1、同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 自 学 导 航要 点 导 析第2页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案07 机械能守恒定律自 学 导 航要 点 导 析第3页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案第八节 机械能守恒定律自 学 导 航要 点 导 析第4页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案目 标 导 向自 学 导 航要 点 导 析第5页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思
2、课 后 习 题 答 案知识与技能1.理解动能和势能的相互转化2掌握机械能守恒定律，知道它的含义和适用条件3在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程过程与方法1.通过生活中的事例，体会在一定条件下，动能和势能可以相互转化了解物理规律源于生产、生活实践2理解机械能守恒的条件、公式，能用“机械能守恒定律”分析解决实际问题，学会用守恒观点看待问题情感态度与价值观通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题.自 学 导 航要 点 导 析第6页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案自 学 导 航
3、自 学 导 航要 点 导 析第7页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案1动能与势能的相互转化(1)重力势能与动能物体自由下落或沿光滑斜面下滑时，重力对物体做_，物体的重力势能_，动能_，_转化成了_，如图 781 甲所示图 781自 学 导 航要 点 导 析第8页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(2)弹性势能与动能被压缩的弹簧具有_势能，弹簧恢复原来形状的过程，弹力做正功，弹性势能_，被弹出的物体的动能_，_转化为动能，如图 781乙所示(3)机械能_、弹性势能和_的总称
4、，通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式_成另一种形式自 学 导 航要 点 导 析第9页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案2机械能守恒定律(1)机械能若物体的动能为 Ek，系统的势能为 Ep，则机械能的表达式为 E_.图 782自 学 导 航要 点 导 析第10页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(2)推导物体自由下落过程中经过 A、B 两位置，如图 782 所示由动能定理：WG_.由重力做功与重力势能的关系：WG_.结论：初机械能等于末机械能：Ep1Ek1_.内容在只
5、有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以_，而总的机械能_自 学 导 航要 点 导 析第11页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案守恒定律表达式aEk2Ek1_，即 Ek 增_.bEk2Ep2_.cE2_.守恒条件物体系统内只有_或_做功自 学 导 航要 点 导 析第12页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案答案1(1)正功 减少 增加 重力势能 动能(2)弹性 减少 增加 弹性势能(3)重力势能 动能 转化2(1)EkEp(2)12mv2212mv21 mgh1mgh2
6、Ep2Ek2 相互转化 保持不变Ep1Ep2 Ep 减 Ek1Ep1 E1 重力 弹力自 学 导 航要 点 导 析第13页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案要 点 导 析自 学 导 航要 点 导 析第14页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案导析 1 机械能守恒条件的理解(1)从能量特点看：只有系统动能和势能相互转化，无其他形式能量(如内能)之间的转化，则系统机械能守恒(2)从做功特点看：只有重力和系统内的弹力做功，具体表现在：只受重力(或系统内的弹力)，如：所有做抛体运动
7、的物体(不计阻力)还受其他力，但只有重力(或系统内的弹力)做功，如图 783 所示图 783自 学 导 航要 点 导 析第15页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案甲图中，如不计空气阻力，小球在摆动过程中线的拉力不做功，只有重力做功，小球的机械能守恒乙图中，A、B 间及 B 与地面间的摩擦均不计，A 自 B 上端自由下滑的过程中，只有重力和 A、B 间的弹力做功，A、B 组成的系统机械能守恒，但对 B 来说，A 对 B 的弹力做功，这个力对 B 来说是外力，B 的机械能不守恒图 784自 学 导 航要 点 导 析第16页同步导练/RJ
8、必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案丙图中，不计空气阻力，球在摆动过程中，只有重力和弹簧与球间的弹力做功，球与弹簧组成的系统机械能守恒，但对球来说，机械能不守恒(3)其他力做功，但做功的代数和为零如图 784 所示，A、B 构成的系统，忽略绳的质量和绳与滑轮间的摩擦，在 A 向下、B 向上运动过程中，FA 和 FB都做功，但 WAWB0，不存在机械能与其它形式能量的转化，则 A、B 系统机械能守恒自 学 导 航要 点 导 析第17页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案导析 2 机械能守恒定
