第1章 第5节 科学验证：机械能守恒定律（课件+练习）-新教材高中物理必修第二册【优化探究】(鲁科版)

[A组　素养达标] 1.如图所示，在距地面h高处以初速度v0沿水平方向抛出一个物体，不计空气阻力，物体在下落过程中，下列说法中正确的是(　　) A．物体在c点比a点具有的机械能大 B．物体在b点比c点具有的动能大 C．物体在a、b、c三点具有的动能一样大 D．物体在a、b、c三点具有的机械能相等 解析：物体运动过程中，只受到重力作用，机械能守恒，在任何一个位置物体的机械能都是相等的，D对，A错；距地面越近重力势能越小，动能越大，B、C错． 答案：D 2.如图所示，一个小孩从滑梯上加速滑下，对于其机械能的变化情况，下列判断正确的是(　　) A．重力势能减小，动能不变，机械能减小 B．重力势能减小，动能增大，机械能减小 C．重力势能减小，动能增大，机械能增加 D．重力势能减小，动能增大，机械能不变 解析：下滑时高度降低，则重力势能减小，加速运动，动能增加，摩擦力做负功，机械能减小，B对，A、C、D错． 答案：B 3．如图所示，木块均在固定的斜面上运动，其中选项A、B、C中斜面是光滑的，选项D中的斜面是粗糙的，选项A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，选项A、B、D中的木块向下运动，选项C中的木块向上运动．在这四个图所示的运动过程中木块机械能守恒的是(　　) 解析：依据机械能守恒条件知，只有重力做功的情况下，物体的机械能才能守恒，由此可见，A、B均有外力F参与做功，D中有摩擦力做功，故A、B、D均不符合机械能守恒的条件，故选项C正确．[来源:学科网ZXXK] 答案：C 4．以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑，如图所示，三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3，不计空气阻力(斜上抛物体在最高点的速度方向水平)，则(　　) A．h1＝h2＞h3　　 B．h1＝h2<h3 C．h1＝h3<h2 D．h1＝h3＞h2 解析：竖直上抛物体、沿斜面运动的物体，上升到最高点时，速度均为0，由机械能守恒得mgh＝，斜上抛物体在最高点速度不为零，设为v1， ，解得h＝mv 则mgh2＝， mv－mv 所以h2<h1＝h3，故D对． 答案：D 5．(多选)两个质量不同的小铁块A和B，分别从高度相同的都是光滑的斜面和圆弧面的顶点滑向底部，如图所示．如果它们的初速度都为0，则下列说法正确的是(　　) A．下滑过程中重力所做的功相等 B．它们到达底部时动能相等 C．它们到达底部时速率相等[来源:学科网ZXXK] D．它们在最高点时的机械能和它们到达最低点时的机械能大小各自相等 解析：小铁块A和B在下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，则由mgH＝，所以A和B到达底部时速率相等，故C、D正确；由于A和B的质量不同，所以下滑过程中重力所做的功不相等，到达底部时的动能也不相等，故A、B错误． mv2，得v＝ 答案：CD 6.如图是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置的一部分，M为半径为R＝1.0 m、固定于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，与M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m＝0.01 kg的小钢珠．假设某次发射的钢珠沿轨道内侧恰好能经过M的上端点水平飞出，g取10 m/s2，弹簧枪的长度不计，则发射该钢珠前，弹簧的弹性势能为(　　) A．0.10 J B．0.15 J C．0.20 J D．0.25 J 解析：小钢珠恰好经过M的上端点时的水平速度v＝mv2＝0.15 J. m/s.根据机械能守恒定律得Ep＝mgR＋ 答案：B 7.如图所示，一很长、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b.a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧．从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为(　　) A．h B．1.5h C．2h D．2.5h 解析：在b落地前，a、b组成的系统机械能守恒，且a、b两球速度大小相等，根据机械能守恒定律可知：3mgh－mgh＝＝1.5h，B项正确．[来源:学_科_网Z_X_X_K]，即a可能达到的最大高度为h＋＝mv2＝mgΔh，所以Δh＝.b球落地，设a球高度为h时为零势面，之后a球向上做竖直上抛运动，上升过程中机械能守恒，上升高度为Δh，则(m＋3m)v2，v＝ 答案：B 8.在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，并将球从球门右上角擦着横梁飞进球门，如图所示．球门高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球的质量为m，则红队球员将足球踢出时的速度v0为多大？该队员踢球时对足球做功W为多少？(不计空气阻力) 解析：整个过程分为两个阶段，第一阶段，红队球员脚踢球阶段，由动能定理知 W＝①mv 第二阶段，球做斜抛运动直至进球门过程．由机械能守恒定律得mv2＋mgh②＝mv 联立①②得