1、10B物理第七章机械能守恒定律作业30第五节 机械能守恒定律（1）基础班级_姓名_学号_日期_一、 单项选择题（只有一个选项正确）1. 如图所示，将质量为m的石块从离地面h高处以初速度v斜向上抛出。以地面为参考平面，不计空气阻力，当石块落地时（）（A）动能为mgh（B）机械能为（B）动能为（D）重力势能为mgh2. 一物体由h高处自由落下，以地面为参考平面，当物体的动能等于势能时，物体运动的时间为（不计空气阻力，重力加速度为g）（）（A）（B）（B）（D）以上都不对3. 如图所示，粗细均匀的U形管内装有同种液体，开始时两边液面高度差为h，管中液柱总长为4h，后来让液体自由流动，当两液面高度相等
2、时，右侧液面下降的速度为（不计液体内能的变化）（）（A）（B）（B）（D）4. 如图所示，在“蹦极跳”中，质量为m的游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻柔蹦极绳，从水面上方的高台由静止开始下落到达最低点。假定空气阻力可忽略，则下列说法中正确的是（）（A）游戏者在下落过程中机械能守恒（B）游戏者从开始下落到最低点动能增加了（B）游戏者从开始下落到最低点重力势能减少了（D）在最低点处蹦极绳的弹性势能为5. 如图，撑杆跳全过程可分为四个阶段：AB阶段，助跑加速；BC阶段，杆弯曲程度增大、人上升；CD阶段，杆弯曲程度减小、人上升；DE阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽略不计。这四个阶段的能量变化
3、为（）（分析每一个点有什么能量）（A）AB人和杆系统的机械能不变（B）BC人和杆系统的动能减小、重力势能和弹性势能增加（B）CD人和杆系统的动能减少量等于重力势能的增加量（D）DE重力对人所做的功等于人机械能的增加量6. 一质量为m的小球从高度为H的平台上以速度v0水平抛出，落在松软路面上，砸出一个深度为h的坑，如图所示。不计空气阻力，重力加速度为g，对小球从抛出到落至坑底的过程，以下说法正确的是（）（弄清楚重力算不算合外力）（A）外力对小球做的总功为mg（H+h）+m（B）小球的机械能减少量为mg（H+h）+m（B）路面对小球做的功为mg（H+h）+m（D）路面对小球做的功为二、 填空题7.
4、 动能与势能的相互转化（1）重力势能与动能的转化只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能_，动能_，物体的_转化为_；若重力对物体做负功，则物体的重力势能_，动能_，物体的_转化为_。（2）弹性势能与动能的转化只有弹簧弹力做功时，若弹力对物体做正功，则弹簧的弹性势能_，物体的动能增加，弹簧的_转化为物体的_；若弹力对物体做负功，则弹簧的弹性势能_，物体的动能_，物体的_转化为弹簧的_。（3）机械能：_、_与_统称为机械能。8. 判断以下说法是否正确？（举反例迅速判断对错）（1）通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化。( )（2）物体自由下落时，重力做正功，物体的动能和重力势能都增
5、加。( )（3）机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用。( )（4）合力做功为零，物体的机械能一定保持不变。( )（5）合力为零，物体的机械能一定守恒。( )（6）只有重力做功时，物体的机械能一定守恒。( )9. 如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，重力加速度为g，以桌面所在水平面为参考平面，则小球落到地面前瞬间的机械能为_。10. 在竖直平面内有一条光滑弯曲轨道，一个小环套在轨道上，从3.0m的高处无初速度释放轨道上各个高点的高度如图所示则第_高点是小环不可超越的；小环随后将如何运动？_11. 质量为的物体从距地面的高处自由下落，以地面为零势能面，则
6、初始时的机械能为_；下落末时机械能为_；在时机械能又为_；下落_时，该物体的动能和重力势能相等。三、 计算题（写出必要的文字，图式和运算过程）12. 一质量为m的物体沿如图所示的光滑曲面自A点向下滑动，试求物体在A，B，C三点的速度，所满足的关系。13. 如图所示，运动员投掷铅球时，把铅球从距离地面高度h=1.8m的A处以=12m/s的初速度投出去。（1）求铅球落到地面C处时速度v的大小。（g=10）（2）如果投掷一架纸飞机，能否使用上述投掷铅球的物理模型分析？若不行，请说明理由。14. 如图所示，质量为m的物体，以某一初速度v0从A点向下在光滑的轨道中运动。不计空气阻力，若物体通过B点时的速
7、度为，求：(1)物体在A点时的速度；(2)物体离开C点后还能上升的高度。15. 如图所示，过山车轨道位于竖直平面内，该轨道由一段倾斜轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，过山车从倾斜轨道上的点A由静止开始下滑，圆形轨道半径为R，可视为质点的过山车质量为m，忽略阻力作用，为保证过山车能够沿圆形轨道运行，过山车的下滑起点A距离圆形轨道底部的高度h应满足什么条件？参考答案：1B【解析】【详解】以地面为参考平面，根据机械能守恒定律可知，开始抛出时的机械能为，则落地的机械能也为，落地的重力势能为零，则落地的动能为。故选B。2B【解析】【详解】设物体的动能等于势能时速度为v，根据机械能守恒定律有根据题意解得物
