第8章 机械能守恒定律 阶段质量检测(四)（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第二册（人教版 江苏专用）

该高中物理课件聚焦功与功率、机械能守恒、平抛运动等核心知识点，从基础概念出发，通过卫星运动、抛体运动等实例，构建从概念理解到实际应用的学习支架，帮助学生梳理力学知识脉络。 其亮点在于融合物理观念与科学思维，如结合喷泉、火箭起降等生活情境，通过模型建构和科学推理分析问题，实验题（如验证机械能守恒）培养科学探究能力。学生能深化能量与运动观念，教师可提升教学针对性和效率。

阶段质量检测(四) (本试卷满分：100分) 1.关于功与功率，下列说法正确的是(　 ) A.功是标量，功率是矢量 B.功是矢量，功率是标量 C.正功一定大于负功 D.功率大说明物体做功快 √ 解析：功和功率均为标量，故A、B错误；例如+2 J的功小于-5 J的功(比较绝对值的大小)，故C错误；功率的物理意义是单位时间内做功的多少，功率越大，表示做功越快，故D正确。 2.如图所示，人造地球卫星在军事侦察、通信领域以 及气候观测、大地测量等方面有着广泛的应用。下列关 于人造卫星在大气层外运行，下列说法正确的是 (　 ) A.卫星在近地点速度最小 B.卫星由近地点到远地点的运动过程中只有动能和重力势能之间的转化 C.卫星从近地点运动到远地点的过程中要克服空气阻力做功，机械能不守恒 D.以地球为参照物，地球同步卫星是运动的 √ 解析：根据开普勒第二定律可得，卫星在近地点速度最大，故A错误；由于卫星在大气层外运行，所以不受空气阻力作用，则卫星从近地点运动到远地点的过程中只有万有引力做功，机械能守恒，只有动能和重力势能之间的转化，故B正确，C错误；以地球为参照物，地球同步卫星是静止的，故D错误。 3.掷实心球是体育项目之一，如图所示是某同学掷出的实心球的运动轨迹，O点是实心球刚离开手的位置，A点是实心球运动到最高点的位置，B点是实心球落地前瞬间的位置，不计空气阻力，下列说法正确的是 (　 ) A.实心球在O点的机械能大于在B点的机械能 B.实心球从O点运动到B点的动能先减小后增大 C.实心球在最高点A时处于平衡状态 D.实心球离开手后受到重力和惯性力的作用 √ 解析：不计空气阻力，实心球在O点的机械能等于在B点的机械能，故A错误；实心球从O点运动到B点的重力势能先增大后减小，故动能先减小后增大，故B正确；实心球在最高点A时受重力作用，不是处于平衡状态，故C错误；实心球离开手后只受到重力作用，没惯性力的说法，故D错误。 4.如图所示，取一支按压式圆珠笔，将圆珠笔的按压式小帽朝下按在桌面上，放手后圆珠笔将会向上弹起一定的高度。圆珠笔运动过程中始终处于竖直状态。下列说法正确的是 (　 ) A.下压圆珠笔的过程中，弹簧的弹性势能减小 B.下压圆珠笔的过程中，重力对圆珠笔做负功 C.圆珠笔向上运动的过程中，重力势能一直增大 D.圆珠笔向上运动的过程中，动能一直减小 √ 解析：下压圆珠笔的过程中，弹簧的压缩量逐渐增大，弹性势能增大，A错误；下压圆珠笔的过程中，重力方向向下，位移方向向下，重力对圆珠笔做正功，B错误；圆珠笔向上运动的过程中，圆珠笔的重力做负功，重力势能增大，C正确；圆珠笔向上先做加速直线运动，当弹簧的弹力与圆珠笔的重力相等时，加速度变为0，此时速度最大，之后再做减速直线运动，则动能先增大再减小，D错误。 5.广场喷泉，作为城市景观的一部分，不仅是供人们欣赏的景点，更是城市文化和历史的载体。它们以水为媒介，以音乐和灯光为伴，为城市带来了生机和活力。喷泉水滴的运动轨迹如图所示，若该“喷泉”是采用水泵将水先从距水平面下深度为h处由静止提升至水平面，然后再喷射出去，上升的最大高度为h，水滴下落在水平面的位置距喷水口的距离为2h。