2020高中物理第四章機(jī)械能和能源機(jī)械能守恒定律練習(xí)(基礎(chǔ)篇)教科版必修2_第1頁
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文檔簡介

B.如果vB.如果vo二二廠則小球能夠上升的最大高度為 RA.恒力F做的功大于小球重力勢能的增量B.小球?qū)㈧o止在B點(diǎn)C.細(xì)線對小球做的功為零D.若在B點(diǎn)將力F撤去,小球來回擺動的角度將大于 010.如圖所示,半徑為R的豎直光滑圓軌道內(nèi)側(cè)底部靜止著一個光滑小球,現(xiàn)給小球一個沖擊使其在瞬間得到一個水平初速V0,若V0大小不同,則小球能夠上升到的最大高度(距離底部)也不同.下列說法中正確的是( )C.如果V0=:-<,則小球能夠上升的最大高度為二D.如果V0=二F,則小球能夠上升的最大高度為 2R二、解答題:.某同學(xué)為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律編排了如下實(shí)驗(yàn)步驟:A.用天平稱出重物的質(zhì)量;B.把紙帶固定到重物上,并把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器,提升到一定高度;C.拆掉導(dǎo)線,整理儀器;D.斷開電源,調(diào)整紙帶,重做兩次;E.用秒表測出重物下落的時間;F.用毫米刻度尺測出計(jì)數(shù)點(diǎn)與起點(diǎn)的距離,記錄數(shù)據(jù),并計(jì)算出結(jié)果,得出結(jié)論;G.把打點(diǎn)計(jì)時器接到低壓交流電源上;H.接通電源,釋放紙帶;.把打點(diǎn)計(jì)時器接到低壓直流電源上;J.把打點(diǎn)計(jì)時器固定到桌邊的鐵架臺上。上述實(shí)驗(yàn)步驟中錯誤的是,可有可無的是,其余正確且必要的步驟按實(shí)驗(yàn)操作順序排列是。(均只需填步驟的代號).為進(jìn)行《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn),有下列器材可供選用:鐵架臺、打點(diǎn)計(jì)時器、復(fù)寫紙、紙帶、秒表、低壓直流電流、導(dǎo)線、電鍵、天平,其中不必要的器材是,缺少的器材是.在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量為1kg的重錘自由下落,通過打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上記錄運(yùn)動過程,打點(diǎn)計(jì)時器所接電源的頻率為 50Hz,如圖所示,紙帶上0點(diǎn)為重錘自由下落時紙帶打點(diǎn)起點(diǎn),選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)AB、CD依次間隔為一個點(diǎn),各計(jì)數(shù)點(diǎn)與 。點(diǎn)距離如圖示,單位為mmg=9.8用/s2,則:⑴打點(diǎn)計(jì)時器記錄B點(diǎn)時,重錘速度為=,重錘的動能為EkB=。(2)從O點(diǎn)下落算起,打點(diǎn)計(jì)時器記錄 B點(diǎn)時,重錘重力勢能減少為。(3)以B點(diǎn)為例,說明你怎樣判斷重錘下落過程中機(jī)械能是否守恒 ?

