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1、第8節(jié)機(jī)械能守恒定律（滿分100分，60分鐘完成） 班級(jí)_姓名_第卷(選擇題 共48分)一、選擇題：本大題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，選對(duì)的得6分，對(duì)而不全得3分。選錯(cuò)或不選的得0分。1關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述，正確的是（ ）A作勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能一定守恒B作勻變速運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能可能守恒C合外力對(duì)物體做功為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒D只有重力對(duì)物體做功，物體機(jī)械能一定守恒2物體在做下列哪些運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能不守恒（ ）A自由落體運(yùn)動(dòng)B豎直上拋運(yùn)動(dòng)C沿斜面向下勻速運(yùn)動(dòng)D沿光滑的豎直圓環(huán)軌道的內(nèi)壁做圓周運(yùn)動(dòng)3從同一高度以相同的速率分別拋出質(zhì)量相等的三

2、個(gè)小球，一個(gè)豎直上拋，一個(gè)豎直下拋，另一個(gè)平拋，則它們從拋出到落地，以下說(shuō)法正確的是（ ）A運(yùn)行的時(shí)間相等B加速度相同C落地時(shí)的速度相同D落地時(shí)的動(dòng)能相等4自由下落的小球，從接觸豎直放置的輕彈簧開(kāi)始，到壓縮彈簧有最大形變的過(guò)程中，以下說(shuō)法中正確的是（ ）A小球的動(dòng)能逐漸減少B小球的重力勢(shì)能逐漸減少C小球的機(jī)械能守恒D小球的加速度逐漸增大5質(zhì)量1.0kg的鐵球從某一高度自由落下，當(dāng)下落到全程中點(diǎn)位置時(shí)，具有36J的動(dòng)能，如果空氣阻力不計(jì)，取地面為零勢(shì)能處，g取10m/s2，則 （ ）A鐵球在最高點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為36JB鐵球在全程中點(diǎn)位置時(shí)具有72J機(jī)械能C鐵球落到地面時(shí)速度為12m/sD鐵球開(kāi)始

3、下落時(shí)的高度為3.6m6如圖1所示，B物體的質(zhì)量是A物體質(zhì)量的，在不計(jì)摩擦阻力的情況下，A物體自H高處由靜止開(kāi)始下落.以地面為參考平面，當(dāng)物體A的動(dòng)能與其勢(shì)能相等時(shí)，物體距地面的高度是 （ ）圖1AHBHCHDH7如圖2所示，細(xì)輕桿的一端與小球相連，可繞O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)給小球一初速度，使它在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，a、b分別表示軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，則小球在這兩點(diǎn)對(duì)桿的作用力大小之差可能為（ ）Oab圖2A3mgB4mgC5mgD6mg8質(zhì)量相同的兩個(gè)小球，分別用長(zhǎng)l和2l的細(xì)繩懸掛在天花板上，分別拉起小球，使細(xì)繩伸直呈水平狀態(tài)后輕輕釋放，當(dāng)小球到達(dá)最低位置時(shí)（ ）A它們的線速度相等B它

4、們的角速度相等C它們的向心加速度相等D繩對(duì)球的拉力相等第卷（非選擇題，共52分）二、填空、實(shí)驗(yàn)題：本大題共5小題，每小題5分，共25分。把正確答案填寫(xiě)在題中橫線上或按要求作答。9如圖3所示，圓弧軌道AB是豎直平面內(nèi)的半徑為R的四分之一圓周，在B點(diǎn)，軌道的切線是水平的，一質(zhì)點(diǎn)自A點(diǎn)從靜止開(kāi)始下滑，不計(jì)滑塊與軌道間的摩擦和空氣阻力，則在質(zhì)點(diǎn)剛要到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度大小為 ，剛滑過(guò)B點(diǎn)時(shí)的加速度大小為 。圖310豎直向上拋出質(zhì)量為0.1kg的石頭，石頭上升過(guò)程中，空氣阻力忽略不計(jì)，石頭離手時(shí)的速度是20m/s，g取10m/s2。石頭離手時(shí)的動(dòng)能EK0_J，石頭能夠上升的最大高度H_m，石頭離地面15m