9、律的应用(1)机械能守恒定律不同的表达形式Ek1Ep1Ek2Ep2，即初状态的动能与势能之和等于末状态的动能与势能之和EkEp或 EpEk，即动能(或势能)的增加量等于势能(或动能)的减少量EAEB，即 A 物体机械能的增加量等于 B 物体机械能的减少量(2)应用机械能守恒定律解题的步骤自 学 导 航要 点 导 析第18页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(3)机械能守恒定律和动能定理的比较 两大规律比较内容 机械能守恒定律动能定理表达式E1E2EkEpEAEBWEk应用范围只有重力和弹力做功时无条件限制物理意义其他力(重力、弹力以
10、外)所做的功是机械能变化的量度合外力对物体做的功是动能变化的量度关注角度守恒的条件和始末状态机械能的形式及大小动能的变化及改变动能的方式(合外力做功情况)自 学 导 航要 点 导 析第19页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案方 法 导 学自 学 导 航要 点 导 析第20页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案思维导悟导悟 1 机械能守恒条件的判断【例 1】(多选)如图 785 所示，一轻弹簧固定于 O 点，另一端系一重物，将重物从与悬点 O 在同一水平面且弹簧保持原长的 A
11、 点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力在重物由 A 点摆向最低点 B 的过程中，下列说法正确的是()图 785自 学 导 航要 点 导 析第21页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案A重物的机械能守恒B重物的机械能增加C重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变D重物与弹簧组成的系统机械能守恒【解析】重物由 A 点下摆到 B 点的过程中，弹簧被拉长，弹簧的弹力对重物做了负功，所以重物的机械能减少，故选项 A 错误，B 正确；此过程中，由于只有重力和弹簧的弹力做功，所以重物与弹簧组成的系统机械能守恒，即重物减少的重力势能，等于重物获
12、得的动能与弹簧的弹性势能之和，故选项 C 错误，D 正确【答案】BD自 学 导 航要 点 导 析第22页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【点悟】判断机械能是否守恒时，对于单个物体往往从做功的角度进行分析，若只有重力做功，其他力不做功或做功的代数和为零，则该物体的机械能守恒；对几个物体组成的系统往往从能量转化的角度去分析，若系统内不存在其他形式的能与机械能之间的相互转化，则该系统的机械能守恒自 学 导 航要 点 导 析第23页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【变式训练
13、1】如图 786 所示，质量为 m 的物体置于粗糙的质量为 M(mM)的斜面体上，斜面体 M 置于光滑的水平面上，当物体 m 以速度 v0沿斜面体 M 底端冲上顶端的过程中，下列说法正确的是 ()图 786自 学 导 航要 点 导 析第24页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案A物体 m 受到的力的个数比斜面体 M 受到的力的个数要少B物体 m 和斜面体 M 组成的系统机械能守恒C斜面体 M 对物体 m 的作用力不做功D物体 m 向右运动的水平距离小于斜面体 M 水平向右运动的距离自 学 导 航要 点 导 析第25页同步导练/RJ必修
14、 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案解析：分析物体和斜面的受力情况可知，物体 m 受到重力、斜面的支持力和摩擦力作用，斜面体 M 受到重力、地面的支持力、物体的压力和摩擦力作用，物体 m 受到力的个数少，A 选项正确；物体 m 向上运动的过程中，系统产生内能，系统的机械能不守恒，B 选项错误；水平面光滑，在物体 m 向上运动的过程中，斜面体 M 水平向右运动，斜面体 M 对物体 m 的支持力与 m 的速度不垂直，成钝角，支持力对物体 m 做负功，摩擦力对 m 做负功，斜面体 M 对物体 m 的作用力对物体 m 做负功，C 选项错误；由于物体 m沿斜面体
15、 M 向上运动，物体 m 向右运动的水平距离大于斜面体 M 水平向右运动的距离，D 选项错误 答案：A自 学 导 航要 点 导 析第26页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案导悟 2 单个物体机械能守恒的应用图 787【例 2】如图 787 所示，在水平台面上的 A 点，一个质量为 m 的物体以初速度 v0被抛出，不计空气阻力，求它到达抛出点下方 h 高度处的 B 点时速度的大小自 学 导 航要 点 导 析第27页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【解析】物体在被抛出后的运
16、动过程中只受重力作用，机械能守恒解法 1：选地面为参考面，则mgH12mv20mg(Hh)12mv2B，解得 vB v202gh.解法 2：选桌面为参考面，则12mv20mgh12mv2B，解得 vB v202gh.自 学 导 航要 点 导 析第28页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案解法 3：不选参考面，利用 EkEp或 EpEk，即动能(或势能)的增加量等于势能(或动能)的减少量则12mv2B12mv20mgh，解得 vB v202gh.【答案】vB v202gh自 学 导 航要 点 导 析第29页同步导练/RJ必修 物理 经典
17、品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【点悟】运用机械能守恒定律解决问题时，先判断是否只有重力(或弹力)对物体做功，即机械能是否守恒列式求解时，可选择不同的表达式列出方程进行计算自 学 导 航要 点 导 析第30页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【变式训练 2】如图 788 所示，质量为 m 的物体以某一初速度从 A 点向下沿光滑的轨道运动，半圆弧轨道半径为 R，不计空气阻力，若物体通过最低点 B 的速度为3 gR，求：图 788(1)物体在 A 点时的速度 v0大小；(2)物体离开 C 点后还能上升多
18、高？自 学 导 航要 点 导 析第31页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案解析：(1)从 A 到 B 物体机械能守恒，以 B 点为零势能面，3mgRmv022 mvB22，v0 3gR.(2)以 C 点为零势能面，mgh2mgRmv022，h3.5 R.答案：(1)3gR(2)3.5 R自 学 导 航要 点 导 析第32页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案导悟 3 系统机械能守恒的应用【例 3】如图 789 所示，质量分别为 2m 和 m 的可视为质点的小球 A、B，用质
19、量不计且不可伸长的细线相连，跨在固定的底面半径为 R 的光滑圆柱体两侧开始时A 球和 B 球均与圆柱体轴心 O 等高，然后释放两球，则 B 球到达圆柱体最高点时的速度为多大？图 789自 学 导 航要 点 导 析第33页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【解析】解法 1：(E1E2)选取轴心 O 所在水平面为零势能参考面，则开始时系统的机械能为零，即 E10.设 B 球到达圆柱体最高点时的速度大小为 v，此时系统的机械能为 E2mgR12mv22mg2R4 12(2m)v2由机械能守恒定律得 E1E2即 0mgR12mv22mg2R
20、4 12(2m)v2解得 v23gR1.自 学 导 航要 点 导 析第34页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案解法 2：(EkEp)系统重力势能的减少量等于动能的增加量2mg2R4 mgR123mv2解得 v23gR1【答案】v23gR1自 学 导 航要 点 导 析第35页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【点悟】对于相互作用的物体系而言，由于有内力做功，单个物体的机械能往往不守恒，因此要合理选取系统，判断哪个系统的机械能守恒，然后利用机械能守恒定律列式求解，注意求解时有
21、多种表达式可用，选择合适表达式求解自 学 导 航要 点 导 析第36页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【变式训练 3】如图 7810 所示，半径为 r，质量不计的圆盘盘面与地面相垂直，圆心处有一垂直盘面的光滑水平固定轴 O，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r2处固定一个质量为 m 的小球 B，放开盘让其自由转动，问：图 7810自 学 导 航要 点 导 析第37页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(1)当 A 球转到最低点时，两
22、小球的重力势能之和减少了多少？(2)A 球转到最低点的线速度是多少？(3)在转动的过程中，半径 OA 向左偏离竖直方向的最大角度是多少？自 学 导 航要 点 导 析第38页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案解析：(1)选取过 O 的水平面为零势能参考面，则有Ep1Ep212mgr(mgr)12mgr.(2)选取两个小球及地球组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得12mgr12mv2A12mv2B又 vBvA2 代入上式得12mgr12m54v2A，解得 vA45gr.图 7811自 学 导 航要 点 导 析第39页同步导练/RJ必
23、修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(3)设半径 OA 向左偏离竖直方向的最大角度为，如图 7810 所示，由机械能守恒定律可知，初、末状态系统的重力势能相等，仍选取过 O 的水平面为零势能参考面，则有mgr2 mgrcosmgr2 sin整理得 2cos1sin4(1sin2)1sin22sin即 5sin22sin30解得 sin35(舍去负值)37.自 学 导 航要 点 导 析第40页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案答案：(1)12mgr(2)vA45gr(3)37自 学 导 航要
24、 点 导 析第41页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案探究导引探究 1 链条类问题【例 1】如图 7812 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，铁链的速度约为多大？图 7812自 学 导 航要 点 导 析第42页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【解析】铁链在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒解法 1(利用 E2E1求解)：设铁链的总质量为 m，且选取初始时铁链的下端 A、
25、B 所在的水平面为参考平面，则铁链初态的机械能为 mgL4，末态的机械能为12mv2，根据机械能守恒定律有 mgL412mv2，解得铁链刚脱离滑轮时的速度 vgL2.图 7813自 学 导 航要 点 导 析第43页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案解法 2(利用 EkEp求解)：如图 7812 所示，铁链刚离开滑轮时，等效于原来的 BB 部分移到了 AA的位置，这部分重力势能的减少量转化为整条铁链的动能，重力势能的减少量为12mgL2，动能的增加量为12mv2，根据机械能守恒定律有12mgL212mv2，解得铁链刚脱离滑轮时的速度
