第8章 第4节 机械能守恒定律-【创新教程】2025-2026学年高中物理必修第二册五维课堂课时作业（人教版）

巴物理 物 课时 间 第四节 理 纠错空间 作业 [合格考练] 1.下列运动情形中，满足机械能守恒的是 A.在空中匀速下落的雨滴 B.沿粗糙斜面下滑的箱子 C.在草地上向前滚动的足球 D.向上抛出的小球（不计空气阻力） 2.(多选)如图所示，轻弹簧09 的一端固定于O点，另一 端系一重物，将重物从与 悬点O在同一水平面且 弹簧保持原长的A点无 B 初速度释放，让它自由摆下.不计空气 阻力，则在重物由A点摆向最低点B的 过程中 ( ) 方法总结 A.弹簧、重物与地球组成的系统的总机 械能守恒 B.重物的机械能减少 C.重物的机械能增加 D.弹簧的弹性势能增加 3.如图所示，质量为m的 物体以速度v。离开桌 面后经过A点时，所具 有的机械能是（以桌面 为零势能面，不计空气阻力) Bm-mgh C.mmg(H-h)D.mh 4.如图所示，不可伸长的柔软 轻绳跨过光滑定滑轮，绳两 端各系一小球a和b.a球质 bo 量为m,静置于水平地面上； b球质量为3m,用手托住，高度为h,此 时轻绳刚好拉紧.现将b球释放，则b 球着地瞬间a球的速度大小为( A.√gh B.√2gh c D.2√gh 红 必修第二册 机械能守恒定律 5,如图所示，可视为质点的小0墨 球A和B用一根长为0.2m 的轻杆相连，两球质量相等，开始时两 小球置于光滑的水平面上，并给两小球 一个2m/s的初速度，经一段时间两小 球滑上一个倾角为30°的光滑斜面，不 计球与斜面碰撞时的机械能损失，g取 10m/s2,在两小球的速度减小为零的 过程中，下列判断正确的是() A.杆对小球A做负功 B.小球A的机械能守恒 C.杆对小球B做正功 D.小球B速度为零时距水平面的高度 为0.15m 6.如图所示，长为L的均一 匀链条放在光滑水平 桌面上，且使长度的子 垂在桌边，松手后链条从静止开始沿桌 边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的 速度大小为 B.VgL 4 C.1⑤gL D.4√gL 4 [等级考练] 7.（多选)如图所示，物 0 块A与物块B通过 h 一轻绳相莲处在定0 C 滑轮两侧，物块AA B助 套在一光滑水平横杆上，用手按住A, 此时轻绳与杆夹角为30°，物块B静止， 现释放物块A,让其向右滑行，已知A、 B质量均为m,定滑轮中心距横杆高度 为h,忽略定滑轮大小，B始终未与横杆 触碰，则下列说法中正确的为() 第八章机械能守恒定律 课时作业乡 A.B在下落过程中机械能守恒 9.如图所示，物体A的质量 B.A物块的最大速度为√2gh 为M,圆环B的质量为 C.物块向右滑行过程中，绳对A的拉 m,通过绳子连接在一起， 力的功率一直增大 圆环套在光滑的竖直杆 纠错空间 上，开始时连接圆环的绳 A D.物块B的机械能最小时，物块A的 动能最大 子处于水平，长度1=4m,现从静止释 8.在游乐节目中，选手需 0 放圆环.不计定滑轮和空气的阻力，g取 要借助悬挂在高处的 10m/s2,若圆环下降h=3m时的速度 绳飞越到水面的浮台 浮台 v=5m/s,求A和B的质量之比， 上，小明和小阳观看后 ----L 对此进行了讨论.如图所示，他们将选 手简化为质量m=60kg的质点，选手 抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直 方向夹角α=53°，绳的悬挂点O距水面 的高度为H=3m.不考虑空气阻力和 绳的质量，浮台露出水面的高度不计， 水足够深.取重力加速度g=10m/s2, sin53°=0.8，c0s53°=0.6.求选手摆到 10.如图所示，质量为mm 最低点时对绳拉力F的大小. 的木块放在光滑的 水平桌面上，用轻绳 方法总结 绕过桌边的光滑定 滑轮与质量为M的 M 砝码相连.已知M三 2m,让绳拉直后使砝码从静止开始下 降h的距离（未落地）时，木块仍没离 开桌面，则砝码的速度为多少？ ·45·参考答案 解法二：用△Ek=一△E。求解. 在砝码下降的过程中，系统增加的动能为 △E=2(M+mO, 系统减少的重力势能△E。=-Mgh, 由△E.