5、高處的速度大小v_m/s。 11某人從離地面某高度處拋出一個(gè)質(zhì)量為m的物體，他對(duì)物體做了W的功，該物體落地時(shí)的速度為v，則物體被拋出點(diǎn)離地面的高度為_(kāi)（阻力不計(jì)）。12如圖5所示，輕桿兩端各系一質(zhì)量均為m的小球A、B，輕桿可繞O的光滑水平軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，A球到O的距離為L(zhǎng)1，B球到O的距離為L(zhǎng)2，且L1L2，輕桿水平時(shí)無(wú)初速釋放小球，不計(jì)空氣阻力，桿豎直時(shí)兩球的角速度為_(kāi)。圖513物體的質(zhì)量為m，沿光滑的彎曲軌道滑下，軌道的形狀如圖6所示，與彎曲軌道相接的圓軌道的半徑為R，要使物體沿光滑圓軌道能通過(guò)最高點(diǎn)，物體應(yīng)從離軌道最低處h _的地方由靜止開(kāi)始滑下。圖6三、計(jì)算題：本大題共2小題，計(jì)27

6、分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟。只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。圖714（12分）如圖7所示，有一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鏈條，有一半長(zhǎng)度在光滑的斜面上，斜面傾角為，另一半長(zhǎng)度沿豎直方向下垂在空中，當(dāng)鏈條從靜止開(kāi)始釋放后下滑，求鏈條剛好滑出斜面的瞬間，速度是多大？ 15（15分）如圖8所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)相接，導(dǎo)軌半徑為R。一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右速度，當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對(duì)導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍，之后向上運(yùn)動(dòng)恰能完成半圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn)。求：（1）彈簧的彈力對(duì)物

7、體做的功；（2）物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)克服阻力做的功；圖8（3）物體離開(kāi)C點(diǎn)后落回水平面時(shí)的動(dòng)能。(空氣阻力不計(jì))參考答案一、選擇題：1【答案】BD【點(diǎn)撥】作勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能不一定守恒，如物體勻速上升時(shí)機(jī)械能增加，A錯(cuò)誤；作勻變速運(yùn)動(dòng)的物體如果只有重力做功，機(jī)械能守恒，B正確；合外力對(duì)物體做功為零，但重力和彈簧彈力以外的力的功不一定為零，機(jī)械能不一定守恒，C錯(cuò)誤；只有重力對(duì)物體做功，物體機(jī)械能一定守恒，D正確。2【答案】C【點(diǎn)撥】物體在做自由落體運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)、沿光滑豎直圓環(huán)軌道的內(nèi)壁做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，均僅有重力做功，故機(jī)械能守恒。物體沿斜面勻速下滑，必有滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功，故機(jī)械能不守

8、恒，本題答案為C。3【答案】BD【點(diǎn)撥】因初速度方向不同，運(yùn)行時(shí)間不同，A錯(cuò)誤；三個(gè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度均為重力加速度g，B正確；因速度是矢量，三小球落地的速度方向不一樣，C錯(cuò)誤；根據(jù)機(jī)械能守恒定律知，D正確。4【答案】B【點(diǎn)撥】分析小球的受力情況，在剛開(kāi)始接觸彈簧的階段重力大于彈力，所以小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程是先自由落體再變加速再變減速，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能先增加再減小，彈性勢(shì)能增加，小球的機(jī)械能減小。5【答案】BC【點(diǎn)撥】鐵球從自由落下，機(jī)械能守恒，有，當(dāng)下落到全程中點(diǎn)位置時(shí)，動(dòng)能與勢(shì)能相等，故鐵球的機(jī)械能為72J，即鐵球在最高點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為72J，開(kāi)始下落時(shí)的高度為7.2m，鐵球落到地面時(shí)的動(dòng)

