高一暑假作业(9) 机械能守恒定律-【步步维赢·必刷题】2024年高一物理暑假作业

高一暑假作业(九) 机械能守恒定律 知识点记 2.如图所示,粗细均匀、两端开口的U形管 内装有同种液体,开始时两边液面高度 1.机械能守恒的判断 差为h,管中液柱总长度为4h,后来让液 (1)用做功来判断:分析物体或物体受力 体自由流动,当两液面高度相等时,右侧 情况(包括内力和外力),明确各力做功 ( 液面下降的速度为 ) 的情况,若对物体或系统只有重力或弹 力做功,没有其他力做功或其他力做功 的代数和为零,则机械能守恒。 (2)用能量转化来判断:若系统中只有动 #7)# 能和势能的相互转化,无机械能与其他 形式的能的转化,则系统机械能守恒 2.运用机械能守恒定律的基本思路 4gh 第1步 选好研究对象 3.如图所示,用轻绳跨过定滑 轮悬挂质量为n、n。的两个 第3 恰当选取参考平面,确定初、末状态的机械能或 运动过程中物体机械能的转化情况 物体A、B,已知m>m.若 [第4步 选择合适的表达式列出方程,进行求解 滑轮质量及一切摩擦都不“④m [第5步 对计算结果进行必要的讨论和说明 计,则系统由静止开始运动的过程中 精典题练 ( ) 1.如图所示,一根长为L的轻 A.A、B各自的机械能守恒 质细线,一端固定于Q点,另 0.300 B. A减少的机械能等于B增加的重力 势能 一端挫有一质量为的小 球,可在竖直平面内绕O点 C.A减少的重力势能等于B增加的重力 C 势能 摆动,现拉紧细线使小球位于与Q点在 D.当A下落高度为时,若A的速度为v 同一竖直面内的A位置,细线与水平方 向成30^{}角,从静止释放该小球,当小球 运动至悬点正下方C位置时的速度大小 4.如图所示,不可伸长的柔 是 ) 软轻绳跨过光滑定滑轮, ### .### 绳两端各系一小球a和b, a球质量为,静置干水平 #年 D.3gl C.3gL 地面上;球质量为3n,用手 2 . 20· 托住,距地面高度为人,此时轻绳刚好拉紧 C.圆环下滑到最大距离时,所受合力 现将万球释放,则2球着地瞬间4球的速度 为零 ( 大小为(重力加速度大小为g) ) D. 圆环重力势能与弹策弹性势能之和保 A.gh B.2gh 持不变 D.2gh 7.在“验证机械能守恒定律”的实验中,下 列物理量中需要直接测量的是 ( ~ 5.由光滑细 A.重物的质量 管组成的 B.重力加速度 轨道如图 C.重物下落的高度 所示,其中 777rrrr77777777 D. 重物下落某一高度所对应的瞬时速度 AB段和BC段是半径为R的1/4圆狐。 8.(多选)如图所示,一劲度系数为的轻质 轨道固定在竖直平面内,一直径略小于 弹策的左端铨在固定的竖直墙壁上,一 细管内径的、质量为》的小球从距离水 质量为的物块A紧靠着弹策右端放 平地面为H的管口D处由静止释放,最 后能够从A端水平抛出落到地面上,下 置,此时弹策处于原长,物块与水平面间 列说法正确的是 的动摩擦因数为.现用一水平恒力F向 A.小球落到地面上时相对于A点的水 左推物块A,当物块向左运动x.到达P 平位移大小为2/2RH一4R 点(图中未画出)时,速度刚好为零,撤去 B.小球落到地面上时相对于A点的水 外力F后物块被弹开,最终停下,下列说 法正确的是 ( ) 平位移大于2RH-2R{} C.小球能从细管A端水平抛出的条件 #WWWWAE# 是H>3R D. 小球能从细管A端水平抛出的最小 A.弹的最大弹性势能为Fx 高度Hi-2.5R B.物块向右运动的过程中,速度先增大 ## 6.如图所示,固定的竖直光渭 后减小 长杆上套有质量为n的小 C. 物块刚离开弹策时的速度 圆环,圆环与水平状态的轻 2(F-2mg)xo 为。 质弹策一端连接,弹策的另 n 一端连接在墙上,且处于原 D.物块最终所停的位置距P点的距离 长状态,现让圆环由静止开始下滑,已知 弹策原长为L,圆环下滑到最大距离时弹 的长度变为2L(未超过弹性限度),则 9.某同学做“验证机械能守恒定律”的实验 在圆环下滑到最大距离的过程中( ) 时,不慎将一条挑选出的纸带的一部分 A. 圆环的机械能守恒 损坏,损坏的是前端部分,剩下的一段纸带 B.弹箭弹性势能变化了/③ngl 上各相邻点间的距离已测出标在图中,单位 ·21· 是cm.打点计时器工作频率为50Hz,重力 距水平面的高度h一3.2m,不计一切阻 加速度g取9.8m/s2. 力,g取10m/s{.求: 12345. ) 2.8 3.2 3.6 4.0 4.3 (1)重物在2点的速度v= ,在 5点的速度v二 , ,此过程中动 (1)滑板滑至M点时的速度大小 能增加量△E= ,重力势能 (2)滑板滑至M点时,轨道对滑板的支 减少量△E.一 .由以上可得 持力大小; 出实验结论: (3)若滑板滑至N点时对轨道恰好无压 力,求滑板的下滑点P距水平面的 (2)重物获得的动能往往 (填 高度. “大于”“小于”或“等于”)减少的重力势 能,实验中产生系统误差的原因是 (3)根据实验判断下列图象正确的是(其 中AE.表示重物动能的变化量,A表示 物体下落的高度) ( (_ 10.素有“陆地冲浪”之称的滑板运动深受 广大青少年喜爱,如图所示是由足够长 的斜直轨道、半径R一2m的回形圆弥 轨道和半径R。一3.6m的凸形圆孤轨道 三部分组成的模拟滑板组合轨道,这三 部分轨道依次平滑连接,且处于同一竖 直平面内,其中M点为凹形圆孤轨道的 最低点,N点为凸形圆弥轨道的最高 点,凸形圆张轨道的圆心O与M点在 同一水平面上,一可视为质点、质量为 m=1kg的滑板从斜直轨道上的P点 无初速度滑下,经M点滑向N点,P点 ·22·2w-=0,动能增量4Ee=号m·(20)2- 1 少的重力势能大于B增加的重力势能，C错误； 2 二者运动过程中位移大小相等、速度大小相等， m=号mV2=3AE1,合外力微功w,=△E 由△E。=一△Ek可知D正确. 4.A在b球落地前，a、b两球组成的系统机械能 3 =2m=3W,故选项AB正确，CD错误. 守恒，且Q、b两球速度大小相等，设为，根据机 10.解析：(1)设开始时细绳的拉力大小为T1,传 被能守恒定律有3mgh=mgh十号(3m十m), 感装置的初始值为F1,物块质量为M,由平衡 解得v=√gh,故A正确. 条件可得： 5.A因为细管光滑，则小球的机械能守恒，从D 对小球有T=mg, 对物块有F,十T,=Mg 点到A点，有mgH-2mgR=号m',从A点 当细绳与竖直方向的夹角为60°时，设细绳的拉力 大小为T2,传感装置的示数为F2,根据题意可知 做平抛运动，故有x=U,2R=2g,联立可得 F2=1.25F1,由平衡条件可得： 对小球有T2=mgc0s60°， x=2√2RH一4R,A正确，B错误；因为在A点 对物块有F2十T2=Mg. 轨道可以对小球提供支持力，故小球能从细管 联立以上各式，代入数据解得M=3m. A端水平抛出的条件是vA>0,解得H>2R,C、 (2)设小球经过最低位置时速度大小为u,从释 D错误. 放到运动至最低位置的过程中，小球克服空气 6.B圆环在下滑的过程中，圆环和弹簧组成的系 阻力做的功为W,由动能定理得 统机械能守恒，而圆环的机械能并不守恒，A项 错误；在下滑到最大距离的过程中，圆环动能的 mg11-c0s60-W,=7md. 变化量为零，因此圆环减少的重力势能转化为 在最低位置时，设细绳的拉力大小为T,传感 弹簧的弹性势能，即E。=mg√(2L)一L= 装置的示数为F3,据题意可知F3=0.6F1, √3mgL,B项正确：圆环下滑的过程中速度先增 对小球，由牛顿第二定律得T:一mg=m: 大后减小，加速度先减小后增大，到最大距离 时，向上的加速度最大，此时圆环所受合力不为 对物块，由平衡条件可得Fg十T3=Mg, 零，C项错误：由于圆环重力势能、圆环的动能 联立以上各式，代入数据解得 与弹簧的弹性势能之和为定值，因此圆环重力 W=0.1mgl. 