20xx粵教版高中物理必修2第四章第四節(jié)機(jī)械能守恒定律-閱讀頁(yè)
2024-12-29 13:30本頁(yè)面
【正文】 m1和 m2總的機(jī)械能減少 D． m1和 m2總的機(jī)械能守恒 解析：對(duì)于 m1或 m2在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，除受重力做功外還受繩的拉力做功，而對(duì)系統(tǒng) mm2，僅受重力做功，故選項(xiàng) D 對(duì)． 答案： D 4．從地面豎直向上拋出一個(gè)物體，當(dāng)它的速度減為初速度 v0的一半時(shí)，上升的高度為(空氣阻力不計(jì) )( ) A. v202g B.v204g 208g D.3v208g 解析：由 12mv20－ 12m?? ??v02 2＝ mgh 得 h＝ 3v208g. 答案： D 二 、雙項(xiàng)選擇題 5．下列運(yùn)動(dòng)過(guò)程中滿足機(jī)械能守恒的是 ( ) A．物體做平拋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程 B．物體沿斜面勻速下滑的過(guò)程 C．物體沿粗糙圓弧以一定的初速度向上滑行的過(guò)程 D．小孩在秋千上蕩秋千的過(guò)程 (不計(jì)空氣阻力 ) 解析： 機(jī)械能守恒的條件是只有重力或彈力做功，平拋運(yùn)動(dòng)只有重力做功，故 A 選項(xiàng)正確；物體沿斜面勻速下滑的過(guò)程受一個(gè)沿斜面向上的摩擦力，摩擦力做負(fù)功，物體沿粗糙圓弧向上滑行的過(guò)程中摩擦力也做負(fù)功，都有機(jī)械能損失，故答案 BC 錯(cuò)誤；小孩子在蕩千秋雖受重力、拉力、等，但只有重力做功，故機(jī)械能守恒，答案 D 正 確。故機(jī)械能守恒的只有 BC。 答案： CD 8．一顆子彈水平射入置于光滑水平面上的木塊 A 并留在 A中， A、 B 用一根彈性良好的彈簧連在一起，如圖 4－ 4－ 14 所示，則在子彈打擊木塊 A 并壓縮彈簧的整個(gè)過(guò)程中，對(duì)子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng) ( BD ) A．系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B．系統(tǒng)機(jī)械 能不守恒 C．僅對(duì) A、 B 組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 D．子彈穿入木塊 A 并相對(duì) A 靜止后，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 解析： 子彈射入木塊 A 中的同時(shí)彈簧被壓縮，子彈受到摩擦力做功，摩擦力做功轉(zhuǎn)化為熱量，故在整個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒；當(dāng)子彈相對(duì) A 靜止時(shí)，摩擦力不做功，只有動(dòng)能與彈簧的彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒． 答案： BD 9．如圖 4－ 4－ 15 所示，一輕彈簧固定于 O 點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn) O 在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的 A 點(diǎn)無(wú)初速度地釋放，讓它自由擺下，不計(jì)空氣阻力，在重物由 A 點(diǎn)擺向最低點(diǎn)的過(guò)程中 ( ) A．重物的重力勢(shì)能減少 B．重物的機(jī)械能不變 C．重物的機(jī)械能增加 D．重物、彈簧和地球所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 解析： 重物在往下擺的過(guò)程中重力做正功，彈簧的彈力做負(fù)功，故重物的重力勢(shì)能和機(jī)械能都在減小，故答案 A正確，答案 BC 錯(cuò)誤；重物、彈簧和地球所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。 答案： AD 三．非選擇題 10. 10．如圖 4－ 4－ 16 所示，固定在地面上的光滑圓弧面與車(chē) C的上表面平滑相接，在圓弧面上有一個(gè)滑塊 A，其質(zhì)量為 mA＝ 2 kg，在距車(chē)的水平面高 h＝ m 處由靜止下滑，已知滑塊 A 和 B 與 車(chē) C 的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 μ，取 g＝ 10 m/s2.求滑塊 A 滑到圓弧面末端時(shí)的速度大小． 解：設(shè)滑塊 A 滑到圓弧末端時(shí)的速度大小為 v，由機(jī)械能守恒定律有 mAgh＝ 12mAv2 代入數(shù)據(jù)解得 v＝ 2gh＝ 5 m/s. 答案： 5 m/s 圖 4413 圖 4414 圖 4－ 4－ 15 圖 4－ 4－ 16 11．如圖 4－ 4－ 17 所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道，半徑為R，一質(zhì)量為 m 的小球沿逆時(shí)針?lè)较蛟谲壍郎献鰣A周運(yùn)動(dòng)，在最低點(diǎn)時(shí)，小球?qū)壍赖膲毫?8mg，當(dāng) m 運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn) B時(shí)，對(duì)軌道的壓力大小是多少？ (小球可看做質(zhì)點(diǎn) ) 解： 小球在 A 點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律 FNA－ mg＝ mv2AR ① FNA＝ 8mg ② 小球在豎直光滑的圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)只有重力做功，機(jī)械能守恒，則 mg的光滑斜面連接，質(zhì)量 m＝ kg的小滑塊從圓弧頂點(diǎn) D由靜止釋放，已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ＝ ， g 取 10 m/： (1)小滑塊剛到達(dá)圓弧的 B 點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧的壓力． (2)小滑塊從 C 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面所需的時(shí)間 . 解： (1)設(shè)小滑塊運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)的速度為 vB，由機(jī)械能守恒定律有 mgR＝ 12mv2B 由牛頓第二定律有 F－ mg＝ mv2BR 聯(lián)立 ①② 解得小滑塊在 B 點(diǎn)所受支持力 F＝ 30 N 由牛頓第三定律知小滑塊在 B 點(diǎn)對(duì)圓弧的壓力為 30 N (2)設(shè)小滑塊運(yùn)動(dòng)到 C 點(diǎn)的速度為 vC，由動(dòng)能定理有： mgR－ μmgL＝ 12mv2C 解得小滑塊在 C 點(diǎn)的速度為 vC＝ 4 m/s 小滑塊平拋到地面的水平距離為 s＝ vCt＝ vC 2hg＝ m 斜面底寬 d＝ hcot θ＝ m 因?yàn)?sd ，所以小滑塊離開(kāi) C 點(diǎn)后不會(huì)落到斜面上 . 因此，小滑塊從 C 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面所需的時(shí)間即為小滑塊平拋運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間為 t＝ 2hg ＝ s. 答案：見(jiàn)詳解過(guò)程 圖 4－ 4－ 17 圖 4－ 4－ 1
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