作业13 动能定理和机械能守恒定律的综合应用-2023年【暑假分层作业】高一物理（人教版2019必修2+必修3第九章、第十章+选择性必修第一册第一章）

作业13动能定理和机械能守恒定律的综合应用 一、动能定理和机械能守恒定律的比较 规律 比较　　 机械能守恒定律 动能定理 表达式 E1＝E2 ΔEk＝－ΔEp ΔEA＝－ΔEB W＝ΔEk 使用范围 只有重力或弹力做功 无条件限制 研究对象 物体与地球组成的系统 质点 物理意义 重力或弹力做功的过程是动能与势能转化的过程 合外力对物体做的功是动能变化的量度 应用角度 守恒条件及初、末状态机械能的形式和大小 动能的变化及合外力做功情况 选用原则 (1)无论直线运动还是曲线运动，条件合适时，两规律都可以应用，都要考虑初、末状态，都不需要考虑所经历过程的细节 (2)能用机械能守恒定律解决的问题都能用动能定理解决；能用动能定理解决的问题不一定能用机械能守恒定律解决 (3)动能定理比机械能守恒定律应用更广泛、更普遍 二、动能定理和机械能守恒定律的综合应用 动能定理和机械能守恒定律，都可以用来求能量或速度，但侧重点不同，动能定理解决物体运动，尤其计算对该物体的做功时较简单，机械能守恒定律解决系统问题往往较简单，两者的灵活选择可以简化运算过程． 一、单选题 1．为了深入研究战争中火炮打击目标的问题，小熊同学买了一门玩具小炮，现简化成如图所示模型。火炮（可视为质点）放在高的平台边缘，该火炮能以相对地面的恒定速率发射炮弹，其炮口的仰角（炮筒与水平方向的夹角）可调范围在之间。重力加速度。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）    A．炮口仰角越小，炮弹射程越远 B．炮口仰角越小，火炮对炮弹做的功越多 C．炮口仰角越小，炮弹落地时的速度越大 D．火炮可以击落离地面高度为60米的无人机 2．如图，跨过轻质滑轮a、b的一根轻质细绳，一端接在天花板上，另一端与小物块A相接，A放在长为L、倾角为的光滑斜面体上。物块B用细线悬挂在滑轮a的下方，细线Ab段与斜面平行，动滑轮两侧细线均竖直。A与B的质量分别为m、2m，重力加速度大小为g，不计动滑轮与绳之间的摩擦以及空气阻力，忽略A的大小。现将A从斜面底端由静止释放，一段时间后，A沿斜面匀加速上滑到中点，此时B尚未落地，整个过程中斜面体始终静止在水平地面上。下列说法正确的是（　　）    A．该过程中，B的机械能不变 B．该过程中，地面对斜面体的摩擦力大小为 C．A到达斜面中点的速率为 D．该过程中，细线的拉力大小为 3．如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在与A点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上，到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小球到达的最低点（不计空气阻力）。下列说法正确的是（　　） A．从O到C，小球重力势能减小、动能增大，小球、地球、弹簧组成的系统机械能守恒 B．从A到C，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小，小球、地球、弹簧组成的系统机械能不守恒 C．到达B点时，小球的动能最大，弹性势能最小 D．从O到A，小球重力势能减小，动能增大，小球、地球系统机械能守恒 4．如图所示，质量均为m的两个物块A、B叠放在轻弹簧上，处于静止状态。轻弹簧下端固定在地面上，上端与物块B连接。从某时刻开始对物块A施加竖直向上的恒力F，物块A开始向上运动，物块B与弹簧组成的系统机械能没有变化。经过时间t，撤去力F，物块B也第一次达到最大高度。忽略空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A．F大小为2mg B．F大小可能为1.8mg C．若在2t时刻两物块的距离刚好达到最大，则该最大距离为gt2 D．在1.5t时刻，物块B与弹簧组成的系统的势能可能达到最大值 5．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变。用水平力缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止。撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则（　　） A．撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动 B．撤去F后，物体刚运动时的加速度大小为 C．物体做匀减速运动的时间为 D．物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为 6．某物理兴趣小组在学习《机械能守恒定律》后，用仿真物理实验室软件模拟了如下实验：轻绳一端固定在天花板上，在轻绳中点和另一端各固定一个等质量小球，开始时系统在外力作用下处于水平状态，以下四幅图为两球由水平状态释放后向左运动过程中不同时刻的位置图。下列说法正确的是（　　） A．甲图中轻绳末端小球机械能正在减少 B．乙图中轻绳末端小球机械能达到最大值 C．丙图中轻绳末端小球机械能正在增加 D．丁图中轻绳末端小球机械能达到最大值 7．如图所示，AB为固定水平长木板，长为L，C为长木板的中点，一原长为的