势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大，D项 答案：(1)3m(2)0.1mgl 错误。 高一暑假作业（九）机械能守恒定律 7.C重物的质量不需要测量：重力加速度是已知 1.A从静止释放小球，小球只受重力做自由落体 的；重物下落的高度需要测量：瞬时速度是根据 运动，下落到A关于O点所在水平面对称的，点 纸带上的数据计算得出的.故应选C, B时细线将张紧，根据自由落体运动的规律有 8.BC由能量守恒定律可知弹簧的最大弹性势能为 =2gL,vg方向竖直向下，在B位置细线突然 (F一mg).x0,选项A错误；撤去外力后，物块开始 张紧，使小球速度突变为垂直方向上的速度， 运动时弹簧弹力大于摩擦力，将向右做加速度减小 vu=vcos30°，小球的动能瞬间减少，小球由B 的加速运动，当弹力小于摩擦力后做加速度增大的 运动至C,线的拉力与运动方向垂直不做功，只 减速运动，离开弹簧后再做匀减速运动，选项B正 有重力做功，机械能守恒，从B到C的过程中， 确：从外力F开始作用到物块刚离开弹簧的过程中， 重力势能减少量△E,=mgL(1一cos60),动能 由能量守恒定律得Fx,一mg·2xo=2mu,解得 的增加量△E= 2m呢 2ma,有mgl.（1- c0s60)= 12 1 2F-2mg)x,选项C正确：设物块从P 2m m7,代入'=%0s30,解 m 点向右运动x时停止，对全过程由能量守恒定 5gL,A正确. 得= 律得Fz,一mg(x十x)=0,解得r=F 11g 2.A当两液面高度相等时，减少的重力势能转化为 xo,选项D错误， 整个液体的动能，如答图所示，由机械能守恒定律 9.解析：(1)根据匀变速直线运动的规律，可以求出 1 重物在2点的速度 可得8mg·h=m,解得v√8h, (2.8+3.2)×10 2×0.02 m/s=1.50m/s, 重物在5点的速度4=4.0+4.3)X10 -m/s= 2×0.02 208m/s,所以动能增加量为△E,=号m心- 1 3.D把A、B看成一个系统，系统的机械能与其 nu=1.03mJ,重物从2点到5点，重力势能 他形式的能量之间没有转化，系统机械能守恒， 但就每个物体而言，绳子的拉力都对其做功，机 减少量为△E,=mghs=mX9.8×(3.2+3.6+ 械能均发生变化，A错误；B增加的机械能与A 4.0)×102J=1.06mJ.由以上可得出实验结 减小的机械能相等，B错误；由于m1>m2,A减 论为：在误差允许的范围内，机械能守恒. ·54· (2)由于纸带受到摩擦力作用，需克服摩擦力做 叫摩擦起电，选项A正确；当带电的笔套靠近金 功，所以获得的动能小于减少的重力势能 属箔圆环时，圆环上部感应出与笔套相异的电 (3)重物机械能守恒，重物减少的重力势能转化 荷，下部感应出与笔套相同的电荷，即上、下部 为增加的动能，即△Ek=mg△h,可见重物增加 电荷量等量异号，选项B正确：圆环被吸引上 的动能与下落的距离成正比，选项C正确. 来，由静止变为运动，力是改变物体运动状态的 答案：(1)1.50m/s2.075m/s1.03mJ 原因，圆环所受静电力有笔套的引力和斥力，但 1.06mJ在误差允许的范围内，机械能守恒 静电力的合力大于圆环的重力，选项C正确：笔 (2)小于纸带受到摩擦力作用(3)C 套碰到圆环后，由于笔套是绝缘体，所以其上电 10.解析：(1)对滑板由P点滑至M点，由机械能 荷不能全部中和，选项D错误， 守恒得ngh=mi,解得w=8m/A 9.解析：当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先 被中和，剩余的正电荷再重新分配.由于两小球 (2)对滑板滑至M点时受力分析，由牛顿第二 完全相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球 定律得 带电荷量Q,'=Q=Q十Q UM 2 F、一mg=mR,解得FN=42N, (3)滑板滑至N点时对轨道恰好无压力，则有 6.4×10-3.2×10C=1.6×109C.