=-△E得2(M+m)元2=Mgh, 解得=号 解法三：用△E4=一△EB求解】 在砝码下降的过程中，木块增加的机械能△En= 1 2mi, 肤码减少的机赖能△E,=子Md-M励 由AE。=-△E,得：号md=M-号Mw, 解得：=号V。 答案：号V3 第五节实验：验证机械能守恒定律 1.解析：(1)打点计时器不能使用直流电源，应使用交流电 源.重物开始释放时应紧靠打点计时器，否则打不到点 或打的点太少 (2)重力势能减小量△E,=gh=mgs2· 利用匀变速直线运动的推论得： -7-s2 2 动能的增加量等于 E=m呢-ms)'f 8 (3)由于有空气阻力和纸带与限位孔的摩擦存在，重力 势能的减少量大于动能的增加量。 答案：(1)打点计时器应该接交流电源；开始时重物应该 靠近打点计时器 (2)mgs2 m(s-s)22 8 (3)大于有空气阻力和纸带与限位孔的摩擦存在 2.解析：(1)实验要验证重锤做自由落体运动时，机械能守 恒，故要保证纸带和限位孔在同一竖直面内以减小阻 力，同时为了在纸带上多打点，重锤应靠近限位孔开始 下落，故D操作最规范 (2)重锤做自由落体运动， 点与点之间时间间隔为0.02s, 第1、2点间的距离 h=合gt=合×9.8X0.02m≈2.0mm: 重锤从O点运动到C点，重力势能减小 △En=mghoc≈2.75J ·69 课时作业马 重锤经过C点时的速度 =,2T2≈3.30m/s 2T 故动能增加△E,=之m吃≈2,72J 答案：(1)D(2)2.002.753.302.72 3.解析：)由题意，清块经过点B时递度为：=号 故系统的动能增加量为： E.=m+n号-24， t 2t2 系统的重力势能减少量为： △E。=mgL-gLsin9 (2)m和M组成的系统机械能守恒，有： mgL-Mg.sin0=之(m+M0d 整理得：=2mg-2 Mgsin 十M 结合图像可得.2mg-2 Mgsin)=4.5 m十M 0.5 得：g=9.6m/s 答案：(1)m十M)d 2t2 mgL-MgLsin 0 (2)9.6 4.解析：(1)打点计时器所用的电源为频率为50Hz的交 流电，故A正确：接通电源前，应使重物靠近打点计时 器，并保持纸带竖直，故B错误；由于纸带和打，点计时器 之间存在摩擦力，因此为了减少摩擦力所做的功，应将 纸带竖直，而不是选取较短的纸带，故C错误；等式△E =△Ek两边的质量可以约去，则不需要测量重物的质 量，故D错误；实验中为了减小阻力的影响，应选用体积 较小，密度较大的重物，故E正确 (2)打点计时器从打下计数点1到打下计数点5的过程 中，重力势能的减小量等于重力所做功的大小，因此有： W=△E。=mgh=mg(h2十hg十h,十h): 根据匀变速直线运动中时间中，点的瞬时速度大小等于 该过程的平均速度大小，因此有么十_山十血 4T 4 同理，少= sthef 4 动能的增加量为： E=宫m暖-名时=5%中h,)-中6)门： (3)以重力势能的减少量和动能的增加量为纵坐标，以 重物下落的高度为横坐标，在图3中描绘出的图线为A、 B,由(2)可知，重力势能的减少量大于动能的增加量，原 因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力且存在空气阻力. 则动能的增加量与下落高度的关系图线为B. 答案：(1)A、E (2)mf[(h,十h)2-(h,十h,)'] 32 mg(h2十h3十h1十h) (3)B纸带与打点计时器间有摩擦阻力且存在空气 阻力 巴物理 5.[解析](1)根据匀变速直线运动的规律，可以求出重 物在2点的速度=2.8十3,2)X10 2×0.02 -m/s=1.50m/s 重物在5点的速度线=4.0十43)X102 2×0.02 m/s=2.075m/s, 所以动能增加量为△R=子m暖-之m时≈1.03mJ,重 1 物从2点到5，点，重力势能减少量为△E。=mgh25=mX 9.8×(3.2+3.6十4.0)×102J≈1.06mJ,由以上可得 出实验结论为：在误差允许的范围内，机械能守恒 (2)由于纸带受到摩擦力作用，需克服摩擦力做功，所以 获得的动能小于减少的重力势能： (3)重物机械能守恒，重物减少的重力势能转化为增加 的动能，即△Ek=mg△h,可见重物增加的动能与下落的 距离成正比，选项C正确. [答案](1)1.50m/s2.075m/s1.03mJ 1.06mJ在误差允许的范围内，机械能守恒 (2)B纸带受到摩擦力作用(3)C 章末易错点突破（四） 纠错训练 1.C[由乙图可知图线坐标轴所围成的面积表示力F做 的功，故w=平Fnx] 2.