~O~~A_B CDj6…“3i+76.6立5.416os14.如圖所示,一勻質(zhì)直桿AB長為J2r,從圖示位置由靜止沿光滑面ABD滑動,AB是半徑為r的四分之一圓弧,BD為水平面,求直桿全部滑到BD時的速度大小。5.將質(zhì)量為m的物體以初速度v010m/s豎直向上拋出,忽略空氣阻力,取 g10m/s2,則:(1)物體上升的最大高度是多少?(2)上升過程中何處重力勢能與動能相等?l的鏈條,鏈條沿桌邊掛在桌外的長度為 a,l的鏈條,鏈條沿桌邊掛在桌外的長度為 a,鏈條由靜止.如圖,AB是高h(yuǎn)i=0.6m、傾角。=370的斜面,放置在水平桌面上,斜面下端是與桌面相切的一段圓弧,且緊靠桌子邊緣。桌面距地面的高度 h2=1.8m。一個質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊從斜面頂端A由靜止開始沿軌道下滑,運(yùn)動到斜面底端 B時沿水平方向離開斜面,落到水平地面上的 C點(diǎn)?;瑝K與斜面間的動摩擦因數(shù)科=0.5。不計(jì)空氣阻力,2g=10m/s。求:(1)小滑塊經(jīng)過B點(diǎn)時的速度;(2)小滑塊落地點(diǎn)C距桌面的水平距離;【答案與解析】、選擇題:ABC解析:物體自由下落,只有重力做功,機(jī)械能守恒,D選項(xiàng)錯誤;物體下落h重力對物體做功為 mghT,重力勢能減少mghi動能增加mghi故ABC正確。BD解析:判斷機(jī)械能是否守恒,依據(jù)是重力以外的力是否做了功,不管物體是做勻速還是變速運(yùn)動,也不管物體是直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動,只要重力以外的力不做功或做功之和為零,機(jī)械能就守恒。合外力做功為零,并不意味著重力以外的力做功之和為零,故機(jī)械能不一定守恒,故 BD選項(xiàng)正確。A解析:A選項(xiàng)中氫氣球勻速上升受浮力和重力,且浮力做功,故不守恒,其他選項(xiàng)只有重力做功,故守恒,D選項(xiàng)繩子拉力方向始終與速度方向垂直,故不做功,也守恒。D解析:因?yàn)槠嚑恳Φ拇笮〉扔谀Σ亮?,故合外力為重力,在上坡過程中只有重力做負(fù)功,動能減小,勢能增大,總的機(jī)械能不變,故D選項(xiàng)正確。C解析:物體自由下落機(jī)械能守恒,設(shè)初狀態(tài)的勢能為 Ep,此時的勢能為國,則動能為2日,根據(jù)機(jī)械能守恒可知:EpEpiEkEpEEpEpi2Epi3EpiEp120J減少的勢能為EpEpi602040J,故C選項(xiàng)正確。C解析:根據(jù)機(jī)械能守恒可知:2mv0mgHmghEK2EK-mv0mgHmgh2故C選項(xiàng)正確。BD解析:對于系統(tǒng)機(jī)械能守恒,故 D選項(xiàng)正確;但對于單個物體機(jī)械能不守恒,繩子拉力對 m〔做負(fù)功,其機(jī)械能減少,繩子拉力對m2做正功,其機(jī)械能增加,故B選項(xiàng)正確。8、D9 V2解析:由機(jī)械能寸恒th律: -mv03mghmgh4mgh,解得:h——8g9、ACD解析:由A到B的過程中恒力F做功,使得小球的動能和重力勢能均增加,因此恒力 F做的功大于小球重力勢能的增量,故A正確;由題意知,小球在B點(diǎn)受到的沿圓弧切線方向的合力恰好為零,即拉力F與重力沿圓弧切線方向的分力大小相等,方向相反,則小球到達(dá) B點(diǎn)之前,小球在B點(diǎn)受到圓弧切線方向的合力大于零,方向與速度方向相同,故從A到B小球做加速運(yùn)動,故小球不可能靜止在 B點(diǎn).故B錯誤;細(xì)線的拉力始終與速度方向垂直,所以不做功.故C正確;若在B點(diǎn)將力F撤去時,由于存在速度,所以小

球來回擺動時偏離豎直方向的最大角度大于 0,故D正確。二丁5gh解得:二丁5gh解得:h=E,即小球能夠上升的最大高度2解析:A如果v0Ms,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得:為其故A正確;2日設(shè)小球恰好能運(yùn)動到與圓心等高處時在最低點(diǎn)的速度為 v,則根據(jù)機(jī)械能守恒定律得: mgR=gV之,解得,v=J:]:故如果V0=的薪,則小球能夠上升的最大高度為 R,故B正確.CD設(shè)小球恰好運(yùn)動到圓軌道最高點(diǎn)時在最低點(diǎn)的速度為 vi,在最高點(diǎn)的速度為V2.則在最高點(diǎn),有mg=m_二;R從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得: 2mgR=my;—%日聯(lián)立以上兩式得:v相畝;所以如果vE礪和皿=底五小球不能到達(dá)圓軌道的最高點(diǎn),即上升的高度小于 2R.如果丫斗/薪,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得:.Ijpv^mghT,解彳導(dǎo):h=^E,當(dāng)根據(jù)豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動知識可知小球在上升到微R處之前就做斜拋運(yùn)動了,故CD錯誤;故選:AB二、解答題:.解析:實(shí)驗(yàn)步驟中錯誤的是 E和I,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中不需要測定時間,打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)使用低壓交流電源。可有可無的實(shí)驗(yàn)步驟是A。其余正確且必要的步驟按實(shí)驗(yàn)操作順序排列是: J、GB、HDC、F。.不必要的器材:秒表、低壓直流電源和天平;缺少的器材:低壓交流電源、刻度尺、重錘..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在誤差允許范圍內(nèi),二者相等,可認(rèn)為機(jī)械能守恒.-v.gr解析:物體沿光滑軌道運(yùn)動,僅有重力做功,機(jī)械能守恒,根據(jù)機(jī)械能守恒定律,有mghrmg212-mv2mghrmg212mv2vgr.5m;2.5m解析:(1)根據(jù)機(jī)械能守恒可知:

1 2-mvmghh5m(2)重力勢能與動能相等即:EpEk1 2-mvmghh5m(2)重力勢能與動能相等即:EpEk1 2-mv2h2.5mEpEk2Ep2mgh6.v.2 2lag,l解析:選擇桌面上和掛出部分的鏈條作為研究對象,從圖中位置到全部移開桌面過程中,系統(tǒng)重力勢能的減小等整個鏈子動能增加,由機(jī)械能守恒得(設(shè)鏈子單位長度質(zhì)量為la 1 9則: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)設(shè)滑塊從B到C所用時間為t, 1 2由h2 —gt,xvBt2求出x=1.2m

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