在接 2 UN 触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自 mg=m尺，则=6m/s 身电荷中和，且继续转移，使B球带Q'的正 滑板从P点到N点机械能守恒，则有 电，这样，共转移的电子电荷量为△Q=Qm' Qm=[1.6×10-9-(-3.2×10)]C=4.8× mgh'=mgR:十2m,解得h'=5.4m 109C. 答案：(1)8m/s(2)42N(3)5.4m 转移的电子数 高一暑假作业（十）电荷 1.C使带负电的金属球A靠近原来不带电的金 8-0830x10(个 属导体MN的M端时，由于静电感应，M、N两 答案：电子由B球转移到了A球，转移了3.0× 端会出现等量异种电荷，即V端带负电，M端 10°个电子 带正电，两端的验电箔都张开，故C正确，A、B 10.解析：(1)设A、B带同种电荷，带电荷量均为 D错误. q,则A、C接触后，A、C带电荷量为q,=qe 2.A小球与球壳接触构成一个新导体，它的电荷 1 量都分布在新导体的外表面，即只有球壳外表 4.C与B接触后，B,C所带电荷量为g 面带正电，A正确，B、C、D错误， 1 3.C因A、B都带正电，所以静电力表现为斥力， q+29 3 即B对A的作用力沿BA的延长线方向，而不 2 9故AB带电荷量大小之比 论C带正电还是带负电，A和C的作用力方向 1 都必须在AC连线上，由平行四边形定则知，合 力必定为两个分力的对角线，所以A和C之间 为%4=292 3 3 必为引力，且Fa<Fm,所以C带负电，且 49 QC<QB. 4.C摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到 (2)设qA=十q,9B=一9. 另一个物体，并没有创造电荷，故A错误：感应 则C与A接触后，A、C带电荷量为qA=qe= 起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一 24.C与B接触后，B,C带电荷量为9B= 部分，转移过程中电荷量守恒，故B错误：接触 起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物 体，电荷总量保持不变，故C正确：等量的正、负 299 1 2 电荷可以中和，是电荷的转移，电荷没有被消 49, 灭，只是整体不显示电性而已，故D错误， 5.C根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸 故A、B带电荷量大小之比为4= 29_2 引，来分析气球间的相互作用力性质.两只相同 98 1 气球与头发摩擦后，因摩擦起电带同种电荷，所 49 以气球相互排斥.故选C. 答案：(1)2：3(2)2：1 6.C电子带电荷量的大小是最小的，人们把最小 高一暑假作业（十一）库仑定律 电荷量叫作元电荷，任何带电体所带电荷量都 1.D点电荷不能理解为体积很小的带电体，也不 是元电荷的整数倍，将四个选项中的电荷量除 能理解为电荷量很少的带电体，同一带电体，如 以元电荷e=1.6×10C,所得结果为整数的 要研究它与离它较近的电荷间的作用力时，就 便是可能正确的数字.6.4×10-C是1.6× 不能看成，点电荷，而研究它与离它很远的电荷 10"C的4倍，选项C正确. 间的作用力时，就可以看成点电荷。带电体能否 7.C相同带电体接触后，电荷量先中和，后平分 看成点电荷，要依具体情况而定，A,B、C均错， D正确. 所以B导体的带电荷量为9.9=2g,C正确. 2.B真空中有两个点电荷，它们之间的相互作用 2 8.ABC笔套与头发摩擦后，它们的原子核束缚 力为下，即为F=k94;若使它们之间的相互 r 电子的本领不同，而使笔套带电，这种起电方式 ·55.