第1章 第5节 第1课时 机械能守恒定律（作业）-2022-2023学年新教材高中物理必修第二册【精讲精练】鲁科版

[课下作业] [基础训练] 1．如图所示四个选项中，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(　　) 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．如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断错误的是(　　) 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变化的图像是图中的(　　) 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(　　) 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(　　) 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，则整个过程动能增加量ΔEk增＝(m＋3m)v2＝2mv2，重力势能的减少量ΔEp减＝3mgh－mgh＝2mgh，由机械能守恒得ΔEk增＝ΔEp减，所以2mv2＝2mgh，v＝，A正确。 答案　A 6.如图所示，某人用平行于斜面的拉力将物体沿斜面拉下，已知拉力大小等于摩擦力大小，则下列说法正确的是(　　) A．物体是匀速下滑的 B．合外力对物体做的功等于零 C．物体的机械能减少 D．物体的机械能保持不变 解析　因为重力的下滑分力未被平衡，合外力数值上等于该分力，所以物体将加速下滑；因为除重力外，其他力做功之和为零，所以物体的机械能将保持不变，则D正确，A、B、C错误。 答案　D 7.(2021·济南期末)如图所示是玩具飞车的360°回环赛道，其底座固定，且赛道视为半径为R的光滑竖直圆轨道。一质量为m的无动力赛车被弹射出去后，在圆形轨道最低点以水平初速度v0向右运动。设重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A．当v0＝2时赛车在最低点对轨道的压力为4mg B．如果赛车能够完成圆周运动，v0的最小值是2 C．如果赛车能够完成圆周运动，其对轨道的最大压力与最小压力之差为6mg D．如果赛车能够完成圆周运动，其最大速度与最小速度之差为2 解析　当v0＝2时赛车在最低点时，则FN－mg＝m，解得赛车对轨道的压力为FN＝5mg，选项A错误；如果赛车能够完成圆周运动，则在最高点时最小速度mg＝m，由最低点到最高点mv＝mg·2R＋mv，解得v0的最小值是v0min＝，此时赛车的最大速度与最小速度之差为Δv＝－，选项B、D错误；如果赛车能够完成圆周运动，则在最高点时FN1＋mg＝m，由最低点到最高点mv0′2＝mg·2R＋mv1′2，在最低点时FN2－mg＝m，解得其对轨道的最大压力与最小压力之差为ΔFN＝FN2－FN1＝6mg，选项C正确；故选C。 答案　C [能力提升] 8.(多选)如图所示，一小球自A点静止自由下落到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，在小球在A→B→C的运动过程中，下列说法正确的是(　　) A．小球和弹簧总机械能守恒 B．小球的重力势能减小 C．小球在B