课时作业18 机械能守恒定律及其应用-2022高考物理【金版新学案】大一轮复习讲义·高三总复习课时作业本（新高考，河北版）

课时作业答案精析 ma２＝Ff－mg ② 联立①②式并代入题给数据,得 a１＝２g,a２＝３g ③ (２)管第一次碰地前与球的速度大小相同.由运动学公式,碰地前瞬 间它们的速度大小均为 v０＝ ２gH ④ 方向均向下.管弹起的瞬间,管的速度反向,球的速度方向依然向下. 设自弹起时经过时间t１,管与小球的速度刚好相同,取向上为正方向, 由运动学公式 v０－a１t１＝－v０＋a２t１ ⑤ 联立③④⑤式得 t１＝ ２ ５ ２H g ⑥ 设此时管下端的高度为h１,速度为v.由运动学公式可得 h１＝v０t１－ １ ２a１t１ ２ ⑦ v＝v０－a１t１ ⑧ 由③④⑥⑧式可判断此时v＞０.此后,管与小球将以加速度g减速 上升h２,到达最高点,由运动学公式有 h２＝ v２ ２g ⑨ 设管第一次落地弹起后上升的最大高度为 H１,则 H１＝h１＋h２ ⑩ 联立③④⑥⑦⑧⑨⑩式可得 H１＝ １３ ２５H 􀃊􀁉􀁓 (３)设第一次弹起过程中球相对管的位移为x１.在管开始下落到上 升 H１ 这一过程中,由动能定理有 Mg(H－H１)＋mg(H－H１＋x１)－４mgx１＝０ 􀃊􀁉􀁔 联立􀃊􀁉􀁓􀃊􀁉􀁔式并代入题给数据得 x１＝ ４ ５H 􀃊􀁉􀁕 同理可推得,管与球从再次下落到第二次弹起至最高点的过程中,球 与管的相对位移x２ 为 x２＝ ４ ５H１ 􀃊􀁉􀁖 设圆管长度为L.管第二次落地弹起后的上升过程中,球不会滑出管 外的条件是 x１＋x２≤L 􀃊􀁉􀁗 联立􀃊􀁉􀁓􀃊􀁉􀁕􀃊􀁉􀁖􀃊􀁉􀁗式,L应满足条件为 L≥１５２１２５H . 􀃊􀁉􀁘 答案:　(１)２g　３g　(２)１３２５H　 (３)L≥１５２１２５H 课时作业(十八) 一、单项选择题 １．D　[不计空气阻力,这些物体从被抛出到落地过程中机械能守恒,A、B 错误;物体斜向上飞行过程中,动能减小,重力势能增大,物体下落过程 中,动能增大,重力势能减小,D正确,C错误.] ２．C　[小球从A 点向半圆形槽的最低点运动的过程中,半圆形槽有向左 运动的趋势,但实际上没有动,整个系统中只有重力做功,所以小球与 槽组成的系统机械能守恒;小球过了半圆形槽的最低点以后,半圆形槽 向右运动,系统没有其他形式的能量产生,满足机械能守恒的条件,所 以系统的机械能守恒,小球从A 点至到达槽最低点过程中,小球先失 重,后超重,小球由最低点向右侧最高点运动的过程中,半圆形槽也向 右移动,半圆形槽对小球做负功,小球的机械能不守恒,故C正确.] ３．D　[从 D 到C 过程中,弹力对弹丸做正功,弹丸的机械能增加,故 A 错误;弹丸竖直向上发射,从D 到C 过程中,必有一点弹丸受力平衡, 在此点F弹 ＝mg,在此点上方弹力小于重力,在此点下方弹力大于重 力,则从D 到C 过程中,弹丸的动能先增大后减小,故B错误;从D 到 C 过程中,橡皮筋的弹性势能一直减小,故C错误;从D 到E 过程橡皮 筋的弹力大于从E 到C 过程的弹力,故从D 到E 过程橡皮筋弹力做功 大于从E到C 过程橡皮筋弹力做功,故 D正确.] ４．D　[物体A 向下运动的过程中除受到重力以外,还受到细绳向上的拉 力,物体A 下落的加速度一定小于g,故 A 错误;物体A 下落过程中, 细绳的拉力做负功,A 的机械能不守恒,故B错误;由于斜面光滑,A、B 组成的系统在整个运动过程中,只有重力做功,系统机械能守恒,但细 绳拉力对B做正功,B的机械能增加,故C错误,D正确.] ５．B　[由题意知,重力势能最小的点在最低点,结合同绳同力,在最低点 (重力势能最小)时,根据受力分析和平衡条件,可知两侧绳子与水平方 向的夹角相等,记为θ,设右边绳子长度为a,则左边绳子长度为b＝ ２０m－a,由几何关系有cosθ＝ ４５ ,asinθ－(２０m－a)sinθ＝２m,联立 解得a＝３５３ m ,所以最低点与参考平面的高度差为３５ ３ m×sinθ＝７m , 猴子的重心比最低点大约低Δh＝０．５m,所以猴子在滑行过程中重力 势能的最小值为Ep＝－mg(７m＋Δh)＝－７．５×１０２J,故B正确.] ６．C　[物体上升４m 的过程中,动能减少了６０J,重力势能增加了４０J, 所以物体在运动过程中机械能不守恒,故 A 错误;当h＝４m 时,根据 公式Ep＝mgh可得物体的质量为m＝ Ep gh＝１kg ,故B错误;根据图像 可知,物体的动能随高度变化的数学关系为Ek＝－１５h＋１００,当动能 为零时,物体上升到最高点,其上升的最大高度为hmax＝１００× １ １５ m＝ ６．６７m,故 D错误;由图可知,物体从抛出到上升至高度为h处的过程 中,Ffh＝Ek－Ep,代入数据可得Ff＝５N,故C正确.] 二、多项选择题 ７．CD