解析：拖车对绳子做的功等于绳子对重物做的功. 以重物为研究对象，由于整个过程中重物匀速运动，所 以绳子的拉力Fr=G. 重物上升的距离！等于滑轮右侧后来的绳长OB减去开 始时的绳长OA,则有1=、 =s(1-cos0) sin a tan sin 所以绳子对重物做功为W=Gl=1二cos G. sin 拖车对绳子做的功等于绳子对重物做的功，等于 s(1-cos0DG】 sin 0 答案：1cos2G sin 0 3AC[据F=知，汽车连度增大，牵引力F减小，加连 度减小，故汽车做加速度减小的加速运动，最后匀速时， PP F=F,最大速度m=卢=厅，选项A,C正确，选项B, D错误.] 4.解析：(1)汽车匀速行驶时，牵引力F等于阻力F:,即F =F,又P=Fu,代入数据得v=30m/s. (2)设y1=20m/s时汽车牵引力为F1,则P=F1U1,根 据牛顿第二定律F1一F:=ma,代入数据得a =0.2m/s2. 答案：(1)30m/s(2)0.2m/s 5.B[物体从A→B→C全过程由动能定理得：mgh一W: =0 ① ·7 必修第二册 1 从C→B→A再由动能定理得：-W:-mgh=0一之mu, ② 联立①②两式解得v=2√gh,故B正确.] 6.C[全过程使用动能定显：w,一w:十mgh=乞m,代 入数值解得：v=8√2m/s,故C项正确.] 7.C[设小球运动到c点的速度大小为，则对小球由a 1 到c的过程，由动能定理有F·3R-mgR=之mU,又F =g,解得1=2√gR.小球离开c点后，在水平方向做 初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向在重力作用下 做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知，小球离开c,点 后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g,则由竖直 方向的运动可知，小球从离开〔点到其轨迹最高点所需 时间为1之√尽在水平方向的位移大小为 g g=2R由以上分析可知，小球从口点开始运动到其 1 轨迹最高点的过程中，水平方向的位移大小为5R,则小 球机械能的增加量为△E=F·5R=5mgR,C正确，A、 B、D错误，门 8.BC[若斜面光滑，则上滑时的加速度为a=gsin30°= 0.5g,因加速度为0.8g,可知物体受到向下的摩擦力，则 上滑过程中机械能不守恒，选项A错误，物体重力势能 增加了mgh,选项B正确；根据牛顿第二定律：mgsin30° 十f=ma,解得f=0.3mg;由动能定理：Eo=mgh十f· sin30=1.6mgh,选项C正骑；物体机械能损失△E= h ∫sin30=0.6mgh,选项D错误.] 高考真题练 1.BC[A、B.动车的功率恒定，根据P=Fv可知动车的 牵引力减小，根据牛顿第二定律得F幸一F=ma,可知动 车的加速度减小，所以动车做加速度减小的加速运动，A 错误，B正确；C.当加速度为0时，牵引力等于阻力，则额 定功率为P=Fu,C正确；D.动车功率恒定，在t时间 内，牵引力做功为W=Pt,根据动能定理得Pt一Fs= 之m-合md,D错误，故选B,C] 1 2.AB[A.下滑5m的过程中，重力势能减少30J,动能 增加10J,减小的重力势能并不等于增加的动能，所以机 械能不守恒，A正确；B.斜面高3m、长5m,则斜面倾角 为日=37°.令斜面底端为零势面，则物块在斜面顶端时的 重力势能mgh=30J,可得质量m=1kg,下滑5m过程 中，由功能原理，机械能的减少量等于克服摩擦力做的 功mg cos日·s=20J,求得u=0.5,B正确；C.由牛顿第 二定律mg sin0-fangcos0=ma,求得a=2m/s2,C错误； D.物块下滑2.0m时，重力势能减少12J,动能增加4J, 所以机械能损失了8J,D选项错误.故选A、B.门