已知喷水口的流量Q(单位时间内喷出水的体积)，水的密度为ρ，水泵提升水的效率为η，重力加速度为g，不计空气阻力。则水泵抽水的平均功率为 (　 ) A. B. C. D. √ 解析：由运动的合成与分解及平抛运动规律可知，竖直方向上有h=gt2，水平方向上有h=vxt，解得vx=，在Δt时间内，喷射出水的质量Δm=ρQΔt，在最高点的动能为Δm，由功能关系可得ηPΔt=Δmgh+Δm，解得P=。 6.质量为2 kg的物体以50 J的初动能在粗糙的水平面上滑行，其动能的变化与位移的关系如图所示，则该物体在水平面上滑行的时间为 (　 ) A.5 s B.4 s C.2 s D.2 s √ 解析：由题图可知末动能Ek2=0，初动能Ek1=50 J，根据动能定理得-fs=Ek2-Ek1，解得物体受到的阻力大小为f=5 N，又Ek1=mv2=50 J，解得物体的初速度大小为v=5 m/s。由牛顿第二定律得，物体的加速度大小为a== m/s2=2.5 m/s2，则物体的运动时间为t== s=2 s，故D正确。 7.一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受牵引力F随时间t变化关系图线如图所示。若汽车的质量为1.2×103 kg，阻力恒定，汽车发动机达到最大功率后保持恒定，则以下说法正确的是 (　 ) A.汽车发动机的最大功率为3×104 W B.汽车匀加速运动阶段的加速度大小为 1.25 m/s2 C.汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动 D.汽车运动的最大速度为25 m/s √ 解析：前4 s内，汽车牵引力不变，汽车做匀加速直线运动，设加速度大小为a，有F1-Ff=ma，由题图知F1=5×103 N，4 s后汽车牵引力减小，则加速度减小，汽车做加速度减小的加速运动，直至牵引力等于阻力时，加速度减小为0，此时汽车做匀速直线运动，有Ff=F2=2×103 N，联立解得a=2.5m/s2，且在4 s末汽车发动机达到最大功率，则最大功率为Pm=F1at=5×103×2.5×4 W=5×104 W，故A、B、C错误；汽车的最大速度为vm== m/s=25 m/s，故D正确。 8.2024年我国研制的“朱雀三号”可重复使用火箭垂直起降飞行试验取得圆满成功。假设火箭在发动机的作用下，从空中某位置匀减速竖直下落，到达地面时速度刚好为零。若在该过程中火箭质量视为不变，则(　 ) A.火箭的机械能不变 B.火箭所受的合力不变 C.火箭所受的重力做负功 D.火箭的动能随时间均匀减小 √ 解析：由于火箭匀减速竖直下落，则火箭的速度减小、动能减小、重力势能减小，故火箭的机械能减小，故A错误；由于火箭匀减速竖直下落，加速度恒定，由牛顿第二定律可知，火箭所受的合力不变，故B正确；由于火箭所受的重力竖直向下，故火箭所受的重力做正功，故C错误；火箭的动能Ek=mv2=m(v0-at)2，故火箭的动能不随时间均匀减小，故D错误。 9.资料显示，质量为1.5×103kg的某型号小汽车，其轮胎的最大承重为3.0×104 N，超过该值将会爆胎。 某次汽车以30 m/s的速度匀速通过一段 凹凸不平的路面时，将这段路面简化 为弧形，其最高点和最低点分别为A、 B，对应圆弧的半径r均为150 m，两圆 弧的圆心连线O1O2与竖直方向间的夹角为30°，取g=10 m/s2，则汽车 (　 ) A.从A点到B点的过程中重力做功约为2.25×106 J B.通过最高点A时对路面的压力为6 500 N C.通过最低点B时会爆胎 D.