课后提升训练(5) 科学验证：机械能守恒定律（Word练习）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册（鲁科版2019）

课后提升训练(五)

[对应学生用书P129]

1．(2021·浙江嘉兴市·高一期末)下列物体运动过程，机械能守恒的是(　　)

A．在空中飘落的树叶

B．被水平抛出的铅球

C．沿粗糙的斜面向下做匀速运动的木块

D．被起重机拉着向上做匀速运动的货物

B　解析：A．在空中飘落的树叶，空气阻力做负功，机械能减小，A错误；

B．被水平抛出的铅球，只有重力做功，机械能守恒，B正确；

C．沿粗糙的斜面向下做匀速运动的木块，摩擦力对木块做负功，机械能减小，C错误；

D．被起重机吊着向上做匀速运动的货物，拉力对货物做正功，其机械能增加，D错误．故选B．

2．运动会中的投掷链球、铅球、铁饼和标枪等体育比赛项目都是把物体斜向上抛出的运动，如图所示，若不计空气阻力，这些物体从被抛出到落地的过程中(　　)

A．物体的机械能先减小后增大

B．物体的机械能先增大后减小

C．物体的动能先增大后减小，重力势能先减小后增大

D．物体的动能先减小后增大，重力势能先增大后减小

D　解析：若不计空气阻力，这些物体被抛出后只有重力做功，故机械能均守恒，A、B均错误；因物体均被斜向上抛出，在整个运动过程中重力先做负功再做正功，因此重力势能先增大后减小，而动能先减小后增大，D正确，C错误．

3.在蹦床比赛中，从运动员接触蹦床面到运动至最低点的过程中(忽略空气阻力的影响)，以下说法正确的是(　　)

A．运动员重力势能的改变与零势能参考面的选取有关

B．蹦床的弹力做负功，弹性势能增加

C．运动员的动能始终减小

D．运动员机械能守恒

B　解析：重力势能的改变取决于位置的变化，和零势能面的选取无关，故A错误；蹦床的弹力向上，对人做负功，弹性势能增加，选项B正确；运动员在刚接触蹦床时，重力大于弹力，运动员继续加速；因弹力增加，故加速度减小，但运动员的速度增加，直到弹力等于重力为止，此后做减速运动，故动能先增大后减小，故C错误；运动员和蹦床系统的机械能守恒，但是运动员的机械能不守恒，选项D错误．

4．质量为1 kg的物体从倾角为30°、长2 m的光滑斜面顶端由静止开始下滑，若选初始位置为零势能点，那么，当它滑到斜面中点时具有的机械能和重力势能分别是(g取10 m/s2)(　　)

A．0 J，－5 J　　　　　　　 B．0 J，－10 J

C．10 J，5 J     D．20 J，－10 J

A　解析：物体下滑时机械能守恒，故它下滑到斜面中点时的机械能等于在初始位置的机械能，下滑到斜面中点时的重力势能Ep＝－mgl·sin 30°＝－5  J．故选项A正确．

5．(2021·江西抚州市·高一期末)在高为H的桌面上以速度v0水平抛出质量m的小球(可看成质点)，当小球落到距离地面高为h处的A点，如图所示，以桌面为零势能参考平面，不计空气阻力，则(　　)

A．小球在A点的机械能为mv0

B．小球在A点的机械能为mv0＋mgh

C．小球在桌面的机械能为mv0＋mgH

D．小球在桌面的机械能为零

A　解析：小球在整个过程机械能守恒，所以小球的机械能为在桌面时的动能与势能之和为E＝Ep＋Ek＝mv0

故A正确，BCD错误．

6．如图所示，质量m＝60 kg的运动员以6 m/s的速度从高h＝8 m的滑雪场A点沿斜坡自由滑下，以最低点B为零势能面，g＝10 m/s2，一切阻力可忽略不计．求：

(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)运动员继续沿斜坡向上运动能到达的最大高度．

(1) 5 880 J　(2)14 m/s　(3)9.8 m

解析：(1)运动员在A点时的机械能

E＝Ek＋Ep＝mv2＋mgh＝5 880 J.

(2)运动员从A运动到B的过程，根据机械能守恒定律得

E＝mv B

解得vB＝ ＝14 m/s.

(3)运动员从A运动到斜坡上最高点的过程，由机械能守恒得E＝mghm

解得hm＝9.8 m.

7.如图所示，长为L的均匀链条放在光滑水平桌面上，且使长度的垂在桌边，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为(重力加速度大小为g)(　　)

A．     B．

C．     D．4

C　解析：由机械能守恒定律得ΔEp减＝ΔEk增，即mg·L＋mg·L＝mv2，所以v＝.选项C正确．

8．(2021·河南高一期末)如图所示，质量为mA的物块A置于倾角为30°的固定光滑斜面上，物块A上连接的轻绳跨过两个定滑轮后与质量为mB的物块B相连，连接A的绳子开始时与水平方向的夹角也为30°.现将物块A、B同时由静止释放，物块A始终没有离开斜面，物块B未与斜面及滑轮碰撞，不计滑轮的质量和摩擦，在物块A沿斜面下滑到速度最大的过程中(　　)