2018-2019学年高中物理第七章机械能守恒定律第8节机械能守恒定律

2018-2019学年高中物理第七章机械能守恒定律第8节机械能守恒定律课时跟踪检测新人教版必修2

课时跟踪检测

【强化基础】

1．竖直向上抛出一物体，已知受到的空气阻力大小不变，在物体从抛出到落回抛出点的过程中()

A．物体的机械能守恒

B．物体上升时机械能减小，下降时机械能增大

C．物体的动能减小

D．上升过程克服重力做功大于下降过程重力做功

解析：过程中阻力做功，机械能不守恒，A错误；因为整个过程中物体受到的阻力一直做负功，所以机械能一直减小，B错误；根据动能定理，从抛出点到物体回到抛出点时，重力做功为零，阻力做功不为零，一部分动能转化为内能，故动能减小，C正确；上升过程和下降过程中位移大小相等，所以上升过程克服重力做功等于下降过程重力做功，D错误．

答案：C

2．(多选)在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面．若以地面为参考平面且不计空气阻力，则()

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A ．物体落到海平面时的重力势能为mgh

B ．重力对物体做的功为mgh

C ．物体在海平面上的动能为mv ＋mgh

D ．物体在海平面上的机械能为mv 20

解析：物体抛出后运动的全过程机械能守恒，以地面为参考平面，

物体的机械能表示为mv ，也等于全过程中任意位置的机械能，选项D 正确；由动能定理知：mgh ＝mv2－mv ，所以在海平面上的动能为mgh ＋mv ，选项C 正确；重力做的功WG ＝mgh ，所以选项B 正确；到达海平面时的重力势能Ep ＝－mgh ，选项A 错误．

答案：BCD

3．(2018·××区一模)在深井里的同一点以相同的初动能将两个

质量不同的物体竖直向上抛向井口，选取地面为零势能面，不计空气阻力，在它们各自达到最大高度时，下列说法中正确的是()

A ．质量大的物体势能一定大

B ．质量小的物体势能一定大

C ．两个物体的势能一定相等

D ．两个物体的势能可能相等

解析：不计空气阻力，物体在运动过程中只有重力做功，机械能

守恒，对任一位置，都有Ek ＋Ep ＝E 机，两个物体的机械能守恒，到最大高度时，动能为零，此时重力势能等于E 机，选取地面为零势能面，质量小的机械能大，物体势能也一定大，A 、C 、D 选项错误，B 选

项正确．

答案：B

4．取水平地面为重力势能零点．一物块从地面以初速度v0竖直向上运动，不计空气阻力，当物块运动到某一高度时，它的重力势能和动能恰好相等，则在该高度时物块的速度大小为()

A．v0B．v0

C．v0D．v0

解析：物块竖直向上运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，运动到某一高度时，重力势能和动能恰好相等，此时速度大小为v，根据机械能守恒得，mgh＋mv2＝mv，其中mgh＝mv2，解得v＝v0，C选项正确．

答案：C

5．(多选)两个质量不同的小铁块A和B，分别从高度相同的都是光滑的斜面和圆弧斜面的顶点滑向底部，如图所示，如果它们的初速度都为零，则下列说法正确的是()

A．下滑过程中重力所做的功相等

B．它们到达底部时动能相等

C．它们到达底部时速率相等

D．它们在下滑过程中各自机械能不变

解析：小铁块A和B在下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，由＝mv2得v＝，所以A和B到达底部时速率相等，故C、D正确；由

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于A和B的质量不同，所以下滑过程中重力所做的功不相等，到达底部时的动能也不相等，故A、B错误．

答案：CD

【巩固易错】

6.一根轻质弹簧下端固定，竖立在水平面上．其正上方A位置有一只小球．小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零．小球下降阶段下列说法中正确的是()

A．在B位置小球动能最大

B．从A→D位置的过程中小球机械能守恒

C．从A→D位置小球重力势能的减少大于弹簧弹性势能的增加

D．从A→C位置小球重力势能的减少大于弹簧弹性势能的增加

解析：球从B至C过程，重力大于弹簧的弹力，合力向下，小球加速运动；C到D过程，重力小于弹力，合力向上，小球减速运动，故在C点动能最大，A错误；下降过程中小球受到的弹力做功，所以机械能不守恒，应该是小球和弹簧组成的系统机械能守恒，即小球的重力势能、动能和弹簧的弹性势能总和保持不变，从A→D位置，动能变化量为零，根据系统的机械能守恒知，小球重力势能的减小等于弹性势能的增加，从A→C位置小球减小的重力势能一部分转化为动能，一部分转化为弹簧的弹性势能，故从A→C位置小球重力势能的减少大于弹簧弹性势能的增加，D正确．

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5 / 7 答案：D

7．一物体仅受重力和竖直向上的拉力作用，沿竖直方向向上做减

速运动．此过程中物体速度的平方和上升高度的关系如图所示．若取h ＝0处为重力势能等于零的参考平面，则此过程中物体的机械能随高度变化的图象可能正确的是()

解析：拉力竖直向上，与物体的位移方向相同，则拉力对物体做

正功，由功能关系知物体的机械能增加，故A 、B 错误；由匀变速运动的速度位移关系公式v2－v ＝2ah 得v2＝v ＋2ah ；由数学知识可知，v2-h 图象的斜率等于2a ，直线的斜率一定，则物体的加速度a 一定，因此物体向上做匀减速直线运动，由牛顿第二定律知拉力恒定．由功能关系知F Δh ＝ΔE ，即得＝F ，所以E-h 图象的斜率等于拉力F ，F 一定，因此E-h 图象应是向上倾斜的直线，故C 错误，D 正确．故选D ．

答案：D

【能力提升】

8．如图所示，质量为m 的物体以某一初速度从A 点向下沿光滑的

轨道运动，

半圆弧轨道半径为R，不计空气阻力，若物体通过最低点B的速度为3，求：

(1)物体在A点时的速度v0大小；

(2)物体离开C点后还能上升多高？

解析：(1)从A到B物体机械能守恒，以B点为零势能面，3mgR ＋,2)＝,2)，v0＝.

(2)以C点为零势能面，mgh＝2mgR＋,2)，h＝3.5R.

答案：(1)(2)3.5R

9．滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱．如图所示是滑板运动的轨道，AB和CD是一段圆弧形轨道，BC是一段长7 m 的水平轨道．一运动员从AB轨道上P点以6 m/s的速度下滑，经BC 轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零，已知运动员的质量为50 kg，h＝1.4m，H＝1.8 m，不计圆弧轨道上的摩擦．求：(g＝10 m/s2)

(1)运动员第一次经过B点、C点时的速度各是多少？

(2)运动员与BC轨道的动摩擦因数．

解析：(1)对P→B过程中，

由机械能守恒得mgh＝mv－mv.

代入数据得vB＝8 m/s

同理，对C→Q过程mv＝mgH

所以，vC＝6 m/s.

(2)对B→C过程，由动能定理得：

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－μmg·xBC＝mv－mv2B

代入数据得μ＝0.2.

答案：(1)8 m/s 6 m/s(2)0.2

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