2019_2020学年新教材高中物理课时跟踪训练六机械能守恒定律鲁科版必修第二册.doc

课时跟踪训练（六） 机械能守恒定律
A级—学考达标
1．(2019·东营高一检测)关于机械能守恒的叙述，正确的是(　　)
A．做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒
B．做变速直线运动的物体机械能不可能守恒
C．合外力为零时，机械能一定守恒
D．只有重力对物体做功，物体的机械能不一定守恒
解析：选A　物体做匀速直线运动，意味着所受合外力为零，但并不一定满足机械能守恒的条件，故选项A正确，C错误；只要满足机械能守恒的条件，不论物体做变速直线运动，还是变速曲线运动，机械能均守恒，故选项B错误；只有重力对物体做功时，物体的机械能一定守恒，故选项D错误。
2．(2019·济宁高一检测)如图所示，无人机在空中匀速上升时，不断增加的能量是(　　)

A．动能　　　　　　　　 B．动能、重力势能
C．重力势能、机械能 D．动能、重力势能、机械能
解析：选C　无人机的重力势能Ep＝mgh，与高度有关，动能Ek＝mv2，与速度的平方成正比，机械能等于动能和重力势能之和，无人机匀速上升，所以动能保持不变；高度不断增加，所以重力势能不断增加，机械能不断增加，所以选项C正确。
3．忽略空气阻力，下列几种运动中满足机械能守恒的是(　　)
A．电梯匀速下降 B．物体沿斜面匀速下滑
C．子弹射穿木块的运动 D．物体自由下落的运动
解析：选D　电梯匀速下降时，动能不变，重力势能减小，则机械能减小，选项A错误；物体沿斜面匀速下滑时，动能不变，重力势能减小，则机械能减小，选项B错误；子弹射穿木块的运动中因为木块的阻力对子弹做负功，则子弹的机械能减小，选项C错误；物体自由下落的运动中，只有重力做功，则机械能守恒，选项D正确。
4．下列四个选项图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，其运动过程中机械能守恒的是(　　)

解析：选C　图A、图B中，除重力外，力F对木块做功，机械能不守恒；图C中只有重力做功，机械能守恒；图D中除重力外，摩擦力对木块做功，机械能不守恒，故C项正确。
5．(2019·德州高一检测)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)(　　)
A．0，－5 J B．0，－10 J
C．10 J,5 J D．20 J，－10 J
解析：选A　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，即为0，下滑到斜面中点时的重力势能Ep＝－mg·sin 30°＝－5 J。故选项A正确。
6.如图所示，质量为m的小球以速度v0离开桌面，若以桌面为零势能面，则它经过A点时所具有的机械能是(不计空气阻力)(　　)
A.mv＋mgh B.mv－mgh
C.mv D.mv＋mg(H－h)
解析：选C　小球下落过程机械能守恒，所以EA＝E初＝mv，C正确。
7．在上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下漂浮在半空。若减小风力，体验者在加速下降过程中(　　)
A．失重且机械能增加 B．失重且机械能减少
C．超重且机械能增加 D．超重且机械能减少
解析：选B　据题意，体验者漂浮时受到的重力和风力平衡；在加速下降过程中，风力小于重力，即重力对体验者做正功，风力做负功，体验者的机械能减小；加速下降过程中，加速度方向向下，体验者处于失重状态，故选项B正确。
8．(2018·浙江6月学考)如图所示，质量为m的小球，从距桌面h1高处的A点自由下落到地面上的B点，桌面离地高为h2。选择桌面为参考平面，则小球(　　)

