(练习)课后素养落实5 科学验证：机械能守恒定律-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册(鲁科版2019)

课后素养落实(五)　科学验证：机械能守恒定律 (建议用时：40分钟) 考点一　机械能守恒的条件 1．(浙江杭州二中2020高一下月考)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(　　) 甲：火箭升空的过程　乙：力F拉着物体匀速上升 　 A．甲图中，火箭升空的过程，若匀速升空机械能守恒，若加速升空机械能不守恒 B．乙图中，物体匀速运动，机械能守恒 C．丙图中，小球做匀速圆周运动，机械能守恒 D．丁图中，轻弹簧将A、B两小车弹开，两小车组成的系统机械能守恒 C　[甲图中，不论是匀速还是加速，由于推力对火箭做功，火箭的机械能不守恒，是增加的，故A错误；物体沿斜面匀速上升，动能不变，重力势能增加，则机械能必定增加，故B错误；小球在水平面内做匀速圆周运动的过程中，细线的拉力不做功，机械能守恒，故C正确；轻弹簧将A、B两小车弹开，弹簧的弹力对两小车做功，则两小车组成的系统机械能不守恒，但对两小车和弹簧组成的系统机械能守恒，故D错误。] 2．(2020·正定中学期末)下图四个选项中木块均在固定的斜面上运动，其中A、B、C中的斜面是光滑的，D中的斜面是粗糙的，A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，A、B、D中的木块向下运动，C中的木块向上运动。运动过程中机械能守恒的是(　　) A　　　 　B　　　C　　　D C　[除重力做功外，A、B均有外力F参与做功，D中有摩擦力做功，故A、B、D机械能不守恒，C中机械能守恒。] 3.如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是 (　　) A．弹簧的弹性势能逐渐减少 B．物体的机械能不变 C．弹簧的弹性势能先增加后减少 D．弹簧的弹性势能先减少后增加 D　[因弹簧的左端固定在墙上，右端与物体连接，故撤去F后，物体向右运动过程中，弹簧先恢复到原长后，再被物体拉伸，其弹性势能先减少后增加，物体的机械能先增加后减少，故D正确，A、B、C错误。] 考点二　机械能守恒定律的应用 4．两物体质量之比为1∶3，它们距离地面高度之比也为1∶3，让它们自由下落，它们落地时的动能之比为(　　) A．1∶3　　　　 B．3∶1 C．1∶9 D．9∶1 C　[只有重力做功，机械能守恒。取地面为零势能面，则落地时动能之比等于初位置重力势能之比，据Ep＝mgh，有Ep1∶Ep2＝1∶9，所以 Ek1∶Ek2＝1∶9，C正确。] 5．(多选)石块自由下落过程中，由A点到B点重力做的功是10 J，下列说法正确的是(　　) A．由A到B，石块的重力势能减少了10 J B．由A到B，功减少了10 J C．由A到B，10 J的功转化为石块的动能 D．由A到B，10 J的重力势能转化为石块的动能 AD　[重力从A到B做正功10 J，物体的重力势能减小10 J，故A正确；由A到B重力做功10 J，但不能说功减小了10 J，故B错误；功是能量转化的量度，由A点到B点重力做功10 J，说明有10 J的重力势能转化为10 J的动能，并不是功转化为动能，故C错误，D正确。] 6.如图所示，某同学在离地面高度为h1处沿与水平方向成θ夹角抛出一质量为m的小球，小球运动到最高点时离地面高度为h2。若该同学抛出小球时对它做功为W，重力加速度为g，不计空气阻力。则下列说法正确的是(　　) A．小球抛出时的初动能为W＋mgh1 B．小球在最高点的动能为W＋mgh1－mgh2 C．小球落到地面前瞬间的动能为W＋mgh2 D．小球落到地面时的机械能与抛出时的角度θ有关 B　[对于抛球的过程，根据动能定理可得，抛出时初动能为W，故A错误；从开始抛球到球到最高点的过程，由动能定理得：小球在最高点的动能为W＋(mgh1－mgh2)，故B正确；小球在落到地面前瞬间的动能为W＋mgh1，故C错误；小球在落到地面前过程中机械能守恒，与抛出时的角度θ无关，故D错误。] 考点三　验证机械能守恒定律 7．在“验证机械能守恒定律”的实验中，某同学依据纸带求得相关各点的瞬时速度以及与此相对应的下落距离h，以v2为纵轴，以h为横轴，建立坐标系，描点后画出关系图线，从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确，则得到的v2­h，图像应是图中的(　　) A　　　　　　B C　　　　　　D C　[若满足机械能守恒，应有v2＝gh，即v2与h成正比，C正确。] 8．某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，当地重力加速度为g＝9.80 m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示。纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA