2017教科版高中物理必修二45《机械能守恒定律》课后知能检测

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 4、5 机械能守恒定律课后知能检测教科版必修21、物体在平衡力作用下运动的过程中，下列说法正确的就是( )A、机械能一定不变B、物体的动能保持不变,而势能一定变化C、若物体的势能变化,则机械能一定变化D、若物体的势能变化,则机械能不一定有变化【解析】由于物体在平衡力的作用下做匀速直线运动,所以物体的动能不变,而势能可能不变，也可能变化,当物体的势能变化时,机械能一定变化，当物体的势能不变时,机械能一定不变,故C正确,A、B、D错误、【答案】 C2、游乐场中的一种滑梯如图4－5－13所示、小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则( ）图4－5－13A、下滑过程中支持力对小朋友做功B、下滑过程中小朋友的重力势能增加C、整个运动过程中小朋友的机械能守恒D、在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功【解析】小朋友在运动过程中受阻力作用，机械能不守恒,因此C错误；在整个运动中支持力与运动方向垂直,因此对小朋友不做功,A错误；下滑中小朋友的重力势能减小,因此B错误；而运动过程中小朋友的机械能减少了,因此摩擦力做负功，所以D正确、【答案】 D3、(多选)(2013·山东高考）如图4－5－14所示，楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab与光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装一定滑轮，质量分别为M、m（M〉m）的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行、两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动、若不计滑轮的质量与摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中( )图4－5－14A、两滑块组成系统的机械能守恒B、重力对M做的功等于M动能的增加C、轻绳对m做的功等于m机械能的增加D、两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功【解析】这就是系统能量转化的综合问题，解题要点就是分析各个力做的功与能量的转化关系、除重力以外其她力对物体做的功等于物体机械能的变化，故M克服摩擦力做的功等于两滑块组成的系统机械能的减少量,拉力对m做的功等于m机械能的增加量，选项C、D正确、【答案】CD4、(多选）(2012·山东高考)将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中，v－t图象如图4－5－15所示、以下判断正确的就是（)图4－5－15A、前3 s内货物处于超重状态B、最后2 s内货物只受重力作用C、前3 s内与最后2 s内货物的平均速度相同D、第3 s末至第5 s末的过程中,货物的机械能守恒【解析】由v－t图象可知,货物在前3 s内具有向上的加速度,因此货物处于超重状态,选项A正确;最后2 s内,货物具有向下的加速度,其大小为a＝错误! m/s2＝3 m/s2＜g,因此货物在这一段时间内受重力与向上的拉力，选项B错误；货物在前3 s内的平均速度v1＝错误! m/s＝3 m/s，最后2 s内的平均速度v2＝错误! m/s＝3 m/s,两者速度相同，选项C正确；第3 s末至第5 s末的过程中,货物在向上的拉力与向下的重力作用下做匀速直线运动,拉力做正功,故机械能不守恒,选项D错误、【答案】AC5、(2013·重庆一中检测)将物体从地面竖直上抛，如果不计空气阻力,物体能够达到的最大高度为H、当物体在上升过程中的某一位置，它的动能就是重力势能的3倍，则这一位置的高度就是（)A、2H/3B、H/2C、H/3D、H/4【解析】物体在运动过程中机械能守恒,设动能就是重力势能的3倍时的高度为h,取地面为零势能面，则有mgH＝E k＋mgh，即mgH＝4mgh,解得:h＝H/4,故D正确、【答案】 D6、如图4－5－16就是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置的一部分,M就是半径为R ＝1、0 m、固定于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平,M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m＝0、01 kg的小钢珠、假设某次发射的钢珠沿轨道内侧恰好能经过M的上端点水平飞出,取g＝10 m/s2，弹簧枪的长度不计,则发射该钢珠前,弹簧的弹性势能为（）图4－5－16A 、0、10 JB 、0、15 JC 、0、20 JD 、0、25 J【解析】 小钢珠恰好经过M 的上端点有mg ＝m 错误!,所以v ＝ 错误!