8、体做自由落体运动，有解得运动时间B正确。故选B。3A【解析】【详解】在液柱流动过程中除受重力作用外，还受大气压力作用，但在液体流动过程中，右侧大气压力做的正功等于左侧大气压力做的负功，所以满足机械能守恒条件。以原来左侧液面处为重力势能的参考平面，则由机械能守恒定律得(设高h的液柱质量为m)解得故选A。4D【解析】【详解】A游戏者在下落过程中，由于受到蹦极绳向上的拉力，拉力对游戏者做负功，故在下落过程中，游戏者机械能不守恒，故A错误；B橡皮绳绷紧前，游戏者做匀加速运动，橡皮绳绷紧后，开始阶段，拉力小于重力，游戏者向下做加速运动，当拉力大于重力后，游戏者做减速运动，即速度先增大后减小，当拉力等于重
9、力时速度最大，动能最大，下落到最低点动能为零，故B错误；C人的高度下降1.5L，重力做功WG=1.5mgL其重力势能减小1.5mgL，故C错误；D在整个运动过程中，根据动能定理可知mg1.5L-Ep=0-0解得Ep=1.5mgL故在最低点处蹦极绳的弹性势能为1.5mgL，故D正确。故选D。5B【解析】【详解】AAB阶段，助跑加速，重力势能不变，动能增加，所以机械能增加。A错误；BBC阶段，杆弯曲程度增大、人上升，人克服重力和弹力做功，动能减少，位置升高，所以弹性势能和重力势能增加。B正确；CCD阶段，杆弯曲程度减小、人上升，弹性势能及动能的减少量等于重力势能的增加量。C错误；DDE阶段，人越过
10、横杆后下落，只有重力做功，机械能守恒。D错误。故选B。6B【解析】【详解】A对小球从抛出到落至坑底的过程，根据动能定理故A错误；CD设路面对小球做的功为W1，则由动能定理解得故C、D错误；B根据能量守恒定律可知，小球机械能的减小量等于小球克服路面阻力做的功，故B正确。故选B。7 减小 增加 重力势能 动能 增加 减小 动能 重力势能 减小 弹性势能 动能 增加 减小 动能 弹性势能 重力势能 弹性势能 动能【解析】【详解】（1）12345678只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能减小，动能增加，物体的重力势能转化为动能；若重力对物体做负功，则物体的重力势能增加，动能减小，物体的
11、动能转化为重力势能；（2）910111213141516只有弹簧弹力做功时，若弹力对物体做正功，则弹簧的弹性势能减小，弹簧的弹性势能转化为物体的动能，若弹力对物体做负功，则弹簧的弹性势能增加，物体的动能减小，物体的动能转化为弹性势能；（3）171819重力势能、弹性势能、动能统称为机械能。8 【解析】【详解】（1）1通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化，重力做正功，重力势能转化为动能，重力做负功，动能转化为重力势能，故正确。（2）2物体自由下落时，重力做正功，物体的动能增加，重力势能减小，故错误。（3）3机械能守恒时，除重力和弹力外，其它外力做功之和为零，并不是物体只受重力和弹力作用，故错
12、误。（4）4合力做功为零，物体的机械能不一定保持不变，例如在竖直方向做匀速直线运动，故错误。（5）5合力为零，物体的机械能不一定守恒，例如竖直方向做匀速直线运动，故错误。（6）6只有重力做功时，物体的机械能一定守恒，故正确。9mgH10 4； 在轨道间来回做往复运动；【解析】【分析】由于小环套在光滑的轨道上，运动过程中只有重力对小环做功，其机械能守恒，根据机械能守恒定律求得小环能上升的最大高度，即可判断哪个点不可越过并能判断小环的运动情况【详解】小环套在光滑的轨道上，运动过程中轨道对小环的支持力不做功，只有重力对小环做功，机械能守恒，小环从3.0m的高处无初速度释放，根据机械能守恒得知：小环能
13、上升的最长高度为3m，故图中第4高点是小环不可超越的；由于机械能守恒，小环就在轨道间来回作往复运动11 800J 800J 800J 20m【解析】【详解】1初始时只有重力势能，故机械能为23下落过程只受重力，故机械能守恒，即下落末时、时机械能均为800J。4设下落时物体的动能和重力势能相等，即满足由机械能守恒可得联立解得12，【解析】【详解】选取物体在B点时的势能为零，根据机械能守恒定律，有由此得到，所满足的关系13（1）；（2）不能，理由见解析【解析】【详解】（1）以铅球为研究对象，从A处离手到落至地面，只有重力做功，机械能守恒。以地面为参考平面。铅球在A处时，总的机械能为而铅球落到地面C
14、处时，总的机械能为根据机械能守恒有=所以铅球落地时速度（2）纸飞机离手后到落地的过程中，空气阻力不能忽略，并且对纸飞机做负功，机械能不守恒，因此不能使用投掷铅球的物理模型分析。14(1) ，方向向下；(2)3.5R【解析】【分析】【详解】(1)从A点到B点，根据机械能守恒得解得方向向下。(2)以C点为参考点，则根据机械能守恒得解得15【解析】【详解】由圆周运动的知识可知，若过山车恰能通过圆形轨道最高点C，此时仅由重力提供过山车做圆周运动所需的向心力。设过山车恰能安全通过圆形轨道最高点时的速度为v，有取圆形轨道最低处所在水平面为参考平面，对于过山车从点A运动到点C的过程，由机械能守恒定律得联立上述两式，解得因此，为保证过山车沿圆形轨道运行，则。
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