26、vgL2.自 学 导 航要 点 导 析第44页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【答案】vgL2【点悟】对绳索、链条之类的物体，由于在考查过程中常发生形变，其重心位置相对物体来说并不是固定不变的，能否正确确定重心的位置，常是解决该类问题的关键，一般情况下常分段考虑各部分的势能，并用各部分势能之和作为系统总的重力势能至于参考平面，可任意选取，但以系统初、末重力势能便于表示为宜自 学 导 航要 点 导 析第45页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案探究 2 机械能守恒与圆周运动
27、的综合问题【例 2】(多选)如图 7814 所示，半径为 R 的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度 v0，v0 大小不同，则小球能够上升到的最大高度(距离底部)也不同下列说法中正确的是()图 7814自 学 导 航要 点 导 析第46页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案A如果 v0 gR，则小球能够上升的最大高度等于R2B如果 v0 3gR，则小球能够上升的最大高度小于32RC如果 v0 4gR，则小球能够上升的最大高度等于 2RD如果 v0 5gR，则小球能够上升的最大高度等于
28、2R自 学 导 航要 点 导 析第47页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【解析】设小球恰好上升到光滑圆轨道的最高点时速度为 v，与之对应的小球在轨道最低点时的速度为 v，由牛顿第二定律和圆周运动的知识可得 mgmv2R，由机械能守恒定律得12mv212mv2mg2R，解得 v gR，v 5gR，由此可见，选项 C 错误，D正确；由上面的结果可知，只要 v0 5gR，小球就上升不到轨道的最高点，设小球在轨道最低点时的速度为 v0 时小球能够上升的最大高度为 h，则由机械能守恒定律得12mv20mgh，解得 hv202g，将 v0 g
29、R和 3gR分别代入解得 h1R2、h23R2，因小球沿圆轨道上自 学 导 航要 点 导 析第48页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案升高度大于 R 时，具有向左的水平分速度，则当 v0 3gR时，小球能够上升的最大高度小于3R2，故选项 A、B 均正确【答案】ABD自 学 导 航要 点 导 析第49页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案【点悟】机械能守恒与圆周运动的综合问题是一类广泛而典型的物理问题，对这类问题的分析解决应从两个角度进行：一要正确地分析做圆周运动物体的受力
30、特征；二要正确地分析物体在做圆周运动过程中，机械能的特点(如机械能是否守恒等)，同时还需要注意对临界条件的分析和判断自 学 导 航要 点 导 析第50页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案真 题 导 思自 学 导 航要 点 导 析第51页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案1.(2018 年高考课标全国卷)如图 7815，abc 是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为 2R；bc 是半径为 R 的四分之一的圆弧，与 ab 相切于 b 点一质量为 m 的小球始终受到与重力大
31、小相等的水平外力的作用，自 a 点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为 g.小球从 a 点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为()图 7815自 学 导 航要 点 导 析第52页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案A2mgRB4mgRC5mgRD6mgR自 学 导 航要 点 导 析第53页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案解析：设小球运动到 c 点的速度大小为 vc，则对小球由 a 到 c 的过程，由动能定理有F3RmgR12mvc2，又 Fmg，解得 vc2 gR，小
32、球离开 c 点后，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向在重力作用下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知，小球离开 c 点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为 g，则由竖直方向的运动可知，小球从离开 c 点到其轨迹最高点所需的时间为 tvcg 2 Rg，在水平方向的位移大小为 x12gt22R.由以上分析可知，小球从 a 点开始运动到其轨迹最高点的过程中，水平方向的位移大小为 5R，则小球机械能的增加量为 EF5R 5mgR，C 正确，ABD 错误 答案：C 自 学 导 航要 点 导 析第54页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题
33、答 案2(2017 年高考课标全国卷)如图 7816 所示，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直一小物块以速度 v 从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为 g)()A.v216gB.v28gC.v24gD.v22g图 7816自 学 导 航要 点 导 析第55页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案解析：设轨道半径为 R，小物块从轨道上端飞出时的速度为 v1，由于轨道光滑，根据机械能守恒定律有 mg2R12mv212mv21，小
