【中学教材全解】2013-2014学年高中物理（人教版，必修2）第7章第8节 机械能守恒定律 学案+练案+课件+素材（6份）

第8节 机械能守恒定律 人教版教参补充题目 1.如图7-8-33所示，分别用恒力和先后将质量为m的物体从静止开始沿着同一个粗糙的固定斜面由底端推到顶端，第一次力的方向沿斜面向上，第二次力的方向水平向右，两次所用的时间相同，在这两个过程中（ ） 和所做的功相同 B.物体机械能变化量相等 C.第二次物体所受的合力做功较多 D.物体动能的变化量相同 解析：两次物体的位移和运动时间都相等，故两次推物体时物体的运动情况相同，所以末速度相同，物体机械能变化量相等，物体动能的变化量相同，合力做功相等，选项B、D正确，选项C错误；物体在作用下，摩擦力大，产生的内能多，故做的功多，选项C错误。 答案：BD 2.如图7-8-34所示，一根很长的、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，离地高度为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球落地前，a、b两球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得：3mgh=mgh＋（m＋，则v=。b球落地时，a球高度为h，之后a球向上做竖直上抛运动，在这个过程中，a球机械能守恒，则＋mgh=mgH，解得H=+h=1.5h，选项B正确。 答案：B 3.如图7-8-35所示，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短。若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中，下列说法正确的是（ ） A.小球、弹簧和地球构成的系统总机械能守恒 B.小球的重力势能随时间先减少后增加 C.小球在b点时动能最大 D.b到c点过程中小球动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量[来源:学|科|网] 解析：小球、弹簧和地球构成的系统，只有重力和弹簧弹力做功，故系统机械能守恒，选项A正确；小球由a→b→c的运动过程中，小球的重力势能始终减小，选项B错误；小球运动到b点时受两个力作用，一个是向下的重力，一个是向上的弹簧弹力，但重力比弹力大，所以小球还在加速，故b点速度不是最大，动能也不是最大，选项C错误；从b到c的过程中，小球的动能、重力势能转化成弹簧的弹性势能，故小球动能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量，选项D错误。 答案：A 4.如图7-8-36所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为2m的小球，B处固定质量为m的小球，支架悬挂在O点，可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动。开始时OB与地面相垂直，放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是（ ） A.A球到达最低点时速度为0 B.A球机械能减少量等于B球机械能增加量 C.B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动的高度 D.当支架从左向右回摆时，A球一定能回到起始高度 解析：因A处小球质量大，所处的位置高，题图中三角形框架处于不稳定状态，释放后支架就会向左摆动，摆动过程中只有小球受的重力做功，故系统的机械能守恒，选项B、D正确；当A球到达最低点时，设支架边长是L，A球下落的高度是L，B球上升的高度是L，根据机械能守恒定律有 2mg -mg =，解得v= ，所以，A球到达最低点时速度不为0，系统还要继续向左摆，B球继续上升，所以B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动的高度，选项A错误，选项C正确。 答案：BCD 5.如图7-8-37所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R。一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动，要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道的压力不能超过5mg（g为重力加速度)。求物块初始位置相对圆形轨道底部的高度h的取值范围。 解析：设物块在圆形轨道最高点的速度为v，由机械能守恒定律得mgh=2mgR＋① 物块在最高点受的力为重力mg、轨道的压力N，重力与压力的合力提供向心力，有：mg＋N=m② 物块能通过最高点的条件是：N≥0③ 由②③式得：v≥④ 由①④式得：h≥2.5R⑤ 按题目需求，N≤5mg，由②式得：v＜⑥ 由①⑥式得：h≤5R⑦ h的取值范围是：2.5R≤h≤5R 答案：2.5R≤h≤5R 6.一轻质弹簧固定在水平地面上，一质量为m的小球自距地面高为处自由下落到弹簧上端，并将弹簧压缩，设速度达到最大的位置离地面的高度，最大速度为。若让该小球从距地面高度为处自由下落，速度达到最大时的位置距离地面的高度为，最大速度为。已知＞，则（ ） ， ＞，＞ ＜， ，＜ 解析：小球速度最大时加速度等于0，根据牛顿第二定律，mg=kx，即弹簧的压缩量为x=，因此，小球速度