高中物理第七章时机械能守恒定律

学案16 机械能守恒定律【学习目标】1.通过习题掌握规律2.深入认识功【学习任务】【概念规律练】知识点一机械能守恒的判断1．机械能守恒的条件是“只有重力对物体做功”这句话的意思是( )A．物体只能受重力的作用，而不能受其他力的作用B．物体除受重力以外，还可以受其他力的作用，但其他力不做功C．只要物体受到的重力做了功，物体的机械能就守恒，与其他力做不做功无关D．以上说法均不正确2．如图4所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )图4A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B．乙图中，在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，物体B机械能守恒C．丙图中，不计任何阻力时，A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒知识点二机械能守恒定律3．如图5所示，图5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．若以地面为参考平面且不计空气阻力，则( )A．物体落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12mv20＋mghD．物体在海平面上的机械能为12 mv20图64．假设过山车在轨道顶点A无初速度释放后，全部运动过程中的摩擦均可忽略，其他数据如图6所示，求过山车到达B点时的速度．(g取10 m/s2)【方法技巧练】一、链条类问题的分析方法5．如图7所示，图7总长为L的光滑匀质铁链跨过一个光滑的轻小滑轮，开始时下端A、B相平齐，当略有扰动时其一端下落，则当铁链刚脱离滑轮的瞬间，铁链的速度为多大？二、系统机械能守恒问题的分析方法6．如图8所示，图8A、B两球质量分别为4m和5m，其间用轻绳连接，跨放在光滑的半圆柱体上(半圆柱体的半径为R)．两球从水平直径的两端由静止释放．已知重力加速度为g，圆周率用π表示．当球A到达最高点C时，求：球A的速度大小．三、机械能守恒定律的综合应用7．如图9所示，图9质量不计的轻杆一端安装在水平轴O上，杆的中央和另一端分别固定一个质量均为m的小球A和B(可以当做质点)，杆长为l，将轻杆从静止开始释放，不计空气阻力．当轻杆通过竖直位置时，求：小球A、B 的速度各是多少？【补充学习材料】1．关于物体机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是( )A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B．做匀变速直线运动的物体，机械能一定不守恒C．外力对物体做功等于零时，机械能一定守恒D．若只有重力对物体做功，机械能一定守恒2．如图10所示，图10物体在斜面上受到平行于斜面向下的拉力F作用，沿斜面向下运动，已知拉力F大小恰好等于物体所受的摩擦力，则物体在斜面上的运动过程中( )A．做匀速运动 B．做匀加速运动C．机械能保持不变 D．机械能减小3.图11如图11所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于机械能的叙述中正确的是( )A．重力势能和动能之和总保持不变B．重力势能和弹性势能之和总保持不变C．动能和弹性势能之和保持不变D．重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变4.图12在下列几个实例中，机械能守恒的是( )A．在平衡力作用下运动的物体B．在竖直平面上被细线拴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12所示，在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球5．如图13所示，图13一个小孩从粗糙的滑梯上加速滑下，对于其机械能的变化情况，下列判断正确的是( )A．重力势能减小，动能不变，机械能减小B．重力势能减小，动能增加，机械能减小C．重力势能减小，动能增加，机械能增加D ．重力势能减小，动能增加，机械能不变6．如图14所示，图14一根长为l 1的橡皮条和一根长为l 2的绳子(l 1<l 2)悬于同一点，橡皮条的另一端系一A 球，绳子的另一端系一B 球，两球质量相等，现从悬线水平位置(绳拉直，橡皮条保持原长)将两球由静止释放，当两球摆至最低点时，橡皮条的长度与绳子长度相等，此时两球速度的大小为( )A ．B 球速度较大 B ．A 球速度较大C ．两球速度相等D ．不能确定图157．在足球比赛中，甲队队员在乙队禁区附近主罚定位球，并将球从球门右上角贴着球门射入，如图15所示．已知球门高度为h ，足球飞入球门时的速度为v ，足球质量为m ，不计空气阻力和足球大小，则该队员将足球踢出时对足球做的功为( ) A.12mv 2 B ．mgh ＋12mv 2 C ．mgh D.12mv 2－mgh 8.图16如图16所示，两个34圆弧轨道固定在水平地面上，半径R 相同，A 轨道由金属凹槽制成，B 轨道由金属圆管制成，均可视为光滑轨道．在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A 和B 由静止释放，小球距离地面的高度分别用h A 和h B 表示，对于下述说法中正确的是( )A ．若h A ＝hB ≥2R ，则两小球都能沿轨道运动到最高点B ．若h A ＝h B ＝3R 2，由于机械能守恒，两小球在轨道上升的最大高度均为3R 2C ．适当调整h A 和h B ，均可使两小球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处D ．若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，A 小球的最小高度为5R 2，B 小球在h B >2R 的任何高度均可9．如图17所示，图17在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，上端O 点与管口A 的距离为2x 0，一质量为m 的小球从管口由静止下落，将弹簧压缩至最低点B ，压缩量为x 0，不计空气阻力，则( )A ．小球运动的最大速度大于2gx 0B ．小球运动中的最大加速度为g 2C ．弹簧的劲度系数为mg x 0D ．弹簧的最大弹性势能为3mgx 010.图18如图18所示，将一根长L ＝0.4 m 的金属链条拉直放在倾角θ＝30°的光滑斜面上，链条下端与斜面下边缘相齐，由静止释放后，当链条刚好全部脱离斜面时，其速度大小为________．(g 取10 m/s 2)11．如图19所示，图19质量为m 的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为M 的砝码相连．已知M ＝2m ，让绳拉直后使砝码从静止开始下降h(小于桌高)的距离，木块仍没离开桌面，则砝码的速度为多少？高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题1．如图所示，把一块不带电的锌板连接在验电器上．当用紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，则A．锌板带正电，验电器带负电B．从锌板逸出电子的动能都相等C．撤去光源，将毛皮摩擦过的橡胶棒与锌板接触，发现验电器指针偏角不变D．撤去光源，将毛皮摩擦过的橡胶棒与锌板接触，发现验电器指针偏角会变小2．用水平力F拉着一物体在水平面上做匀速运动，某时刻将力F随时间均匀减小，物体所受的摩擦力随时间的变化如图中实线所示，下列说法中正确的是（）A．F做功的功率是从t1时刻开始减小的，t2时刻F做功的功率刚好变为零B．F做功的功率是从t1时刻开始减小的，t3时刻F做功的功率刚好变为零C．F做功的功率是从t2时刻开始减小的，t2时刻F做功的功率刚好变为零D．F做功的功率是从t2时刻开始减小的，t3时刻F做功的功率刚好变为零3．如图所示，两个宽度均为L的匀强磁场垂直于光滑水平桌面，方向相反，磁感应强度大小相等．高为L上底和下底长度分别为L和2L的等腰梯形金属框水平放置，现使其匀速向右穿过磁场区域，速度垂直梯形底边，从图示位置开始x=0，以逆时针方向为电流的正方向，下列四幅图中能够反映线框中电流Ⅰ随金属框向右移动距离x关系的是( )A．B．C．D．4．如图所示，光滑绝缘细管与水平面成30°角，在管的上方P点固定一个点电荷+Q，P点与细管在同一竖直平面内，管的顶端A与P点连线水平。

