从A点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是( ) A. 小球在半圆形槽内运动的全过程中,只有重力对它做功 B. 小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,小球处于失重状态 C. 小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒 D. 小球从下落到从右侧离开槽的过程中,机械能守恒 6. 如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P栓接,另一端与物体A相连,物体A置于光滑水平桌面上(桌面足够大),A右端连接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。开始时托住B,让A处于静止且细线恰好伸直,然后由静止释放B,直至B获得最大速度。下列有关该过程的分析中,正确的是( ) A. B物体受到细线的拉力保持不变 B. B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量 C. A物体动能的增量等于B物体重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和 D. A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功 7. 如图所示是全球最高的(高度为208米)北京朝阳公园摩天轮,一质量为m的乘客坐在摩天轮中以速率v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,假设t=0时刻乘客在最低点且重力势能为零,那么,下列说法正确的是( ) A. 乘客运动的过程中,重力势能随时间的变化关系为Ep=mgR(1-cost) B. 乘客运动的过程中,在最高点受到座位的支持力为m-mg C. 乘客运动的过程中,机械能守恒,且机械能为E=mv2 D. 乘客运动的过程中,机械能随时间的变化关系为E=mv2+mgR(1-cost) 8. AB是竖直平面内的四分之一圆弧轨道,在下端B与水平直轨道相切,如图所示,一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑。已知圆轨道半径为R,小球的质量为m,不计各处摩擦,求: (1)小球运动到B点时的动能; (2)小球下滑到距水平轨道的高度为R时速度的大小和方向; (3)小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时,所受轨道的支持力、各是多大? 1. D 解析:开始时弹簧处于压缩状态,撤去力F后,物体先向右加速运动,然后向右减速运动,所以物体的机械能先增大后减小,所以B错;弹簧先恢复原长后又逐渐伸长,所以弹簧的弹性势能先减少后增加,D对,A、C错。 2. AC 解析:物体做平抛运动或沿光滑曲面自由运动时,不受摩擦力作用,在曲面上弹力不做功,只有重力做功,机械能守恒;匀速吊起的集装箱,绳的拉力对它做功,不满足机械能守恒的条件,机械能不守恒;物体以g的加速度向上做匀减速运动时,由牛顿第二定律知mg-F=m×g,有F=mg,则物体受到竖直向上大小为mg的外力作用,该力对物体做了正功,机械能不守恒。 3. CD 解析:无论FT与mg的关系如何,FT与钩码位移的方向一致,FT做正功,钩码的机械能增加,选项C、D正确。 4. C 解析:做匀速直线运动的物体与做圆周运动的物体,如果是在竖直平面内,则机械能不守恒,A、B错误;做自由落体运动的物体,合外力做功不为零,且为变速运动,但机械能守恒,C正确,D错误。 5. C 解析:小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,半圆形槽有向左运动的趋势,但是实际上没有动,整个系统只有重力做功,所以小球与槽组成的系统机械能守恒。而小球过了半圆形槽的最低点以后,半圆形槽向右运动,由于系统没有其他形式的能量产生,满足机械能守恒的条件,所以系统的机械能守恒。小球到达槽最低点前,小球先失重,后超重。当小球向右上方滑动时,半圆形槽向右移动,半圆形槽对小球做负功,小球的机械能不守恒。综合以上分析可知选项C正确。 6. BD 解析:对物体A、B进行运动分析可知,A、B做加速度越来越小的加速运动,直至A和B达到最大速度,从而可以判断细线对B物体的拉力越来越大,A选项错误;根据能量守恒定律知,B的重力势能的减少转化为A、B的动能与弹簧的弹性势能的增加,据此可判断B选项正确,C选项错误;而A物体动能的增量为细线拉力与弹簧弹力对A做功之和,由此可知D选项正确。 7. AD 解析:在最高点,根据牛顿第二定律可得,mg-FN=m,乘客受到座位的支持力为FN=mg-m,B项错误;由于乘客在竖直平面内做匀速圆周运动,其动能不变,重力势能发生变化,所以乘客在运动的过程中机械能不守恒,C项错误;在时间t内转过的弧度为t,所以对应t时刻的重力势能为Ep=mgR(1-cost),总的机械能为E=Ek+Ep=mv2+mgR(1-cost),A、D项正确。 8. 解:以BC面所在的平面为零势能面。 (1)根据机械能守恒定律得:Ek=mgR; (2)根据机械能守恒定律得:ΔEk=ΔEp, mv2=mgR 小球速度大小为:v= 速度方向沿圆弧的切线向下,与竖直方向成30°角; (3)根据牛顿运动定律及机械能守恒定律, 在B点:-mg=m,mgR= 解得=3mg, 在C点:=mg。 5- 配套讲稿:
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