最新人教版高中物理必修2第七章《机械能守恒定律》课时训练
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课时训练
1.质量为m 的物体以速度v 0离开桌面,如图所示。
当它经过A 点时,所具有的机械能是(以桌面为零势能面,不计空气阻力)( )。
A .
201
2
mv mgh + B .
201
2
mv mgh - C .
201
()2mv mg H h +- D .
201
2
mv 2.质量为m 的物体,从静止开始以2g 的加速度竖直向下运动h 高度,下列说法中正确的是( )。
A .物体的重力势能减少2mgh
B .物体的机械能保持不变
C .物体的动能增加2mgh
D .物体的机械能增加mgh
3.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 .
212mv B .21
2
mgh mv + C .mgh D .
2
12
mv mgh - 4.如图所示,m 1>m 2,滑轮光滑且质量不计,空气阻力不计。
开始用手托着m 1,手移开后,在m 1下降一定距离d 的过程中,下列说法正确的是( )。
A.m1的机械能增加
B.m2的机械能增加
C.m1和m2的总机械能增加
D.m1和m2的总机械能不变
5.如图所示,一小球自A点由静止开始自由下落,到达B点时与弹簧接触,到达C点时弹簧被压缩至最短。
若不计弹簧质量和空气阻力,在小球由A至B到C的运动过程中()。
A.小球的机械能守恒
B.小球在B点时动能最大
C.小球由B到C加速度先减小后增大
D.小球由B到C的过程中,动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
6.如图所示,总长为L的光滑匀质铁链跨过一个光滑的轻小滑轮,开始时底端相齐,当略有扰动时其一端下落,则铁链刚脱离滑轮的瞬间的速度为多大?
7.(2011·湖北宜昌东方学校高一月考,15)如图所示,在光滑水平桌面上有一质量为M的小车,小车跟绳一端相连,绳子另一端通过滑轮吊一个质量为m的砝码,求:(1)当砝码着地的瞬间(小车未离开桌子)小车的速度大小。
(2)在这过程中,绳的拉力对小车所做的功。
8.(2010·北京理综,22)如图,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sin37°=0.60,cos37°=0.80;g取10 m/s2)求:
(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。
答案与解析
1. 答案:D
2. 答案:CD
解析:因重力做功mgh ,所以重力势能减少mgh 。
除了重力做功以外,还有其他力做功,故机械能不守恒。
以物体为研究对象,合力做的功为2mgh ,所以物体动能增加2mgh ,以物体和地球为系统,外力做正功mgh ,故物体的机械能增加mgh ,所以C 、D 正确。
3. 答案:B
解析:运动员踢球做的功等于足球获得的动能,根据动能定理得201
2
W mv =;足球从被运动员以速度v 0踢出到入球门,只有重力做功,机械能守恒,则22011
22
mv mgh mv =+,故22011
22
W mv mgh mv =
=+。
不要把踢球做的功误看做只等于足球入门时的动能或足球增加的重力势能。
4. 答案:BD
解析:m 1和m 2组成的系统机械能守恒,若将m 1、m 2单独分析,由于绳的拉力分别对它们做功,它们的机械能均不守恒,其中m 2的机械能增加,m 1的机械能减少,且m 1减少的机械能等于m 2增加的机械能。
5. 答案:C
解析:弹簧弹力对小球做负功,因此小球的机械能不守恒,选项A 错。
小球从B 至C 过程中先做加速度逐渐减小的加速运动,再做加速度逐渐增大的减速运动,选项B 错,选项C 对。
由B 至C 过程中,重力势能减少,动能减少,弹性势能增加,因此重力势能和动能的减少量之和等于弹性势能的增加量,选项D 错。
6. 解析:设铁链单位长度的质量为ρ,且选滑轮最高点所在水平面为参考平面,则初状态机械能
211
2244L L E g gL ρ
ρ=-=- 末状态机械能为
221
22
L E Lg
Lv ρρ=-+
由机械能守恒定律E 1=E 2 即2211
422
L gL Lg Lv ρρρ-
=-+
所以v =
7. 答案:(1(2)mMgh M m +
解析:(1)以地面为零势能面,对M 、m 系统,由机械能守恒得21
()2
mgh m M v =
+,
解得v =。
(2)根据动能定理,绳对小车做功212mMgh W Mv M m
=
=+。
8. 答案:(1)75 m (2)20 m/s (3)32 500 J 解析:(1)运动员在竖直方向做自由落体运动,有
2
1sin 37
2
L gt ︒= A 点与O 点的距离2
75m 2sin 37gt L =
=︒。
(2)设运动员离开O 点的速度为v0,运动员在水平方向做匀速直线运动, 即Lcos37°=v 0t 解得0cos3720m/s L v t
︒
=
=。
(3)由机械能守恒,取A 点为重力势能零点,运动员落到A 点时的动能为
201
32500J 2
kA E mgh mv =+=。