电荷量为-q的小球(小球直径略小于细管内径)从管中A处由静止开始沿管向下运动。

图中PB⊥AC，B是AC的中点，不考虑小球电荷量对电场的影响。

则在Q形成的电场中( )A．A点的电势高于B点的电势B．B点的电场强度大小是A点的2倍C．小球从A到C的过程中电势能先减小后增大D．小球从A到C的过程中重力势能减少量大于动能增加量5．下列说法正确的是_____。

A．医院里用于检测的彩超的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速，这一技术应用了多普勒效应B．单摆做简谐运动的回复力大小总与偏离平衡位置的位移大小成正比C．在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体比物体所处的实际位置低D．水中的气泡，看起来很明亮，是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故E. 地面上静止的人观察一条沿杆自身长度高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小6．如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态．如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是A．绳的右端上移到b′，绳子拉力越大B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D．若换挂质量更大的衣服，则衣服架悬挂点右移二、多项选择题7．下列说法正确的是_____。

（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分；选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．只要减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低B．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能也一定减小C．同种物质要么是晶体，要么是非晶体，不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现D．在温度不变的情况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强不变E．温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同8．如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子(不计重力)从A点沿AB方向射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则A．从Q点射出的粒子速度大B．从P点射出的粒子速度大C．从Q点射出的粒子在磁场中运动的时间长D．两个粒子在磁场中运动的时间一样长9．如图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB方向自A点射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则：A．从P射出的粒子速度大B．从Q射出的粒子速度大C．从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长D．两粒子在磁场中运动的时间一样长10．"蹦极"是一项深受年轻人喜爱的极限运动，跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在腰间，从几十米高处跳下．如右图所示，某人做蹦极运动，他从高台由静止开始下落，下落过程不计空气阻力，设弹性绳原长为h0，弹性绳的弹性势能与其伸长量的平方成正比．则他在从高台下落至最低点的过程中，他的动能E k、弹性绳的弹性势能E P随下落高度h变化的关系图象正确的是A．B．C．D．三、实验题11．如图所示，用细绳AB将质量为m的球系在电梯内的竖直光滑的墙壁上，绳与墙壁间的夹角为θ，重力加速度为g，当电梯做加速度大小为a的匀减速上升运动时，求：（1）请画出小球受力图；（2）绳对球的拉力T的大小，（3）球对墙的压力大小N’12．如图所示，光滑半圆形轨道处于暨直平面内，半圆形轨道与光滑的水平地面相切于半圆的端点A.一质量为m的小球在水平地面上C点受水平向左的恒力F由静止开始运动，当运动到A点时撒去恒力F，小球沿竖直半圆形轨道运动到轨道最高点B点，最后又落在水平地面上的D点(图中未画出).已知A、C间的距离为L，重力加速度为g.(1)若轨道半径为R，求小球到达半圆形轨道B点时对轨道的压力F N的大小；(2)为使小球能站动到轨道最高点B，求轨道半径的最大值；(3)轨道半径R多大时，小球在水平地面上的落点D到A点距离最大?最大距离是多少?四、解答题13．如图所示，长l＝1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ＝37°.已知小球所带电荷量q＝1.0×10－6C，匀强电场的场强E ＝3.0×103N/C，取重力加速度g＝10m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：(1)小球所受电场力F的大小；(2)小球的质量m；(3)将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小．14．如图所示，同一光滑水平轨道上静止放置A、B、C三个物块，A、B两物块质量均为m，C物块质量为2m,B物块的右端装有一轻弹簧，现让A物块以水平速度v0向右运动，与B碰后粘在一起，再向右运动推动C（弹簧与C不粘连），弹簧没有超过弹性限度．求：（1）整个运动过程中，弹簧的最大弹性势能；（2）整个运动过程中，弹簧对C所做的功。