若以38 m/s的速度匀速通过该路段时，不会脱离路面 √ 解析：从A点到B点的过程中重力做功为WG=mg×2r(1-cos 30°) ≈6×105 J，故A错误；根据牛顿第二定律有mg-FA=m，解得FA=6 000 N，根据牛顿第三定律可知，通过最高点A时对路面的压力为6 000 N，故B错误；在最低点，根据牛顿第二定律有FB-mg=m，解得FB=2.4× 104 N，根据牛顿第三定律可知，通过B点时对路面的压力为2.4×104 N，不会爆胎，故C错误；脱离路面的最小速度满足mg=m，解得v'≈38.7 m/s，若以38 m/s的速度匀速通过该路段时，不会脱离路面，故D正确。 10.如图所示，两个质量均为m用轻弹簧相连接的物块A、B放在倾角为θ的光滑斜面上，系统静止。现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A，使之沿斜面向上运动，当物块B刚要离开固定在斜面上的挡板C时，物块A运动的距离为d、瞬时速度为v，已知弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，则 (　 ) A.物块A运动的距离为d= B.物块A此时的动能为Ek=Fd-mgdsin θ C.此过程中，弹簧对物体A先做负功后做正功 D.弹簧弹性势能的改变量为ΔEp=Fd-mv2 √ 解析：物块A原来静止时弹簧被压缩，设弹簧的压缩量为x1，根据平衡关系有mgsin θ=kx1，解得x1=，物块B刚离开挡板时，弹簧被拉长，设弹簧的伸长量为x2，根据平衡关系有mgsin θ=kx2，解得x2=，物块A运动的距离为d=x1+x2=，A错误；弹簧从被压缩x1到被拉长x2，形变量不变，弹性势能不变，所以弹性势能的改变量为ΔEp=0，根据功能关系，可得物块A此时的动能为Ek=Fd-mgdsin θ，B正确，D错误；弹簧先被压缩，对物块A有沿斜面向上的弹力，弹簧对物块A先做正功，弹簧后被拉长，对物块A有沿斜面向下的弹力，弹簧对物块A后做负功，C错误。 二、非选择题(共5题，共60分) 11.(9分)某实验小组设计了如图甲所示的装置来验证系统机械能守恒，用不可伸长的轻绳绕过定滑轮连接金属块A和B，A上固定有遮光条，A、B质量分别为mA和mB(mA包含遮光条的质量，且mA>mB)，不计滑轮的质量，实验步骤如下： (1)利用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，则d=_____mm；(3分)  答案：9.30　 解析：根据游标卡尺的读数规则可得d=9 mm+0.05 mm×6=9.30 mm。 (2)在遮光条正下方固定一光电门，现将A 由静止释放下落高度h，测得遮光条通过光电门的遮光时间为Δt，则遮光条通过光电门的速度v=_______ (用d 、Δt表示)，v可视为A下降高度h时的瞬时速度；(3分)  答案： 解析：测得遮光条通过光电门的遮光时间为Δt，利用该段时间内的平均速度代替瞬时速度可得v=。 (3)多次改变A由静止释放的高度h，重复(2)中的实验步骤，计算出对应的速度v，作出v2-h图像为一条过原点的直线，直线的斜率为k，当地的重力加速度为g，若在实验误差允许的范围内满足k=_________ (用mA、mB、g表示)， 则说明A和B组成的系统机械能守恒。(3分)  答案： 解析：A和B速度大小相等，若A和B组成的系统机械能守恒可得mAgh=v2+mBgh 即v2=·h 故可得k=。 12.(10分)一质量为1 kg的物体从50 m高处自由落下，求下落10 m时重力的瞬时功率及前2 s内重力的平均功率各为多少。(g取10 m/s2) 答案：100 W　100 W 解析：由自由落体运动规律可知，下落10 m时物体的速度大小为v== m/s=10 m/s，所以物体下落10 m时重力的瞬时功率为P1=mgv=1×10×10 W=100 W； 前2 s内物体下落的高度h1=gt2=×10×4 m=20 m，所以前2 s内重力的平均功率为P2== W=100 W。 