2022高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律練習(xí) 新人教版必修2

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1、2022高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律練習(xí) 新人教版必修2 （答題時(shí)間：30分鐘） 1. 關(guān)于重力勢(shì)能，下列說法中正確的是（　?。? A. 重力勢(shì)能是地球與物體所組成的系統(tǒng)共有的 B. 重力勢(shì)能為負(fù)值，表示物體的重力勢(shì)能比在參考平面上具有的重力勢(shì)能少 C. 衛(wèi)星繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)，當(dāng)由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其重力勢(shì)能減小 D. 只要物體在水平面以下，其重力勢(shì)能為負(fù)值 2. 如圖所示，在光滑水平面上有一物體，它的左端連接著一輕質(zhì)彈簧，彈簧的另一端固定在墻上，在力F作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)撤去力F后，物體將向右運(yùn)動(dòng)，在物體向右運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是（　　） A. 彈

2、簧的彈性勢(shì)能逐漸減少 B. 物體的機(jī)械能不變 C. 彈簧的彈性勢(shì)能先增加后減少 D. 彈簧的彈性勢(shì)能先減少后增加 3. 一質(zhì)量為m的小球以初動(dòng)能沖上傾角為θ的粗糙固定斜面，圖中兩條圖線分別表示小球在上升過程中動(dòng)能、重力勢(shì)能與其上升高度之間的關(guān)系（以斜面底端所在平面為零重力勢(shì)能面），h0表示上升的最大高度，圖中坐標(biāo)數(shù)據(jù)中的k為常數(shù)且滿足0

3、4. 如圖所示，質(zhì)量為m的小球套在傾斜放置的固定光滑桿上，一根輕質(zhì)彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端與小球相連，彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi)?，F(xiàn)將小球沿桿拉到使彈簧處于水平位置時(shí)由靜止釋放，小球沿桿下滑，當(dāng)彈簧位于豎直位置時(shí)，小球速度恰好為零，此時(shí)小球下降的豎直高度為h。若全過程中彈簧始終處于伸長狀態(tài)且處于彈性限度范圍內(nèi)，則下列說法正確的是（　?。? A. 彈簧與桿垂直時(shí)，小球速度最大 B. 彈簧與桿垂直時(shí)，小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和最大 C. 小球下滑至最低點(diǎn)的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能增加量小于mgh D. 小球下滑至最低點(diǎn)的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能增加量等于mgh 5. 如圖所示，在輕質(zhì)彈簧的下

4、端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球A，若將小球A從彈簧原長位置由靜止釋放，小球A能夠下降的最大高度為h.若將小球A換為質(zhì)量為2m的小球B，仍從彈簧原長位置由靜止釋放，已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則小球B下降h時(shí)的速度為（　?。? A. B. C. D. 0 6. 取水平地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)。一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點(diǎn)其動(dòng)能與重力勢(shì)能恰好相等。不計(jì)空氣阻力，該物塊落地時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為（　?。? A.　　　 B. C. 　　　 D. 7. 如圖所示，質(zhì)量為m的小球從四分之一光滑圓弧軌道頂端由靜止釋放，從軌道末端O點(diǎn)水平拋出，擊中平臺(tái)右下側(cè)擋板上的P點(diǎn)。以O(shè)為原

5、點(diǎn)在豎直面內(nèi)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系，擋板形狀滿足方程y＝6－x2（單位：m），小球質(zhì)量m＝0.4 kg，圓弧軌道半徑R＝1.25 m，g取10 m/s2，求： （1）小球?qū)A弧軌道末端的壓力大??； （2）小球從O點(diǎn)到P點(diǎn)所需的時(shí)間（結(jié)果可保留根號(hào)）。 8. 如圖為某游樂場(chǎng)內(nèi)水上滑梯軌道示意圖，整個(gè)軌道在同一豎直平面內(nèi)，表面粗糙的AB段軌道與四分之一光滑圓弧軌道BC在B點(diǎn)水平相切。點(diǎn)A距水面的高度為H，圓弧軌道BC的半徑為R，圓心O恰在水面。一質(zhì)量為m的游客（視為質(zhì)點(diǎn)）可從軌道AB的任意位置滑下，不計(jì)空氣阻力。 （1）若游客從A點(diǎn)由靜止開始滑下，到B點(diǎn)時(shí)沿切線方向滑離軌道落

