人教版 (新课标)必修28.机械能守恒定律当堂达标检测题

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机械能守恒定律1．物体作变速运动，则正确的说法有                                             (    )   A．若改变物体速度的是重力，则物体机械能不变     B．若改变物体速度的是摩擦力，则物体的机械能一定减小  C．若改变物体速度的是摩擦力，则物体的机械能可能增大  D．在物体速度增大的过程中，物体的机械能可能减小2如图5-3-1四个选项的图中，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，为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块沿斜面向下运动，图c中的木块沿斜面向上运动．在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是                                                                           (    ) 
3．有一斜覃体放在光滑的水平面上，一个小物体从斜面顶端无摩擦地自由滑下，在下滑过程中(    )  A．斜面体对小物块的弹力做的功不为零   B．小物体的重力势能完全转化为小物块的动能  C．小物块的机械能不守恒               D．小物块、斜面体和地球构成的系统机械能守恒4．如图5-3-2所示，一根质量分布均匀的木杆竖直立在水平地面上，在木杆倾倒过程中底部没有滑动，则动能恰好与重力势能相等时木杆与水平地面的夹角θ为                     （    ）A．15度          B．30度          C．45度             D .60度      图5—3—2          图5—3—3          图5—3—4            图5—3—5 5.如图5-3—3所示，两木块放在光滑的水平面上，当中以轻弹簧连结，木块B紧靠竖直墙面，现在用木块A压缩弹簧，并由静止释放，这时弹簧的弹性势能为岛，运动中弹簧伸长到最长和压缩到最短时，弹性势能分别为El和E2，则                                          (    )  A．El=E2           B．E0=E2             C．E0>El           D．El≠E26.如图5-3-4所示，在两个质量分别为m和2m的小球a和b之间，用一根长为l的轻杆连接(杆的质量可不计，)两小球可绕穿过轻杆中心D的水平轴无摩擦转动，现让轻杆处于水平位置，然后无初速释放，重球b向下，轻球a向上，发生转动，在杆转至竖直的过程中                (    )  A．b球的重力势能减小，动能增加    B．a球的机械能增加，b球的机械能减少  C．a球和6球的总机械能守恒        D．a球和b 球的总机械能不守恒 7如图5-3—5所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为2m的小球，B处固定质量为M的小球，支架悬挂在D点，可绕过D点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动，开始时OB与d地面相垂直，放手后开始运动．在不计任何阻力的情况下：下列说法正确的是  （   ）   A．A球到达最低点时速度为零     B．A球机械能减少量等于B球机械能增加量  C．B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动时的高度  D．当支架从左向右回摆时，A球一定能回到起始高度二、实验题8在第一次试验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图5—3—6所示(相邻计数点时间间隔为0.02s)，单位cm，那么 (1)纸带的______端与重物相连：(2)打点计时器打下计数点B时，物体的速度铀：_______．(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量△Ep=______,，此过程中物体动能的增加量△Ek_____ (g取9.8m／s2)(4)通过计算，数值上△Ep=________△Ek(填“>”“=”或“<”)，这是因为________.(5)实验的结论是______________________.   图5—3—6                                      图5—3—79．一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变质量的关系，他的实验如下，在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小钢球接触，当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图5—3—7所示，让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面，水平距离为s.(1)请你推导出弹簧的弹性势能EP 与小钢球质量m桌面离地高度为h,水平距离s等物理量的关系式。(2)弹簧的压缩量x与对应的刚球在空中飞行的距离s的实验数据如下表所示： 弹簧压缩量x／cm1.001.502.002.503.003.50钢球飞行水平距离s／m1.011.502.Ol2.483.013.50三、论述、计算题10．如图5—3—8所示，半径为r，质量不计的圆盘 盘面与地面相垂直，圆心处有一个垂直盘 面的光滑水平固定轴0，在盘的最右边缘固定一个质量为m的小球A，在O点的正下方离)O点B处固定一个质量也为m的小球B，放开盘子让其自由转动，问：①当A球转到最低点时，两小球的重力势能之和减少了多少?②A球转到最低点时的线速度是多少?③在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向最大角度是多少?             11．如图5—3—9所示，一轻绳两端各系一小物体A和B，且mA>mB，跨放在一个光滑的半圆柱上，半圆柱体的半径为R，A、B刚好贴在圆上，今让两球由静止释放，当B刚好到达圆柱最高点时，脱离圆柱体，求(1)B到达最高点的速度；(2)mA与mB的比值是多少?            12．如图5—3—10所示，半圆轨道竖直放置，半径R=0.4m，其底端与水平轨道相接，一个质量为m=0.2kg的滑块放在水平轨道C点上(轨道均为光滑)．用一个水平的恒力，作用于滑块，使滑块向右运动，当滑块到达半圆轨道的最低点A 时撤去F，滑块到达圆的最高点B沿水平方向飞出，恰好落到滑块起始运动的位置C点，则A与C至少应相距多少?这种情况下所需恒力，的大小是多少?  (取g=10m／s2)．             机械能守恒定律1．ACD当只有重力作用时，物体机械能守恒，A正确．而有摩擦力作用时，摩擦力可以是动力，也可以是阻力，即物体的机械能可以增大，也可能减小，c正确，当物体速度增大即动能要增大，物体很可能处于摩擦生热过程中，即物体机械能变成了内能．  2．c图AB中力，是除了熏力之外的力，它对物体做了功，故物体机械能不守恒，D图中物体受滑动摩擦力作用要生热，机械能要减少，  3．AD小物体滑下过程中，斜面体要运动起来，小物体、斜面体与地球构成的系统中机械能守恒，物体的弹力对斜面体做正功，斜面体对小物体的弹力对小物体做负功．小物体的重力势能转化为小物体的动能和斜面体的动能．4．B设杆长为l，当动能跟势能相等时捧重心高为h，则由机械能守恒定律有mgl=2mgh，h=l/4，又sinθ=2h/l=0.5, θ=300,．  5.AC当弹簧拉伸到最长和压缩列最短时，A、B达到共同速度且两种情况下的共同速度相等，设此时的共同动能为EK，此时的势能为EP，．则Eo=Ek+Ep，，而两次EK相同，则两次Ep应相同，即El=E2．  6．BC  a球的动能和重力势能均增大，而ab系统的机械能守恒，故b球机械能减少。  7．BCD  A、B两球组成的系统(包括支架)机械能守恒，则B正确．当A到最低点时，B增加的势能与A减少的势能要少．则此时系统(A和B)应具有速度，即B球上升的高度应比A高，而当AB一起往右摆动时由机械能守恒定律，可知A球应能回到原处．8．(1)左端．(2) (3)△Ep=0.49J，△Ek=0.48J  (4)>，实验中确阻力；(5)在误差允许范围内机械能守恒．9．(1)设小球运动到桌子边缘时速度为v0，则有Ep=mv2/2①，小球离开桌面后作平抛运动，则s=v0t ②，h=gt2/2 ③，则Ep=mgS2/4h．(2)弹簧的弹性势能与弹簧的长度的压缩量的平方成正比．10.(1)选最低点为零势能点，△Ep=mgr-mgr/2=mgr/2.(2)当A球转至最低点时，设A球速度为vA，B速速度为vB，则vA/vB=2r/r=2/1    ①又由机械能守恒定律，对AB系统有：mgr/2=mvA2/2+mvB2/2②，解得(3)设所求角度为θ，从释放盘子到OA向左偏θ过程中，由机械能守恒定律有： 解 得 (舍去负根)．  θ=arcsin3/5．11．(1)    设B到达最高点时速度为v，则 (2)    由系统机械能守恒，以圆柱水平直径所在水平面为零势面，则：其中解得：12．设AC之问的距离为S，设滑块在A、B点速度分别为vA、vB,在AC段对滑块由动能定理有：FS=mvA2/2。①． 对滑块由A至C段由机械能守恒定律有 ②，滑块自B点飞出作平抛运动，又有S=vBt    ③．  2R=gt2/2    ④．  由③④得   可知要使S最小应让vB最小．则又有得Smin=2R 解得  F=5/4mg                   机械能守恒定律    答案1．ACD当只有重力作用时，物体机械能守恒，A正确．而有摩擦力作用时，摩擦力可以是动力，也可以是阻力，即物体的机械能可以增大，也可能减小，c正确，当物体速度增大即动能要增大，物体很可能处于摩擦生热过程中，即物体机械能变成了内能．  2．c图AB中力，是除了熏力之外的力，它对物体做了功，故物体机械能不守恒，D图中物体受滑动摩擦力作用要生热，机械能要减少，  3．AD小物体滑下过程中，斜面体要运动起来，小物体、斜面体与地球构成的系统中机械能守恒，物体的弹力对斜面体做正功，斜面体对小物体的弹力对小物体做负功．小物体的重力势能转化为小物体的动能和斜面体的动能．4．B设杆长为l，当动能跟势能相等时捧重心高为h，则由机械能守恒定律有mgl=2mgh，h=l/4，又sinθ=2h/l=0.5, θ=300,．  5.AC当弹簧拉伸到最长和压缩列最短时，A、B达到共同速度且两种情况下的共同速度相等，设此时的共同动能为EK，此时的势能为EP，．则Eo=Ek+Ep，，而两次EK相同，则两次Ep应相同，即El=E2．  6．BC  a球的动能和重力势能均增大，而ab系统的机械能守恒，故b球机械能减少。  7．BCD  A、B两球组成的系统(包括支架)机械能守恒，则B正确．当A到最低点时，B增加的势能与A减少的势能要少．则此时系统(A和B)应具有速度，即B球上升的高度应比A高，而当AB一起往右摆动时由机械能守恒定律，可知A球应能回到原处．8．(1)左端．(2) (3)△Ep=0.49J，△Ek=0.48J  (4)>，实验中确阻力；(5)在误差允许范围内机械能守恒．9．(1)设小球运动到桌子边缘时速度为v0，则有Ep=mv2/2①，小球离开桌面后作平抛运动，则s=v0t ②，h=gt2/2 ③，则Ep=mgS2/4h．(2)弹簧的弹性势能与弹簧的长度的压缩量的平方成正比．10.(1)选最低点为零势能点，△Ep=mgr-mgr/2=mgr/2.(2)当A球转至最低点时，设A球速度为vA，B速速度为vB，则vA/vB=2r/r=2/1    ①又由机械能守恒定律，对AB系统有：mgr/2=mvA2/2+mvB2/2②，解得(3)设所求角度为θ，从释放盘子到OA向左偏θ过程中，由机械能守恒定律有： 解 得 (舍去负根)．  θ=arcsin3/5．11．(3)    设B到达最高点时速度为v，则 (4)    由系统机械能守恒，以圆柱水平直径所在水平面为零势面，则：其中解得：12．设AC之问的距离为S，设滑块在A、B点速度分别为vA、vB,在AC段对滑块由动能定理有：FS=mvA2/2。①． 对滑块由A至C段由机械能守恒定律有 ②，滑块自B点飞出作平抛运动，又有S=vBt    ③．  2R=gt2/2    ④．  由③④得   可知要使S最小应让vB最小．则又有得Smin=2R 解得  F=5/4mg