13．(12分)拖把是由拖杆和拖把头构成的清洁工具。某同学保持拖杆与水平方向的夹角θ＝53°，用沿拖杆方向的恒力F＝40 N推动拖把头，使其由静止开始在水平地面沿直线运动位移s＝2 m，如图所示。已知拖把头的质量m＝2 kg，拖杆质量不计，拖把头与地面间的摩擦力f＝16 N，取重力加速度大小g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，求该过程 (1)恒力F做的功W；(5分) 答案：48 J　 解析：恒力F做的功W＝Fscos 53° 解得W＝48 J。 (2)恒力F做功的平均功率P。(7分) 答案：48 W 解析：根据牛顿第二定律得Fcos 53°－f＝ma 由运动学公式得s＝ at2 恒力F做功的平均功率P＝ 联立代入相关已知数据解得P＝48 W。 14.(13分)如图所示，轻质圆环A与质量为m=1 kg的小球B 通过轻质弹簧连接，将其套在一个足够长的轻杆上，杆与轻 环A之间的最大静摩擦力为1.2mg，且滑动摩擦力等于最大静 摩擦力，杆与B之间的摩擦忽略不计。已知弹簧的劲度系数为 k=100 N/m，当弹簧形变量为x时，弹性势能为EP=kx2，重力 加速度g取10 m/s2。初始时弹簧处于原长状态，现将二者一起由静止释放，在沿杆向下运动的过程中，求： (1)弹簧的形变量为多少时，小球B的速度达到最大?(6分) 答案：0.1 m 解析：当小球B的加速度为零时，速度为最大值，假设A不动，设此时小球B下落高度为x1，此时弹力为kx1=mg<fmax=1.2mg 假设成立，解得x1=0.1 m。 (2)从初始位置开始小球B下降多少时轻环A开始运动，且此时小球B的速度为多少?(7分) 答案：0.12 m　 m/s 解析：设从初始位置开始小球B下降高度为x2时轻环A开始运动，根据平衡条件fmax=1.2mg=kx2 解得x2=0.12 m 小球B与弹簧组成的系统机械能守恒， 即mgx2=mv2+k，解得v= m/s。 15.(16分)如图所示，图甲为一根内壁光滑的圆弧形细圆管竖直放置，且管口A与圆心O连线水平，圆弧半径为R，细管内径和圆弧半径R相比可忽略。图乙为一光滑圆弧轨道和两个足够长水平轨道相连，圆弧半径为R，且左端口D与圆心O'连线水平。 (1)一小球从图甲管口A的正上方h1高处自由下落后，恰好能到达管口C处，求h1。(4分) 答案：R 解析：由题意可知，小球到达C处时速度为零，对小球由静止释放至到达C处，由动能定理得 mg(h1-R)=0，可得h1=R。 (2)若质量为m的小球从图甲管口A的正上方某高度自由下落，它能从管口C处飞出后又落到管口A处，在该过程中，求小球到细管最低点时受到的细管支持力大小。(5分) 答案：5.5mg 解析：小球从C点飞出做平抛运动， 则R=vCt，R=gt2，可得vC= 对小球从最低点运动到C点由动能定理得 -2mgR=m-mv2 可得小球到细管最低点时的速度大小为v= 在最低点，对小球由牛顿第二定律得F-mg=m 可得小球到细管最低点时受到的细管支持力大小为F=5.5mg。 (3)如果小球从图乙轨道左端口D正上方某位置由静止释放，球到达最高点E后能否落回左端口D处?如果能，计算出释放点离D的高度h2；如果不能，试说明理由，然后求出小球从E处飞出后的落点到D的最小距离。(7分) 答案：不能　理由见解析(-1)R 解析：设小球到达E点的最小速度为v1，由牛顿第二定律得mg=m，解得v1= 由于vC=<v1 所以小球不能落到D处，小球从E点以最小速度v1=做平抛运动，则R=gt2，x=v1t 可得x=R 则落点到D的最小距离为x'=(-1)R。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $