7　课时分层训练(五)　机械能守恒定律-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册(鲁科版2019)

课时分层训练(五)　机械能守恒定律 知识点1　机械能是否守恒的判断 1．汽车沿一段坡面向下行驶，通过刹车使速度逐渐减小。在刹车过程中(　　) A. 重力势能增加 B. 动能增加 C. 重力做负功 D. 机械能不守恒 D　机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹簧的弹力做功，D正确． 知识点2　机械能守恒定律的应用 2．把一个小球用细绳悬挂起来，就成了一个单摆，如图所示，摆长为L，最大偏角为θ。小球运动到最低位置时的速度是多大？ 解析：选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面．根据机械能守恒定律有 Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1 即mv2＝mgL(1－cos θ) 所以v＝. 答案： 知识点3　能量守恒定律的理解及应用 3．汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑，在这个过程中(　　) A. 汽车的机械能守恒 B. 汽车的动能和势能相互转化 C. 机械能转化为内能，总能量守恒 D. 机械能和内能之间没有转化 C　汽车关闭发动机后，匀速下滑，汽车与地面摩擦生热、温度升高．有部分机械能转化为内能，机械能减小(动能不变，重力势能减小)，但总能量守恒，故A、B、D错误，C正确． 4．一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是(　　) A. 重力势能减少，动能不变，机械能减少 B. 重力势能减少，动能增加，机械能减少 C. 重力势能减少，动能增加，机械能增加 D. 重力势能减少，动能增加，机械能守恒 B　小孩在下滑过程中总能量守恒，但摩擦力做负功，机械能减少，重力势能转化为动能和内能，即重力势能减少，动能增加，故选项B正确． 5．如图所示，光滑的曲面与光滑的水平面平滑相连，一轻弹簧右端固定，质量为m的小球从高度h处由静止下滑，则(　A　) A. 小球与弹簧刚接触时，速度大小为 B. 小球与弹簧接触的过程中，小球机械能守恒 C. 小球在压缩弹簧至最短时，弹簧的弹性势能为mgh D. 小球在压缩弹簧的过程中，小球的加速度保持不变 6．下列几种情况中，系统的机械能守恒的是(　　) 甲　　　　乙　　　　　　丙 A. 图甲中一颗弹丸在碗内做速率不变的螺旋运动 B. 图乙中运动员在蹦床上越跳越高 C. 图丙中小车上放一木块，小车的左侧由弹簧与墙壁相连。小车在左右振动时，木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计) D. 图丙中如果小车左右振动时，木块相对于小车有滑动 C　弹丸在碗内做速率不变的螺旋运动时，除重力做功外，还会有其他力做功，系统机械能不守恒，故A错误；运动员越跳越高，表明她不断做功，机械能不守恒，故B错误；由于一对静摩擦力做的总功为零，故系统中只有弹簧弹力做功，系统机械能守恒，C正确；滑动摩擦力做功，系统机械能不守恒，故D错误。 7．如图所示，轻弹簧一端与墙相连处于自然状态，质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求： (1)弹簧的最大弹性势能； (2)木块被弹回，速度增大到3 m/s时弹簧的弹性势能。 解析：(1)木块压缩弹簧的过程中，木块和弹簧组成的系统机械能守恒，弹性势能最大时，对应木块的动能为零，故有Epm＝mv 解得Epm＝50 J。 (2)由机械能守恒定律有mv＝Epl＋mv 解得Epl＝32 J。 答案：(1)50 J　(2)32 J 8．小物块A的质量为m，物块与坡道间的动摩擦因数为μ，水平面光滑；坡道顶端距水平面高度为h，倾角为θ；物块从坡道进入水平滑道时，在底端O点处无机械能损失，重力加速度为g。将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定在墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O点，如图所示。物块A从坡顶由静止滑下，求： (1)物块滑到O点时的速度大小； (2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能； (3)物块A被弹回到坡道上升的最大高度。 解析：(1)由动能定理得 mgh－μmgcos θ＝mv2 ① 得v＝。 ② (2)在水平滑道上由能量守恒定律得mv2＝Ep ③ 联立②③解得Ep＝mgh。 ④ (3)设物块A能够上升的最大高度为h1，物块A被弹回过程中由能量守恒定律得Ep＝μmgh1＋mgh1 ⑤ 联立④⑤解得h1＝。 答案：(1)　(2)mgh (3) 学科网（北京）股份有限公司 $