11(十一)重力做功、重力势能﹑机械能守恒定律、实验验证机械能守恒定律-【衡水金卷·先享题】2023高三一轮复习周测卷（40分钟）物理（新高考 广东版）教师用书

高三一轮复习40分钟周测卷/物理 教学札记： (十一)重力做功、重力势能、机械能守恒定律、 实验：验证机械能守恒定律 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共5小题，每小题6分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要 求的) 1.低空跳伞属于极限运动中的滑翔项目，其危险性比高空跳伞还要高。如图所示为低空跳伞极限运动表 演，运动员从离地350高的桥面一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合。假设质量为m的 跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度g,在运动员下落力的过程 中（还未打开伞），下列说法正确的是 A.运动员的重力势能减少了号mgh B.运动员的机械能减少了mgh C.阻力对运动员做的功为5mgh 4 D.运动员的动能增加了5mgh 解析：运动员重力势能的减少量等于重力所做的功，即△E。=mgh,故A项错误；由牛顿第二定律可得 mg一f=m,解得=日mg,阻力对运动员俄的功为W,=一日mg,阻力所做的功等于机核能的变化量，运 1 动员的机械能诚少了加gh,B项正确，C项错误：运动员动能的增加量等于合外力所做的功，即△E,=F6h =mah=4 mgh,故D项错误。 答案：B 2.根据生活经验可知，处于自然状态的水都是往低处流的，当水不再流动时，水面应该处于同一高度。在著 名的牛顿“水桶实验”中发现：将一桶水绕竖直固定中心转轴O○以恒定的角速度转动，稳定时水面呈凹 状，水桶截面图如图所示，这一现象可解释为，以桶为参考系，其中的水除受重力外，还受到一个与转轴垂 直的“力”，其方向背离转轴，大小与到轴的垂直距离成正比。水面上的一个小水滴在该“力”作用下也具 有一个对应的“势能”，在重力和该“力”的共同作用下，水面上相同质量的小水滴最终将具有相同的总势 衡水金卷·先享题·物理 ·77· 广东专版 能。根据以上信息可知，下列说法错误的是 教学札记：O′ A.该“力”对水面上小水滴做功与路径无关 B.小水滴沿桶中水的液面向上移动时，该“势能”减小 C.小水滴沿桶中水的液面向上移动时，受到重力和该“力”的合力不变 D.最终稳定时，水面上的一个小水滴受到重力和该“力”的合力一定与水滴所在水面垂直 解析：由于该力做功与重力做功类似，所以该“力”对水面上小水滴做功与路径无关，故A项正确；由于 该“力”与转轴垂直，所以小水滴沿水面向上移动时该力的方向与位移方向的夹角小于90°，该力做正功，该 “势能”减小，故B项正确；题中给出“力”的大小与到轴的垂直距离成正比，故水在上升过程中该力大小会发 生变化但方向不变，而重力不变，故其合力大小会发生变化，C项错误；以桶为参考系，小水滴处于平衡状态， 小水滴受重力、与转轴垂直且背离转轴的力和水面的支持力，由于水面的支持力方向与水面垂直，所以水面 上的小水滴受到重力与该“力”的合力一定与水滴所在水面垂直，故D项正确。 答案：C 3.撑竿跳高(pole vault)是一项运动员经过持竿助跑，借助撑竿的支撑腾空，在完成一系列复杂的动作后越 过横杆的运动。如图所示，撑杆跳全过程可分为四个阶段：A→B阶段，助跑加速；B→C阶段，杆弯曲程度 增大，人上升；C→D阶段，杆弯曲程度减小，人上升；D→E阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽 略不计。这四个阶段的能量变化为 A.A→B阶段，人和杆组成的系统的机械能不变 B.B→C阶段，人和杆组成的系统的动能减小，重力势能和弹性势能增加 C.C→D阶段，人和杆组成的系统的动能的减少量等于重力势能的增加量 D.D→E阶段，重力对人所做的功等于人机械能的增加量 解析：A→B阶段，助跑加速，重力势能不变，动能增加，所以机械能增加，A项错误；B→C阶段，杆弯曲 程度增大、人上升，人克服重力和弹力做功，动能减小，位置升高，所以弹性势能和重力势能增加，B项正确； C→D阶段，杆弯曲程度减小、人上升，弹性势能及动能的减少量等于重力势能的增加量，C项错误；D→E阶 广东专版·78·衡水金卷·先享题·物理 段，人越过横杆后下落，只有重力做功，机械能守恒，D项错误。 答案：B 教学札记： 4.如图所示，在水平地面上固定一倾角为的足够长斜面。物块以某一初速度从斜面底端O点冲上斜面，已 知物块沿斜面向上运动的最大距离为xo,物块与斜面间的动摩擦因数为4，且<tnO。以斜面底端O点 所在的水平地面为参考平面，物块从斜面底端开始沿斜面运动的过程中，物块的加速度大小α、重力势能 E。、动能Ek、机械能E,和物块在斜面上运动的路程、之间的关系图像错误的是 E机 020 x02x03 0x02x03 O Xo 2xo s B C D 解析：0~xo段，由牛顿第二定律可得mngcos0十mngsin0=ma1,xo~2x0段，物块上升到最