6、在水面D點(diǎn)，OD＝2R，求游客滑到B點(diǎn)時(shí)的速度vB大小及運(yùn)動(dòng)過程軌道摩擦力對(duì)其所做的功Wf； （2）若游客從AB段某處滑下，恰好停在B點(diǎn)，又因受到微小擾動(dòng)，繼續(xù)沿圓弧軌道滑到P點(diǎn)后滑離軌道，求P點(diǎn)離水面的高度h。（提示：在圓周運(yùn)動(dòng)過程中任一點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)所受的向心力與其速率的關(guān)系為F向＝m） 1. AB 解析：重力勢(shì)能是物體與地球的相互作用所具有的能量，其為負(fù)值表示物體在所選的參考面以下，不一定在水平面以下，A、B均正確，D錯(cuò)誤；衛(wèi)星由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬有引力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，C錯(cuò)誤。 2. D 解析：因彈簧左端固定在墻上，右端與物體連接，故撤去F后，彈簧先伸長到原長后，

7、再被物體拉伸，其彈性勢(shì)能先減少后增加，物體的機(jī)械能先增大后減小，故D正確，A、B、C均錯(cuò)誤。 3. D 解析：上升過程中，重力勢(shì)能是逐漸增加的，動(dòng)能是逐漸減少的，所以①表示重力勢(shì)能Ep隨上升高度變化的關(guān)系，②表示動(dòng)能Ek隨上升高度變化的關(guān)系。由①知mgh0＝，根據(jù)動(dòng)能定理有－mgh0－f·＝0－，得f＝kmgsinθ，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤；由①知Ep＝h，由②知Ek＝－h(huán)＋，由Ep＝Ek得h＝，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤。 4. BD 解析：設(shè)斜桿的傾角為θ，則當(dāng)彈簧與桿垂直時(shí)，小球所受的合力為mgsinθ≠0，小球繼續(xù)向下加速，當(dāng)小球所受的合力為零時(shí)小球速度才達(dá)到最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由小球、地球

8、和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，當(dāng)彈簧與桿垂直時(shí)，彈簧伸長量最短，其彈性勢(shì)能最小，那么小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和最大，選項(xiàng)B正確；小球下滑至最低點(diǎn)的過程中，動(dòng)能的變化為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律知小球重力勢(shì)能的減少量mgh等于彈簧的彈性勢(shì)能的增加量，選項(xiàng)D正確。 5. B 解析：對(duì)彈簧和小球A組成的系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得彈性勢(shì)能Ep＝mgh；對(duì)彈簧和小球B組成的系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有Ep＋×2mv2＝2mgh，得小球B下降h時(shí)的速度v＝，只有選項(xiàng)B正確。 6. B 解析：設(shè)物塊拋出的初速度為v0，落地時(shí)速度為v，根據(jù)題意知，物塊拋出時(shí)的機(jī)械能為mv，由機(jī)械能守恒定律，有mv＝mv2，得物

9、塊落地時(shí)的速度v＝v0，故物塊落地時(shí)速度方向與水平方向的夾角為，選項(xiàng)B正確。 7. 解：（1）對(duì)小球，從釋放到到達(dá)O點(diǎn)過程中 由機(jī)械能守恒：mgR＝mv2 v＝ m/s＝5 m/s 小球在圓弧軌道最低點(diǎn)：FN－mg＝m FN＝mg＋m＝12 N 由牛頓第三定律，小球?qū)壍滥┒说膲毫N′＝FN＝12 N。 （2）小球從O點(diǎn)水平拋出后滿足y＝gt2 x＝vt 又有　y＝6－x2 聯(lián)立得t＝s。 8. 解：（1）游客從B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，有2R＝vBt① R＝gt2② 由①②式得vB＝③ 從A到B，根據(jù)動(dòng)能定理，有 mg（H－R）＋Wf＝mvB2－0④ 由③④式得Wf＝－（mgH－2mgR）。⑤ （2）設(shè)OP與OB間夾角為θ，游客在P點(diǎn)時(shí)的速度為vP，受到的支持力為N，從B到P由機(jī)械能守恒定律，有 mg（R－Rcos θ）＝mvP2－0⑥ 過P點(diǎn)時(shí)，根據(jù)向心力公式，有 mgcos θ－N＝m⑦ 又N＝0⑧ cos θ＝⑨ 由⑥⑦⑧⑨式解得 h＝R。⑩