第四章 第5节 课时2 系统机械能守恒定律的应用-【高中必刷题】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步课件（粤教版2019）

物理 必修第二册YJ 04 第五节　机械能守恒定律 课时2　系统机械能守恒定律的应用 刷基础 1.如图所示，小物块位于光滑斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，对于小物块沿斜面下滑的过程，下列说法不正确的是（　A　） A.斜面对小物块的作用力垂直于接触面，对小物块不做功 B.小物块的重力势能减少，动能增加 C.斜面的机械能增加 D.小物块和斜面组成的系统机械能守恒 A 题型1 系统机械能守恒 稻壳儿 解析 斜面对小物块的作用力垂直于接触面，但是与小物块运动的位移不垂直，所以对小物块做功，A错误，符合题意；小物块下滑时，重力做正功，重力势能减少，加速运动，动能增加，B正确，不符合题意；小物块对斜面的弹力对斜面做正功，斜面的机械能增加，C正确，不符合题意；小物块和斜面组成的系统，只有重力和弹力做功，故系统的机械能守恒，D正确，不符合题意. 题型1 系统机械能守恒 稻壳儿 2.[山西朔州怀仁一中等三校2023高一下期末]（多选）如图所示，可视为质点的物块与劲度系数为k的竖直轻质弹簧上端相连，弹簧下端固定在水平地面上，将物块拉至A点由静止下落，当下落的高度为2h时正好运动到B点，当物块运动到O点时弹簧正好处于原长，且O点是AB的中点，已知弹簧处在B点时，物块的加速度刚好为零，重力加速度为g，不计一切阻力，下列说法正确的是（　BD　） A.物块从A到O的过程中机械能减小 B.物块从A到B的过程中动能一直增大 C.物块的质量为 D.物块下落过程的最大速度为2 BD 题型1 系统机械能守恒 稻壳儿 解析 当物块运动到O点时弹簧正好处于原长，则物块从A到O的过程中，弹簧对物块的拉力向下，对物块做正功，则物块的机械能增加，故A错误；B点时物块的加速度为零，故速度最大，故A到B物块动能一直增大，故B正确；物块处在B点，弹簧的压缩量为h，此时物块处于平衡状态，则有kh＝mg，解得m＝，故C错误；由对称性可得，物块处在A、B两点时弹簧的伸长量和压缩量相等，则两点对应的弹性势能相等，由能量守恒定律可得mg·2h＝mv2，解得v＝2，故D正确. 题型1 系统机械能守恒 稻壳儿 3.（多选）如图所示，物块A的质量为m，物块B的质量为4m，两物块被系在绕过定滑轮的轻质细绳两端.不计摩擦和空气阻力，定滑轮的质量忽略不计，重力加速度大小为g，两物块由静止开始运动（假设运动过程中细绳不会断裂），当B向右运动的距离为x时，则（　BC　） A.A的动能为mgx B.A的动能为mgx C.细绳的拉力对B做的功为mgx D.细绳的拉力对B做的功为mgx BC ▶轻绳连接的物体系统 题型2 系统机械能守恒的三类连接体模型 稻壳儿 解析 当B向右运动的距离为x时，A下落的高度也为x，以A、B整体为研究对象，该过程系统机械能守恒，设二者速率为v，则有mgx＝（m＋4m）v2，可得A的动能为EkA＝mv2＝mgx，A错误，B正确；此时B的动能EkB＝·4mv2＝mgx，根据动能定理可知细绳的拉力对B做的功WB＝EkB＝mgx，C正确，D错误. ▶轻绳连接的物体系统 题型2 系统机械能守恒的三类连接体模型 稻壳儿 方法总结 多物体机械能守恒问题的分析技巧 （1）对多个物体组成的系统，一般用“转化法”或“转移法”来判断其机械能是否守恒. （2）注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系. （3）列机械能守恒方程时，可选用ΔEk＝－ΔEp的形式. ▶轻绳连接的物体系统 题型2 系统机械能守恒的三类连接体模型 稻壳儿 4.[江苏徐州2023高一下调研]如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d.杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处.现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是（　D　） A.环到达B处时，重物上升的高度h＝ B.环到达B处时，环与重物的速度大小相等 C.环从A运动到B过程中减少的机械能大于重物增加的机械能 D.环能下滑的最大高度为 D ▶轻绳连接的物体系统 题型2 系统机械能守恒的三类连接体模型 稻壳儿 解析 根据几何关系有，环从A下滑至B点时，下降的高度为d，则重物上升的高度为h＝d－d＝（－1）d，故A错误；环到达B处时，将环的速度沿绳方向和垂直于绳方向分解，沿绳方向上的分速度等于重物的速度，有v环cos 45°＝v物，解得v环＝v物，故B错误；环下滑过程中不计一切摩擦阻力，故系统机械能守恒，即环减少的机械能等于重物增加的机械能，故C错误；设环下滑的最大高度为H，此时环和重物的速度均为零，此时重物上升的最大高度为－d，系统的机械能守恒，则有mgH＝2mg（－d ），解得H＝，故D正确. ▶