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4

A．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mgh

B．重力对物体做的功为mgh

C．物体在海平面上的动能为1

2

mv20＋mgh

D．物体在海平面上的机械能为1

2 mv20

图6

4．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8

A、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

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15

7．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 ＋12

mv 2 C ．mgh D.12

mv 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 ＝h

B ≥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 2

C ．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