9、能為72J，落地時(shí)的速度速度為12m/s。6【答案】B【點(diǎn)撥】A的質(zhì)量mA2m，B的質(zhì)量mBm。設(shè)當(dāng)A的動(dòng)能等于A的勢(shì)能時(shí)，A離地高度為h，A和B的共同速率為v，有：mAghmAv2。A、B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，A、B系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，即A減少的勢(shì)能等于A、B兩物體增加的動(dòng)能之和，有：mAg（Hh）mAv2mBv2，解得：hH，B正確。7【答案】BCD【點(diǎn)撥】輕桿約束的小球，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)小球的最小速度可以是零，根據(jù)機(jī)械能守恒結(jié)合向心力公式計(jì)算，當(dāng)?shù)竭_(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度為零時(shí)，小球在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)對(duì)桿的作用力大小之差為4mg；當(dāng)?shù)竭_(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度為時(shí)，小球在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)對(duì)桿的作用力大小之差為5mg；當(dāng)?shù)竭_(dá)最

10、高點(diǎn)時(shí)的速度大于時(shí)，小球在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)對(duì)桿的作用力大小之差為6mg。8【答案】CD【點(diǎn)撥】物體從懸線水平釋放后到最低點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律得：mglmv2，所以，小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度為：v，v與l有關(guān)，線越長(zhǎng)，球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度越大，A錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)的角速度為，與l有關(guān)，線越長(zhǎng)，球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的角速度越小，B錯(cuò)誤；球在最低點(diǎn)時(shí)的向心加速度為a2g，a與l無(wú)關(guān)，兩球的向心加速度相等，C正確；由牛頓第二定律得 Fmgm，球在最低點(diǎn)時(shí)繩對(duì)球的拉力為F3mg，F(xiàn)與l無(wú)關(guān)，球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，繩對(duì)球的拉力相等，D正確。二、填空、實(shí)驗(yàn)題：9【答案】2g；g【點(diǎn)撥】設(shè)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為v，根據(jù)機(jī)械能守恒

11、定律有，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的向心加速度為，解得：a2g；當(dāng)小球滑過(guò)B點(diǎn)后，只受到重力，加速度為重力加速度g。10【答案】20J；20m；10m/s【點(diǎn)撥】石頭離手時(shí)的動(dòng)能EK020J；設(shè)石頭能上升的最大高度為H，以拋出點(diǎn)為重力勢(shì)能的零勢(shì)能參考面，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：mgH，解得：H20m。以拋出點(diǎn)為重力勢(shì)能的零勢(shì)能參考面，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：mgh，解得：v10m/s。11【答案】【點(diǎn)撥】物體拋出時(shí)的初動(dòng)能等于人對(duì)物體做的功，有，根據(jù)機(jī)械能守恒有：，解得：h。12【答案】【點(diǎn)撥】設(shè)桿到達(dá)豎直時(shí)A、B兩球的速度分別為vA、vB，A、B系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，選初始位置為零勢(shì)能面，有：0mgL2mgL1mv

12、BmvA2，又vAL1，vBL2，解得：。13【答案】R【點(diǎn)撥】物體恰能通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)，有：mgm，根據(jù)機(jī)械能守恒，有：mg（h2R）mv2，解得hR。三、計(jì)算題：14【答案】【解析】鏈條在下滑的過(guò)程中機(jī)械能守恒，取斜面的頂點(diǎn)處重力勢(shì)能為零。設(shè)鏈條的質(zhì)量為m，初狀態(tài)的機(jī)械能為：設(shè)鏈條剛好滑出斜面瞬間的速度為v，末狀態(tài)的機(jī)械能為：根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：解得：v。15【答案】（1）3mgR；（2）0.5mgR；（3）2.5mgR【解析】（1）物塊在B點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得： (FN7mg) 根據(jù)動(dòng)能定理，彈簧彈力對(duì)物體做的功為解得：W3mgR（2）物塊到達(dá)C點(diǎn)僅受重力mg，根據(jù)牛頓第二定律有： 有 物體從B點(diǎn)到C點(diǎn)只有重力和阻力做功，根據(jù)動(dòng)能定理有：W阻mg2REKCEKB解得：W阻0.5mgR所以，物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)克服阻力做的功為0.5mgR。(3)物體離開(kāi)軌道后作平拋運(yùn)動(dòng)，僅有重力做功，以光滑水平面為零勢(shì)能點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒有：EKEKCmg2R2.5mgR。