34、物块从轨道上端飞出后做平抛运动，对运动分解有：xv1t,2R12gt2，求得 x16Rv28g2 v44g2，因此当 Rv28g0，即 Rv28g时，x 取得最大值，B 项正确，A、C、D 项错误答案：B自 学 导 航要 点 导 析第56页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案3(2018 年高考江苏卷)如图 7817 所示，钉子 A、B 相距 5l，处于同一高度细线的一端系有质量为 M 的小物块，另一端绕过 A 固定于 B.质量为 m 的小球固定在细线上C 点，B、C 间的线长为 3l.用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时
35、BC 与水平方向的夹角为 53.松手后，小球运动到与 A、B 相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动忽略一切摩擦，重力加速度为 g，取 sin530.8，cos530.6.求：图 7817自 学 导 航要 点 导 析第57页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(1)小球受到手的拉力大小 F；(2)物块和小球的质量之比 Mm；(3)小球向下运动到最低点时，物块 M 所受的拉力大小 T.自 学 导 航要 点 导 析第58页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案解：(1)设小球受 A
36、C、BC 的拉力分别为 F1、F2，F1sin53F2cos53.FmgF1cos53F2sin53且 F1Mg 解得 F53Mgmg.(2)小球运动到与 A、B 相同高度过程中，小球上升高度 h13lsin53，物块下降高度 h22l.机械能守恒定律 mgh1Mgh2，解得Mm65.自 学 导 航要 点 导 析第59页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(3)根据机械能守恒定律，小球回到起始点 设此时 AC 方向的加速度大小为 a，重物受到的拉力为 T，牛顿运动定律 MgTMa，小球受 AC 的拉力 TT，牛顿运动定律 Tmgcos
37、53ma.解得 T8mMg5（mM）(T=5548mg 或 T=118Mg).答案：(1)53Mgmg(2)Mm65(3)811Mg自 学 导 航要 点 导 析第60页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案课 后 习 题 答 案自 学 导 航要 点 导 析第61页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案解答与说明1(1)小球下滑的过程中，曲面的支持力与速度方向垂直，不做功整个过程只有重力做功根据动能定理 W 合12mv2212mv21，得mg(h1h2)12mv2212mv21上式
38、表明，小球动能的增加等于重力势能的减小自 学 导 航要 点 导 析第62页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(2)小球在从 A 点下落至 B 点的过程中，由重力做功与重力势能的关系得mgh1mgh212mv2212mv21将以上方程变形，得mgh112mv21mgh212mv22等式左边表示物体在 A 点时的机械能，等式右边表示物体在 B 点时的机械能由上式可以看出，小球从 A 点运动到 B 点的过程中，机械能守恒自 学 导 航要 点 导 析第63页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习
39、 题 答 案2A.飞船升空阶段，动力对飞船做功，飞船的机械能增加B飞船在椭圆轨道上绕地球运行阶段，只有引力对飞船做功，机械能守恒C飞船在空中减速后，返回舱与轨道分离，然后在大气层以外向着地球做无动力飞行的过程中，只有引力做功，机械能守恒D进入大气层并运动一段时间后，降落伞张开，返回舱下降的过程中，空气阻力做功，机械能减少自 学 导 航要 点 导 析第64页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案3(1)石块从抛出到落地的过程中，只有重力做功，机械能守恒设地面为零势能参考面，根据机械能守恒定律，得12mv20mgh12mv2t所以：vt v
40、202gh 5221010 m/s15 m/s由动能定理，有mgh12mv2t12mv20解出 vt v202gh 5221010 m/s15 m/s自 学 导 航要 点 导 析第65页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案(2)由 vt v202gh可知，石块落地时速度大小与石块初速度大小及石块抛出时的高度有关，与石块的质量和石块的初速度的仰角无关自 学 导 航要 点 导 析第66页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案4由题意，切断电动机电源的列车，假定在运动中机械能守恒，欲
41、使列车冲上站台，此时列车的动能 Ek至少要等于列车在站台上的重力势能 Ep.列车冲上站台时的重力势能为 Epmgh列车在 A 点时的动能为 Ek12mv2v25.2 km/h7 m/sEpEk mgh12mv22ghv2 2102724049Ep，所以列车能够冲上站台自 学 导 航要 点 导 析第67页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案设列车冲上站台后的速度为 v1，根据机械能守恒定律得EkEp12mv21即12mv21EkEp12mv2mgh所以 v21v22ghv1 v22gh 7221023 m/s.自 学 导 航要 点 导 析第68页同步导练/RJ必修 物理 经典品质/超越梦想 方 法 导 学真 题 导 思课 后 习 题 答 案能力导练二十一