A．在A点时的重力势能为mg(h1＋h2)
B．在A点时的机械能为mg(h1＋h2)
C．在B点时的重力势能为0
D．落到B点时的动能为mg(h1＋h2)
解析：选D　A点在参考平面上方h1高处，小球在A点时的重力势能EpA＝mgh1，机械能为EA＝EkA＋EpA＝0＋mgh1＝mgh1，选项A、B错误；B点在参考平面下方，所以重力势能EpB＝－mgh2，选项C错误；根据机械能守恒定律有EA＝EB，解得EkB＝mg(h1＋h2)，选项D正确。
9.如图所示，总长为L的光滑匀质铁链，跨过一光滑的轻质小定滑轮，开始底端相齐，当略有扰动时某一端下落，则铁链脱离滑轮的瞬间，其速度为多大？(滑轮半径可忽略不计)
解析：设铁链总质量为m，初状态至末状态可等效为一半铁链移至另一半下端，其重力势能的减少量为
ΔEp＝·＝
设末状态时链条的速度为v，则动能的增量为ΔEk＝mv2
由机械能守恒定律，得＝mv2
解得v＝ 。
答案：
B级—选考提能
10.(2019·三亚高一检测)如图所示，蹦极是一种非常刺激的娱乐项目。为了研究蹦极过程，做以下简化：将体验者视为质量为m的质点，他沿竖直方向由静止开始下落，忽略弹性绳的质量和空气阻力。整个过程中弹性绳始终在弹性限度内。已知：弹性绳的原长为l0，弹性绳的弹力大小可以用F＝kx来计算，式中k为常量，x为弹性绳的伸长量。重力加速度为g。在下落过程中(　　)
A．体验者的机械能保持不变
B．当弹性绳刚好被拉直时，弹性绳的弹力大小为kl0
C．当弹性绳的弹力等于体验者的重力时，体验者速度达到最大
D．体验者达到的最大速度为
解析：选C　因弹性绳被拉直后，弹性绳的弹力对体验者做负功，则此时体验者的机械能减小，选项A错误；当弹性绳刚好被拉直时，弹性绳无形变，此时的弹力大小为零，选项B错误；因弹性绳被拉直后，开始阶段弹力小于重力，体验者的加速度向下，即加速向下运动；当弹性绳的弹力等于体验者的重力时，体验者的加速度减为零，此时体验者速度达到最大，选项C正确；因弹性绳刚好被拉直时体验者达到的速度由机械能守恒定律得mgl0＝mv2，解得v＝ ，以后还会加速运动一段时间，直到速度最大，可知体验者达到的最大速度大于，选项D错误。
11．(2019·烟台高一检测)如图所示是某类潮汐发电示意图。涨潮时开闸，水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门(如图甲所示)，落潮时，开闸放水发电(如图乙所示)。设海湾水库面积为5.0×108 m2，平均潮差为3.0 m，一天涨落潮两次，发电机的平均能量转化效率为10%，则一天内发电的平均功率约为(ρ海水＝1.0×103 kg/m3，g取
10 m/s2)(　　)

A．2.6×104 kW B．5.2×104 kW
C．2.6×105 kW D．5.2×105 kW
解析：选B　放水发电时，海水的重力势能减少，其中10%转化为电能。一天内提供的重力势能为Ep＝2mgh＝2ρVgh＝2×1.0×103×5.0×108×3.0×10×1.5 J＝4.5×1013 J，则一天内发电的平均功率为P＝≈5.2×104 kW。故选项B正确。
12.如图所示，A物体用板托着，位于离地h＝1.0 m处，轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连，绳子处于绷直状态。已知A物体质量M＝1.5 kg，B物体质量m＝1.0 kg。现将板抽走，A将拉动B上升，设A与地面碰后不反弹，B上升过程中不会碰到定滑轮，g取10 m/s2，问：
(1)A落地前瞬间的速度大小；
(2)B在上升过程中离地的最大高度。
解析：(1)A落地时，A、B系统重力势能的减少量
ΔEp减＝Mgh－mgh
系统动能的增加量ΔEk增＝(M＋m)v2
根据系统机械能守恒定律得：Mgh－mgh＝(M＋m)v2
故A落地时，A、B物体瞬间的速度大小v＝2 m/s。
(2)A落地后，B上升过程机械能守恒，设上升h′后速度变为零，取地面为参考平面
故：mgh＋mv2＝mg(h＋h′)
解得h′＝0.2 m
故B离地面的最大高度为h＋h′＝1.2 m。
答案：(1)2 m/s　(2)1.2 m

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