8.4 机械能守恒定律 分层作业 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

8.4 机械能守恒定律 分层作业

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

A层

1．如图所示，2026年1月19日，神舟二十号飞船安全顺利返回东风着陆场，至此，中国空间站太空应急行动主要任务圆满完成。下列关于空间站和返回舱的说法正确的是（　　）

A．空间站匀速圆周运动的轨道越高，环绕速度越小

B．空间站中的物体处于完全失重状态，不受地球引力

C．与轨道舱分离后，返回舱利用发动机加速来降低飞行轨道

D．穿越大气层返回地面过程中，返回舱的机械能守恒

2．如图所示，水平轻弹簧一端与墙相连处于自由伸长状态，质量为2kg的木块沿光滑的水平面以10m/s的速度开始运动并挤压弹簧，当物体的速度减小为6m/s时，弹簧的弹性势能为（　　）

A．100J        B．36J         C．75J        D．64J

3．（多选）如图，光滑斜面固定在水平面上，一轻质弹簧下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹簧处于原长时上端位于点。一物块在斜面上点上方某位置由静止释放，将弹簧上端压缩至最低点（弹簧在弹性限度内），下列说法正确的是（　　）

A．物块不能回到刚释放时的位置

B．在接触弹簧前的过程中，物块的机械能守恒

C．物块从点运动到点的过程中，物块与弹簧组成的系统机械能守恒

D．物块从点运动到点的过程中，其动能一直减小

4．（多选）杂技表演中，一位杂技演员从高台跃下如图，在A点接住摆动的秋千后荡至B点，松手落至弹性网上，下落至最低点C后，在弹性网上多次往复弹跳，忽略空气阻力，该过程中下列说法正确的是（　　）

A．杂技演员从高台跃下到A点过程中，加速度不变

B．杂技演员从A点荡至B点的过程中，先超重后失重

C．杂技演员从B点落至C点的过程中，先失重后超重

D．在弹性网上多次往复弹跳过程中，杂技演员机械能守恒

5．北京冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为h1，b、c两处的高度差为h2。运动员可视为质点，质量为m，忽略所有阻力，重力加速度为g。求：

(1)运动员到达c处的机械能Ec（以c点所在水平面为参考平面）；

(2)运动员从a到b处过程中重力做的功W；

(3)运动员到达b处的速度大小v。

 

 

 

 

 

 

6．如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨BC在B点平滑相接，导轨半径为R。质量为m的物块将弹簧压缩至A点后由静止释放，脱离弹簧时速度为，沿半圆形导轨到达C点时速度为。物块可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。求：

(1)弹簧压缩至A点时的弹性势能；

(2)物块在C点时受到导轨对它的弹力的大小；

(3)物块从B点到C点的过程中，导轨BC对物块做的功W。

 

 

 

B层

7．如图甲所示，将一轻弹簧压缩后锁定，在弹簧上放置一质量为m的小物块，小物块距离地面高度为h1。将弹簧的锁定解除后，小物块被弹起，其动能Ek与离地高度h的关系如图乙所示，其中h4到h5间的图像为直线，其余部分均为曲线，h3对应图像的最高点，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A．小物块上升至高度h3时，弹簧刚好恢复到原长处

B．小物块上升至高度h4时，加速度为零

C．小物块从高度h2上升到高度h4，弹性势能的减少量在数值上等于重力势能的增加量

D．弹簧的最大弹性势能为mgh5

8．（多选）如图所示为工厂中用来运输货物的传送带，工人将一质量为的货物（可视为质点）轻放到传送带点，经时间，货物运动至点，且恰好与传送带相对静止。已知传送带以的恒定速率运行，与水平面间的夹角为，重力加速度，，，则货物从到的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．货物增加的机械能大小为

B．摩擦力对货物做的功为

C．传送带因为传送货物多消耗的电能为

D．传送带因为传送货物增加的平均功率为

9．如图所示，将原长为L的轻弹簧置于长为2L的光滑水平面AB上，F为AB的中点，弹簧一端固定在A点，另一端与可视为质点且质量为m的滑块P接触。AB左侧为半径为L的光滑半圆轨道BCD，C点与圆心O等高。现将滑块P压缩弹簧0.5L至E点（图中未标出）后由静止释放，滑块恰好能到达轨道的最高点D，重力加速度为g。

(1)求弹簧被压缩至E点时的弹性势能Ep；

(2)在BF段铺一表面粗糙的薄膜，改用质量为2m的滑块Q仍将弹簧压缩到E点由静止释放，恰能运动到半圆轨道的C点，求滑块Q与薄膜间的动摩擦因数μ；

(3)接第（2）问，求滑块Q在薄膜上运动的总路程s。

 

 

C层

10．皮带输送机普遍应用于交通、物流、食品等各行各业，通过扫码可实现快递自动分拣。如图所示，传送带在电动机带动下以v0=2m/s的速率匀速运动，将质量m=1kg的包裹（可视为质点）无初速度地放在与扫码仪B相距10m的A点处，包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　）

 

 

A．包裹从A点运动到扫码仪B的过程中先受滑动摩擦力作用后受静摩擦力作用

B．包裹从A点运动到扫码仪B的时间为5s

C．将一个包裹运送到扫码仪B的过程中，电动机多消耗的电能为4J

D．将一个包裹运送到扫码仪B的过程中，系统因摩擦产生的热量为4J

11．（多选）如图，倾斜滑道高，水平底边长，与水平传送带平滑连接，传送带沿垂直于滑道的方向匀速运行。质量为2kg的工件（可视为质点）从滑道顶端由静止释放，沿滑道下滑后垂直滑上传送带。已知工件与滑道及传送带间的动摩擦因数均为0.5，传送带运行速度，取，忽略工件在连接处的能量损失。下列正确的是（    ）

A．工件滑上传送带时的速度大小为2m/s

B．工件在传送带上受到的摩擦力方向与传送带运动方向夹角为45°

C．为防止工件从传送带侧边滑落，传送带的最小宽度d为0.4m

D．工件在传送带上滑动过程中摩擦生热为5J

12．如图所示，左侧为一倾角为（未知）的斜面，右侧为竖直光滑圆弧轨道与另一足够长的斜面平滑相接（斜面沿端的切线方向），其中圆弧轨道的两端A、C关于过圆心的竖直线对称，为圆弧轨道的最低点。一滑块从的顶端处，以初速度沿斜面切线方向飞出，经恰好无碰撞地从端沿圆弧切线方向进入竖直光滑圆弧轨道ABC，然后从端冲上斜面，在上减速到零后又反向滑回。已知滑块从点进入开始到第二次经过该斜面上的点所经的时间间隔，滑块质量，斜面的顶端与端的水平间隔，圆弧轨道的半径，滑块与斜面E间的动摩擦因数，重力加速度，不计空气阻力。求

(1)斜面倾角的正切值；

(2)滑块第一次经过点时，对轨道的压力大小；

(3)滑块从进入开始到第二次经过的过程中，它与斜面间因摩擦产生的热量。