《2019-2020学年高中物理课时分层作业15机械能守恒定律含解析教科版必修22.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高中物理课时分层作业15机械能守恒定律含解析教科版必修22.pdf（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第 - 1 - 页 共 8 页 课时分层作业(十五) 课时分层作业(十五) 基础达标练 (时间：15 分钟 分值：50 分) 一、选择题(本题共 5 小题，每小题 6 分，共 30 分) 1关于机械能守恒，以下说法中正确的是 ( ) A机械能守恒的物体一定只受重力和弹力的作用 B物体处于平衡状态时，机械能一定守恒 C物体所受合外力不等于零时，机械能可能守恒 D合外力做功时，物体的机械能一定不守恒 C 物体机械能守恒时，还有可能受其他力的作用，但是其他力做功为零，故 A 错 误 物体处于平衡状态时， 机械能不一定守恒， 例如物体匀速上升， 动能不变， 重力势能增大， B 错误物体所受合外力不等于
2、零时，机械能可能守恒，例如自由下落的物体，C 正确自由落 体运动中，合外力做正功，机械能守恒，D 错误 2(多选)下列几种情况，系统的机械能守恒的是( ) 甲 乙 丙 A图甲中，一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动 B图乙中，运动员在蹦床上越跳越高 C图丙中，小车上放一木块，小车的左侧有弹簧与墙壁相连，小车在左右振动时，木块 相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计) D图丙中，如果小车振动时，木块相对小车有滑动 AC 图甲中，弹丸在碗内运动时，只有重力做功，系统机械能守恒，A 正确图乙中， 运动员越跳越高，表明她不断做功，系统机械能不守恒，B 错误图丙中，若小车和木块间是 静摩擦力，二者相对于地
3、面的位移总是相同，小车和木块间的静摩擦力做功总是一正一负， 数值相等，总功为零，系统中只有弹簧的弹力做功，系统机械能守恒；若木块相对小车滑动， 滑动摩擦力做功，有内(热)能产生，系统机械能不守恒，C 正确D 错误 3 如图所示的光滑轻质滑轮， 阻力不计，M12 kg，M21 kg，M1离地高度为H0.5 mM1 与M2从静止开始释放，M1由静止下落 0.3 m 时的速度为( ) 第 - 2 - 页 共 8 页 A. m/s B3 m/s2 C2 m/s D1 m/s A 对系统运用机械能守恒定律得，(M1M2)gh (M1M2)v2，代入数据解得v m/s， 1 2 2 故 A 正确，B、C、
4、D 错误 4半径为R0.4 m 的圆桶固定在小车内，有一光滑小球静止在圆桶最低点，如图所 示小车以速度v4 m/s 向右做匀速运动，g取 10 m/s2，当小车突然停止，此后关于小球在 圆桶中上升的最大高度，下列说法正确的是( ) A等于 0.8 m B等于 0.4 m C大于 0.4 m 小于 0.8 m D小于 0.4 m C 小车突然停止后，小球在圆桶内做圆周运动当小球的动能全部转化为重力势能时， 小球能上升的高度为h0.8 m，但它若能沿轨道运动到圆桶的最高点时，在最高点还须 v2 2g 满足mmg，即v2 m/s，所以它必然在上升到圆心位置之上而到达最高点之前离开 v2 R gR 轨
5、道做斜上抛运动，C 正确 5.如图所示，重 10 N 的滑块在倾角为 30的斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到 一个轻弹簧 滑块压缩弹簧到c点开始弹回， 返回b点离开弹簧， 最后又回到a点， 已知ab0. 8 m，bc0.4 m，那么在整个过程中，下列说法错误的是( ) A滑块动能的最大值是 6 J B弹簧弹性势能的最大值是 6 J 第 - 3 - 页 共 8 页 C从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是 6 J D滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能守恒 A 滑块能回到原出发点，所以机械能守恒，D 正确；以c点为参考点，则a点的机械能 为 6 J，c点时的速度为 0，重力势能也为 0，所以弹性势
6、能的最大值为 6 J，从c到b弹簧的 弹力对滑块做的功等于弹性势能的减小量，故为 6 J，所以 B、C 正确由a到c时，因重力 势能不能全部转变为动能，故 A 错误 二、非选择题(20 分) 6利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验 (1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材 中，必须使用的还有_(选填器材前的字母) A大小合适的铁质重锤 B体积较大的木质重锤 C刻度尺 D游标卡尺 E秒表 (2)某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数 点时重锤的速度v，通过描绘v2h图像去研究机械能是否守恒若实验中重锤所受阻力
7、不可 忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v2h图像是图中的_ A B C D 解析 (1)验证机械能守恒定律实验，需要尽量减小阻力，以使得减少的重力势能接近 增加的动能，所以选择铁质重锤而不是木质，这样可以尽量减少阻力影响，即选项 A 对，B 错 ； 在计算速度时，需要刻度尺测量点迹之间的距离，以及下落的高度，所以选项 C 是必须的； 而秒表不需要，只要查相邻点的间隔，即可得时间间隔，因为打点计时器每隔 0.02 秒打一个 点，所以 E 错误；用刻度尺测量点间距，而不需要游标卡尺，选项 D 错 (3)若有恒定的阻力存在，根据动能定理可得(mgf)hmv2，即2，所以图像 1 2 v
8、2 h(g f m) 斜率为定值，而且过原点，对照选项 A 对 第 - 4 - 页 共 8 页 答案 (1)AC (2)A 能力提升练 (时间：25 分钟 分值：50 分) 一、选择题(本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分) 1 (多选)如图所示， 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 的海平面上若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确的是( ) A物体落到海平面时的势能为mgh B重力对物体做的功为mgh C物体在海平面上的动能为mvmgh 1 2 2 0 D物体在海平面上的机械能为mv 1 2 2 0 BCD 若以地面为参考平面，物体落到海平
9、面时的势能为mgh，所以 A 选项错误；此过 程重力做正功，做功的数值为mgh，B 正确 ； 不计空气阻力，只有重力做功，所以机械能守恒， 有mvmghEk，在海平面上的动能为Ekmvmgh，C 选项正确；在地面处的机械能为 1 2 2 0 1 2 2 0 mv，因此在海平面上的机械能也为mv，D 选项正确 1 2 2 0 1 2 2 0 2.一根全长为l、粗细均匀的铁链，对称地挂在轻小光滑的定滑轮上，如图所示，当受到 轻微的扰动，铁链开始滑动，当铁链脱离滑轮瞬间，铁链速度大小为( ) A. B. 2gl 2 2gl C. D. gl 2 2gl 4 A 设铁链脱离滑轮瞬间链条的速度为v，则下
10、落过程只有重力做功，机械能守恒以铁 链脱离瞬间在竖直方向时铁链的重心为参考面，则有2mv2，解得v， ( 1 2mg 1 4l) 1 2 2gl 2 选项 A 正确 第 - 5 - 页 共 8 页 3.(多选)如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径r0.4 m，最低 点有一小球(半径比r小很多)，现给小球以水平向右的初速度v0，如果要使小球不脱离圆轨 道运动，那么v0应当满足(g取 10 m/s2)( ) Av00 Bv04 m/s Cv02m/s Dv02m/s52 CD 当小球沿轨道上升的最大高度等于r时，由机械能守恒定律得mvmgr，得v02 1 2 2 0 m/s；2
11、当小球恰能到达圆轨道的最高点时有mgmv 2 R 又由机械能守恒mvmg2rmv2 1 2 2 0 1 2 解得v02m/s.所以满足条件的选项为 C、D.5 第 - 6 - 页 共 8 页 4.(多选)由光滑细管组成的轨道如图所示， 其中AB、BC段均为半径为R的四分之一圆弧， 轨道固定在竖直平面内一质量为m的小球，从距离水平地面高为H的管口D处由静止释放， 最后能够从A端水平抛出落到地面上下列说法正确的是( ) A小球落到地面相对于A点的水平位移值为 2RH2R2 B小球落到地面相对于A点的水平位移值为 2 2RH4R2 C小球能从细管A端水平抛出的条件是H2R D小球能从细管A端水平抛出