＝ 错误! m/s 、根据机械能守恒定律得E p ＝mgR ＋12mv 2＝0、15 J 、 【答案】 B7、如图4－5－17所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各连有一杂技演员（可视为质点）,甲站于地面上，乙从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员乙摆至最低点时，甲刚好对地面无压力,则演员甲的质量与演员乙的质量之比为( )图4－5－17A 、1∶1B 、2∶1C 、3∶1D 、4∶1【解析】设定滑轮到乙演员的距离为L,那么当乙摆至最低点时下降的高度为L2,根据机械能守恒定律可知m乙g错误!＝错误!m乙v2；又因当演员乙摆至最低点时，甲刚好对地面无压力，说明绳子上的张力与甲演员的重力相等，所以m甲g－m乙g＝m乙错误!，联立上面两式可得演员甲的质量与演员乙的质量之比为2∶1、B对、【答案】 B8、(2013·东城区高一期末)如图4－5－18所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m 的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h、若将小球A换成质量为2m的小球B,仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g,不计空气阻力）（)图4－5－18A、错误!B、错误!C、错误!D、0【解析】设小球A下降高度h时，弹簧的弹性势能为E p,由机械能守恒可知E p＝mgh、当小球A换为质量为2m的小球B时,设小球B下降h时速度为v,根据机械能守恒有2mgh＝错误!·2mv2＋E p，解得v＝错误!,B项正确、【答案】 B9、（2012·上海高考）如图4－5－19，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱,A的质量为B的两倍、当B位于地面时，A 恰与圆柱轴心等高、将A由静止释放,B上升的最大高度就是( )图4－5－19A 、2RB 、5R /3C 、4R /3D 、2R /3【解析】 如图所示，以AB 为系统,以地面为零势能面，设A 质量为2m ，B 质量为m ,根据机械能守恒定律有：2mgR ＝mgR ＋12×3mv 2,A 落地后B 将以v 做竖直上抛运动，即有错误!mv 2＝mgh ，解得h ＝错误!R 、则B 上升的高度为R ＋错误!R ＝错误!R ，故选项C 正确、【答案】 C10、如图4－5－20,把一根内壁光滑的细圆管弯成3/4圆周形状,且竖直放置，管口A 竖直向上,管口B 水平向左，一小球从管口A 的正上方h 1高处自由落下，经细管恰能到达细管最高点B 处、若小球从A 管口正上方h 2高处自由落下,进入A 管口运动到B 点后又从空中飞落进A 口，则h 1∶h 2为（ ）图4－5－20A、1∶1B、2∶3C、4∶5D、5∶6【解析】当小球从管口A的正上方h1高处自由落下，到达细管最高点B处时的速度为零，则根据机械能守恒定律有(取管口A的位置重力势能为零），mgh1＝mgR,解得h1＝R;当从A管口正上方h2高处自由落下时,根据平抛运动规律有R＝v B t，R＝错误!gt2,解得v B＝错误!,根据机械能守恒定律有mgh2＝mgR＋错误!mv错误!，解得h2＝5R/4,故h1∶h2＝4∶5、【答案】 C11、如图4－5－21所示，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出,经3、0 s落到斜坡上的A点、已知O点就是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角θ＝37°，运动员的质量m＝50 kg、不计空气阻力、（取sin 37°＝0、60，cos 37°＝0、80,g＝10 m/s2）求：图4－5－21(1）A 点与O 点的距离L 、(2)运动员离开O 点时的速度大小、（3)运动员落到A 点时的动能、【解析】 （1)运动员在竖直方向做自由落体运动，有h ＝L sin θ＝错误!gt 2，得A 点与O 点的距离L ＝错误!＝75 m 、（2)设运动员离开O 点的速度为v 0,运动员在水平方向做匀速直线运动，即L cos θ＝v 0t ，得v 0＝错误!＝20 m/s 、(3）取A 点所在水平面为零势能面,由机械能守恒定律得运动员落到A 点时的动能E k A ＝mgh ＋错误!mv 错误!＝32 500 J 、【答案】 (1)75 m (2）20 m/s （3)32 500 J12、(2013·九江高一期末）如图4－5－22所示,轻弹簧k 一端与墙相连、质量为4 kg 的木块沿光滑的水平面以5 m/s 的速度运动并压缩弹簧k ，求弹簧在被压缩过程中的最大弹性势能及木块速度减为 3 m/s 时的弹性势能、图4－5－22【解析】 在木块压缩弹簧及弹簧把木块弹开的过程中,弹簧弹力做功，木块的动能与弹簧的弹性势能相互转化、由于不存在其她力做功,故木块与弹簧构成的系统机械能守恒、当木块速度减为零时，弹簧压缩量最大，弹性势能最大，设弹簧的最大弹性势能为E pm ,则E pm ＝12mv 错误!＝错误!×4×52 J ＝50 J 、当木块速度v 1＝3 m/s 时，弹簧的弹性势能为E p1则错误!mv错误!＋E p1＝错误!mv错误!所以E p1＝错误!mv错误!－错误!mv错误!＝32 J、【答案】50 J 32 J。