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    2021学年8.机械能守恒定律同步达标检测题

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    这是一份2021学年8.机械能守恒定律同步达标检测题,共6页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。

    1.下列几种情况,系统的机械能守恒的是( )
    A.一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动[图(a)]
    B.运动员在蹦床上越跳越高[图(b)]
    C.图(c)中小车上放一木块,小车的左侧有弹簧与墙壁相连,小车在左右振动时,木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计)
    D.图(c)中小车振动时,木块相对小车有滑动
    2.如图所示,一个质量为m的小球在高为h 的箱子底面以速度v匀速运动,以箱子顶面为参考平面,不计箱子厚度,小球此时的机械能为( )
    3.如图所示,mA=2mB,不计摩擦阻力,A物体自H高处由静止开始下落,且B物体始终在水平台面上.若以地面为零势能面,当物体A的动能与其势能相等时,物体A距地面的高度是( )
    A. B. C. D.
    4.(2011·济南高一检测)一质量为m的物体,以的加速度减速上升h高度,不计空气阻力,则( )
    A.物体的机械能不变
    B.物体的动能减小
    C.物体的机械能增加
    D.物体的重力势能增加mgh
    5.如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆轨道ABCD,其A点与圆心等高,D点为最高点,DB为竖直线,AE为水平面,今使小球自A点正上方某处由静止释放,且从A处进入圆轨道运动,只要适当调节释放点的高度,总能保证小球最终通过最高点D(不计空气阻力的影响).则小球通过D点后( )
    A.一定会落到水平面AE上
    B.一定不会落到水平面AE上
    C.一定会再次落到圆轨道上
    D.可能会再次落到圆轨道上
    6.(2011·长春高一检测)利用传感器和计算机可以测量快速变化的力,如图所示是用这种方法获得的弹性绳中拉力F随时间的变化图象.实验时,把小球举高到绳子的悬点O处,然后让小球自由下落.从图象所提供的信息,判断以下说法中正确的是( )
    A.t1时刻小球速度最大
    B.t2时刻小球动能最大
    C.t2时刻小球势能最大
    D.t2时刻绳子最长
    二、非选择题(本题共2小题,要有必要的文字叙述)
    7.如图所示,一玩溜冰的小孩(可视作质点)的质量m=30 kg,他在左侧平台上滑行一段距离后做平抛运动,恰能无碰撞地从A点沿圆弧切线进入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A、B为圆弧轨道的两端点,其连线水平,与平台的高度差h=0.8 m.已知圆弧轨道的半径R=1.0 m,对应的圆心角θ=106°,sin53°=0.8,cs53°=0.6,g取10 m/s2,求
    (1)小孩做平抛运动的初速度;
    (2)小孩运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力大小.
    8.(2011·临沂高一检测)半径为R的光滑半圆环形轨道固定在竖直平面内,从与半圆环相吻合的光滑斜轨上高h=3R处,先后释放A、B两小球,A球的质量为2m,B球的质量为m,当A球运动到圆环最高点时,B球恰好运动到圆环最低点,如图所示.求:
    (1)此时A、B球的速度大小vA、vB;
    (2)这时A、B两球对圆环作用力的合力大小和方向.
    答案解析
    1.【解析】选A、C.A选项中弹丸只受重力与支持力,支持力不做功,只有重力做功,所以机械能守恒.B选项中运动员做功,其机械能越来越大.C选项中只有弹力做功,机械能守恒.D选项中有滑动摩擦力做功,所以机械能不守恒.
    2.【解析】选C.机械能等于动能和势能之和,此时,小球的动能为,其重力势能为Ep=-mgh,所以小球的机械能为.
    3.【解析】选B.A、B组成的系统机械能守恒,设物体A的动能与其势能相等时,物体A距地面的高度是h,A的速度为v.
    则有:,化简得v2=2gh
    从开始到距地面的高度为h的过程中,减少的重力势能为:
    ΔEp=mAg(H-h)=2mBg(H-h)
    增加的动能为:,由ΔEp=ΔEk得.
    4.【解析】选B、C、D.设物体受到的向上的拉力为F.由牛顿第二定律可得:,所以.动能的增加量等于合外力所做的功;机械能的增加量等于拉力所做的功,重力势能增加了mgh,故B、C、D正确,A错误.
    5.【解析】选A.小球在轨道内做圆周运动,通过最高点时的最小速度为,离开轨道后小球做平抛运动,当竖直方向下落r时,水平方向的位移最小是,所以小球只要能通过最高点D,就一定能落到水平面AE上.
    6.【解析】选D.小球自由下落的过程中,t1时刻绳子的拉力为零,此时速度不是最大,动能也不是最大,最大速度的时刻应是绳子拉力和重力相等时,即在t1、t2之间某一时刻,t2时刻绳子的拉力最大,此时速度为零,动能也为零,绳子的弹性势能最大,而小球的势能不是最大,而是最小,t2时刻绳子拉力最大,绳子最长.
    7.【解析】(1)由于小孩无碰撞进入圆弧轨道,即小孩落到A点时速度方向沿A点切线方向,则,
    又,联立以上两式解得v0=3 m/s.
    (2)设小孩到最低点的速度为v,根据机械能守恒定律有
    在最低点,根据牛顿第二定律,有
    联立解得FN=1 290 N
    由牛顿第三定律可知,小孩对轨道的压力大小为1 290 N.
    答案:(1)3 m/s (2)1 290 N
    8.【解析】(1)对A分析:从斜轨最高点到半圆环形轨道最高点,机械能守恒,有.
    解得.
    对B分析:从斜轨最高点到半圆环形轨道最低点,机械能守恒,有,解得.
    (2)设半圆环形轨道对A、B的作用力分别为FNA、FNB,FNA方向竖直向下,FNB方向竖直向上.
    根据牛顿第二定律得.
    解得FNA=2mg,FNB=7mg.
    根据牛顿第三定律,
    得A、B对圆环的压力分别为:FNA′=2mg,FNB′=7mg,
    FNA′方向竖直向上,FNB′方向竖直向下,所以合力F=5mg,方向竖直向下.
    答案:(1) (2)5mg 方向竖直向下
    【方法技巧】机械能守恒定律和动能定理的比较
    1.应用范围:机械能守恒定律的适用条件是只有重力和弹力做功;动能定理无条件限制.
    2.物理意义:其他力(重力、弹力以外)所做的功是机械能变化的量度;合外力对物体做的功是动能变化的量度.
    3.关注角度:机械能守恒定律关注守恒的条件和始末状态机械能的形式及大小;动能定理关注动能的变化及改变动能的方式(合外力做功情况).
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