12、的最小高度HminR 5 2 BC 小球从D到A，根据机械能守恒定律知，mg(H2R)mv2，小球从A出发后平抛， 1 2 有gt22R，水平位移xvt2，则 B 正确，A 错误；竖直平面内小球在细管中可 1 2 2RH4R2 以过最高点A的最小速度为 0，根据机械能守恒定律知，小球要到达A点且水平抛出，则需要 满足H2R，则 C 正确，D 错误 二、非选择题(本题共 2 小题，共 26 分) 5(12 分)用如图所示的实验装置验证质量分别为m1、m2的物体组成的系统机械能守 恒物体m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行 测量来验证机械能是否守恒如图所示是
13、实验中获取的一条纸带，0 是打下的第一个点，每相 邻两计数点间还有 4 个点未画出，计数点间的距离如图所示已知m150 g，m2150 g(g 取 10 m/s2，结果保留两位有效数字) (1)下面列举了该实验的几个操作步骤 A按照图示的装置安装器件 B将打点计时器接到直流电源上 C先释放m2，再接通电源打出一条纸带 D测量纸带上某些点间的距离 E根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能 第 - 7 - 页 共 8 页 其中操作不当的步骤是_(填选项对应的字母)； (2)在纸带上打下计数点 5 时的速度v_m/s； (3)在打点 05 过程中系统动能的增量 Ek_J，系统重力势能
14、的减少量 Ep _J，由此得出的结论是_ _； (4)若某同学作出v2h图像如图所示，写出计算当地重力加速度g的表达式_， 1 2 并计算出当地的实际重力加速度g_m/s2. 解析 (1)实验过程中，应将打点计时器接到交流电源上，B 错误；应先接通电源，待 打点计时器工作稳定后再释放m2，C 错误 (2)在纸带上打下计数点 5 时的速度为 v102 m/s2.4 m/s. 21.6026.40 2 0.1 (3)Ek (m1m2)v20.58 J，系统重力势能的减少量 Ep(m2m1)gh0.60 J，因此 1 2 可得出：在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒 (4)因为 (m1
15、m2)v2(m2m1)gh， 整理得gv2， 整理也可得到v2h， 1 2 m1m2 2hm2m1 1 2 m2m1g m1m2 所以v2h图像的斜率为g，即 m/s2，解得g9.7 m/s2. 1 2 m2m1g m1m2 1 2 g 2 5.82 1.20 答案 (1)BC (2)2.4 (3)0.58 0.60 在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械 能守恒 (4)gv2 9.7 m1m2 2hm2m1 6 (14 分)山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤， 其示意图如图所示， 图中A、B、C、 D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h11.8 m，h24.0 m，x14.8
16、m，x28.0 m开始 时，质量分别为M10 kg 和m2 kg 的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当 大猴发现小猴将受到伤害时， 迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头 大猴抱起小猴跑到C 点，抓住青藤下端，荡到右边石头上的D点，此时速度恰好为零运动过程中猴子均可看成 质点，空气阻力不计，重力加速度g取 10 m/s2.求： (1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值； (2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小； 第 - 8 - 页 共 8 页 (3)猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小 解析 (1)设猴子从A点水平跳离时速度最小值为vmin，根据平抛运动规律，有 h1gt2 1 2 x1vmint 由式得vmin8 m/s. (2)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设荡起时速度为vC，有 (Mm)gh2 (Mm)v 1 2 2C vC m/s9 m/s.2gh280 (3)设拉力为T，青藤长度为L，在最低点，由牛顿第二定律得 T(Mm)g Mmv2 C L 由几何关系 (Lh2)2xL2 2 2 故L10 m 综合式并代入数据得T216 N. 答案 (1)8 m/s (2)9 m/s (3)216 N