第1章5第1课时 机械能守恒定律-（教师WORD）2021-2022学年高中物理【精讲精练】鲁科版必修第二册 新课标辅导

第5节　科学验证：机械能守恒定律 第1课时　机械能守恒定律 [随堂巩固] 1．(机械能守恒的条件)下列实例中满足机械能守恒的是(　　) A．所受合外力为零的物体 B．被匀速吊起的集装箱 C．在光滑曲面上自由运动的物体 D．以g的加速度向下做匀加速运动的物体 解析　所受合外力为零的物体动能不变，机械能有可能改变，如匀速上升的物体，A错误；匀速吊起集装箱，动能不变，重力势能增加，故机械能增加，B错误；物体在光滑曲面上自由运动时，只有重力做功，故机械能守恒，C正确；因向下的加速度a＝g<g，说明物体向下运动时还受向上的力的作用，所以机械能减少，D错误。 答案　C 2．(能量守恒定律)一个人平稳地站在商店的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速运动，如图1－5－10所示，则(　　) 图1－5－10 A．踏板对人做的功等于人的机械能的增加量 B．踏板对人的支持力做的功等于人的机械能的增加量 C．克服人的重力做的功等于人的机械能的增加量 D．对人做功的只有重力和踏板对人的支持力 解析　人受三个力作用：重力、支持力和水平向右的摩擦力，根据功能关系：人克服重力做的功等于重力势能的增加，C错误；支持力和摩擦力做的功等于人增加的机械能，A正确，B错误；摩擦力对人也做功，D错误。 答案　A 3．(机械能守恒定律)如图1－5－11所示，质量m＝70 kg的运动员以10 m/s的速度，从高h＝10 m的滑雪场上A点沿斜坡自由滑下，一切阻力可忽略不计，以B点所在的水平面为参考平面，g取10 m/s2，求： 图1－5－11 (1)运动员在A点时的机械能； (2)运动员到达最低点B时的速度大小； (3)若运动员继续沿斜坡向上运动，他能到达的最大高度。 解析　(1)EA＝mv＋mgh＝10 500 J (2)由机械能守恒得：mv＝mv＋mgh 所以vB＝10 m/s (3)由机械能守恒得： mgH＝mv＋mgh，得H＝15 m 答案　(1)10 500 J　(2)10 m/s　(3)15 m [课下作业] [合格训练] 1．如图1－5－12所示四个选项中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是(　　) 图1－5－12 解析　机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功，在A、B图中木块受三个力作用，即重力、支持力和推力F，因有外力F做功，故不符合条件；D中因有摩擦力做功，故也不符合条件，因此只有C图符合守恒条件。 答案　C 2．如图1－5－13所示，下列关于机械能是否守恒的判断错误的是(　　) 图1－5－13 A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，机械能守恒 B．乙图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，机械能守恒 C．丙图中，不计任何阻力时，A加速下落，B加速上升的过程中，A、B机械能守恒 D．丁图中，小球由水平位置A处由静止释放，运动到B处的过程中，机械能守恒 解析　甲图中重力和弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，但A机械能不守恒，故A错误；乙图中物体B除受重力外，还受支持力、拉力、摩擦力，但当拉力与摩擦力相等时，除重力之外的三个力做功的代数和为零，物体B机械能守恒，故B正确；丙图中绳子的张力对A做负功，对B做正功，两者代数和为零，又不计任何阻力，故A、B机械能守恒，故C正确；丁图中只有小球的重力做功，故机械能守恒，故D正确。 答案　A 3．从高为H处自由下落的物体，不计一切阻力，它的机械能E随高度h变化的图像是图1－5－14中的(　　) 图1－5－14 解析　物体只受重力，只有重力做功，机械能守恒，故E不随高度h变化，A正确。 答案　A 4．游乐场中的一种滑梯如图1－5－15所示，小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则(　　) 图1－5－15 A．下滑过程中支持力对小朋友做功 B．下滑过程中小朋友的重力势能增加 C．整个运动过程中小朋友的机械能守恒 D．在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功 解析　下滑过程中支持力的方向总与速度方向垂直，所以支持力不做功，A错误；越往下滑重力势能越小，B错误；摩擦力的方向与速度方向相反，所以摩擦力做负功，机械能减少，D正确，C错误。 答案　D 5．如图1－5－16所示，一不可伸长的柔软轻绳跨过光滑的定滑轮，绳两端各系一小球a和b。a球质量为m，静止于地面；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，则当b刚落地时a的速度为(　　) 图1－5－16 A.　　　　　B. C.　　　　D. 解析　a、b两球组成的系统机械能守恒，设b刚落地时的速度大小为v，则整个过程