专题测试卷五 机械能守恒定律的应用（二）-2020-2021学年新教材高中物理必修第二册【创新思维】同步AB卷（人教版）

解得v２＝４ １１ m/s≈１３．３m/s. (３)分析整个过程,由动能定理得 mgH－μmgl＝０－ １ ２mv１ ２ 解得l＝２１．６m 所以物体 在 ABCD 轨 道 上 来 回 运 动 了 １０ 次 后, 还可以运动１．６m,故 最 后 停 止 的 位 置 离 B 点 的 距离为２m－１．６m＝０．４m. １７．(１)３０N　(２)１s　６２．５J 解析:(１)小球从位置 A 运动到O 点,由 机 械 能 守 恒定律有 mgL＝ １ ２mv０ ２ 解得小球运动到 O 点的速度大小v０＝５m/s 在 O 点,由牛顿第二定律有 Fm－mg＝m v０２ L 解得 Fm＝３０N. (２)轻绳断裂 后,小 球 做 平 抛 运 动,设 小 球 从 轻 绳 断裂到落至轨道经历的时间为t,则 水平位移大小x＝v０t 竖直位移大小y＝ １ ２gt ２ 又x２＋y２＝R２ 解得t＝１s 小球落至轨道上时竖直方向速度大小 vy＝gt＝１０m/s 合速度大小v＝ v０２＋vy ２＝５ ５ m/s 可得此时小球的动能 Ek＝ １ ２mv ２＝６２．５J. １８．(１)m　(２)３mg２ 　 (３)g ３m k 解析:(１)开始时 A、B 静 止,设 弹 簧 压 缩 量 为 x１, 有kx１＝mg 挂 C并释 放 后,C 向 下 运 动,A 向 上 运 动,设 B 刚 要离地时弹簧伸长量为x２,有kx２＝mg 解得x１＝x２＝ mg k B不再上升表示此时 A 和 C 的 速 度 为 零,C 已 降 到最低点.设 C的质 量 为 mC,与 初 始 状 态 相 比, C下 降 的 高 度 为 x１＋x２,A 上 升 的 高 度 为 x１＋ x２,弹簧弹性势能不变. 由 机 械 能 守 恒 定 律 可 知 ΔEk＝mCg(x１＋x２)－ mg(x１＋x２)＝０ 解得 mC＝m. (２)B 刚 要 离 开 地 面 时,A 受 力如图甲所示,有 kx２＋mg－FT＝ma 物 体 C 受 力 如 图 乙 所 示,有 FT′－mg＝ma 根据牛顿第三定律可知 FT＝FT′ 解得 FT＝ ３mg ２ . (３)C换 成 D 后,当 B 刚 离 地 时 弹 簧 弹 性 势 能 与 初始状态相 同,设 此 时 A、D 速 度 为v,由 动 能 定 理得 ７mg(x１ ＋x２)－mg(x１ ＋x２)＝ １ ２ ×７mv ２ ＋ １ ２mv ２ 解得v＝g ３m k . 专题测试卷五[机械能守恒定律的应用(二)] １．C　 由 于 推 力 对 火 箭 做 功,火 箭 的 机 械 能 不 守 恒, 是增加的,A 错误;物 体 匀 速 上 升,动 能 不 变,重 力 势能增加,则机械能必定增加,B错误;小 球 在 做 圆 锥摆运动的过程 中,细 线 的 拉 力 不 做 功,机 械 能 守 恒,C 正 确;轻 弹 簧 将 A、B 两 小 车 弹 开,弹 簧 的 弹 力对两小 车 做 功,则 两 小 车 组 成 的 系 统 机 械 能 不 守恒,但两小 车 和 弹 簧 组 成 的 系 统 机 械 能 守 恒,D 错误. ２．D　开始时运动员受到 的 弹 力 大 于 重 力,运 动 员 向 上做加速 运 动,弹 力 做 正 功,动 能 不 断 增 大,速 度 逐 渐 增 大,重 力 和 弹 力 平 衡 时 速 度 达 到 最 大,此 后,运动员受到的 弹 力 小 于 重 力,运 动 员 的 速 度 逐 渐减小,动能减小,但 弹 力 仍 然 做 正 功,A、B 错 误; 整个过程 中 只 有 重 力 和 弹 力 做 功,运 动 员 和 床 面 组成的系统机械 能 守 恒,C 错 误;上 升 过 程 中 重 力 势能不断 增 加,所 以 运 动 员 的 动 能 与 床 面 的 弹 性 势能总和逐渐减小,D 正确. ３．B　 由 题 图 可 知,W１ ＝ －μmg 􀅰xAB ,W２ ＝ －μmgcosα􀅰xCE －μmgcosβ􀅰xED ＝ －μmg􀅰 (xCEcosα＋xEDcosβ)＝ －μmgxCD ,所 以 W１ ＝ W２,故 B正确. ４．D　根据功的定义可知 重 力 对 两 物 体 做 功 相 同,即 W A＝WB,自 由 落 体 时 满 足h＝ １ ２gtB ２,沿 斜 面 下 滑时满足s＝１２atA ２,即 h sinθ＝ １ ２gtA ２sinθ,其 中θ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 