《2020版新教材高中物理 習題課二 動能定理和機械能守恒定律的應用課堂檢測(含解析)魯教版必修2》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2020版新教材高中物理 習題課二 動能定理和機械能守恒定律的應用課堂檢測(含解析)魯教版必修2(5頁珍藏版)》請在裝配圖網上搜索。
1、動能定理和機械能守恒定律的應用
1.如圖所示的光滑輕質滑輪,阻力不計,M1=2 kg,M2=1 kg,M1離地面高度為H=
0.5 m。M1與M2從靜止開始釋放,M1由靜止下落0.3 m時的速度為 ( )
A. m/s B.3 m/s
C.2 m/s D.1 m/s
【解析】選A。對系統(tǒng)運用機械能守恒定律得,(M1-M2)gh=(M1+M2)v2,代入數據解得v= m/s,故A正確,B、C、D錯誤。
2.如圖所示,光滑的曲面與光滑的水平面平滑相連,一輕彈簧右端固定,質量為m的小球從高度h處由靜止下滑,則 ( )
A.小球與彈
2、簧剛接觸時,速度大小為
B.小球與彈簧接觸的過程中,小球機械能守恒
C.小球在壓縮彈簧到最短時,彈簧的彈性勢能為mgh
D.小球在壓縮彈簧的過程中,小球的加速度保持不變
【解析】選A。小球從靜止下滑到水平面的過程中,根據機械能守恒定律得mgh=mv2,解得v=,即小球與彈簧剛接觸時,速度大小為,故A正確。小球與彈簧接觸的過程中,彈簧的彈力對小球做負功,小球機械能不守恒,故B錯誤。對整個過程,系統(tǒng)的機械能守恒,小球在壓縮彈簧到最短時,彈簧的彈性勢能為mgh,故C錯誤。小球在壓縮彈簧的過程中,彈簧彈力增大,則小球的加速度增大,故D錯誤。
3.質量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開始運動
3、,起始點A與一輕彈簧O端相距s,如圖所示。已知物體與水平面間的動摩擦因數為μ,物體與彈簧相碰后,彈簧的最大壓縮量為x,則從開始碰撞到彈簧被壓縮至最短,物體克服彈簧彈力所做的功為 ( )
A.m-μmg(s+x) B.m-μmgx
C.μmgs D.μmg(s+x)
【解析】選A。由動能定理得-W-μmg(s+x)=0-m,W=m-μmg(s+x)。則A正確,B、C、D錯誤。
4.如圖所示,質量為m的木塊放在光滑的水平桌面上,用輕繩繞過桌邊光滑的定滑輪與質量為2m的砝碼相連,把繩拉直后使砝碼從靜止開始下降h的距離,砝碼未落地,木塊仍在桌面上,求此時砝碼的速度以及
4、輕繩對砝碼做的功。
【解析】砝碼從靜止開始下降h高度的過程中,兩物體組成的系統(tǒng)機械能守恒,根據機械能守恒定律,系統(tǒng)減少的重力勢能等于系統(tǒng)增加的動能,則:
2mgh=mv2+·2mv2
解得:v=
設輕繩對砝碼做的功為W,對砝碼由動能定理得
2mgh+W=·2mv2-0
解得:W=-mgh。
答案: -mgh
【補償訓練】
如圖所示,傾角為θ的光滑斜面上放有兩個質量均為m的小球A和B,兩球之間用一根長為L的輕桿相連,下面的小球B離水平地面的高度為h。兩球從靜止開始下滑,不計球與水平地面碰撞時的機械能損失,且地面光滑,求:
(1)兩球在光滑水平地面上運動時的速度大小
5、。
(2)此過程中桿對A球所做的功。
【解析】(1)由于不計摩擦及碰撞時的機械能損失,因此兩球組成的系統(tǒng)機械能守恒。兩球在光滑水平地面上運動時的速度大小相等,設為v,根據機械能守恒定律有
mg(2h+Lsin θ)=2×mv2
解得v=
(2)因兩球在光滑水平地面上運動時的速度v比B球從h處自由滑下到水平地面時的速度大,則桿對B球做的功為WB=mv2-mgh=mgLsin θ,因系統(tǒng)的機械能守恒,所以桿對B球做的功與桿對A球做的功的絕對值應該相等,桿對B球做正功,對A球做負功。所以桿對A球做的功為WA=-mgLsin θ。
答案:(1) (2)-mgLsin θ
情境:如圖
6、所示為某輕軌車站的設計方案,與站臺連接的軌道有一個小坡度,輕軌車進站要上坡,出站要下坡。
問題:已知坡高為2 m,輕軌車到a點時的速度為25.2 km/h,此后便切斷電動機的電源,如果不考慮輕軌車所受的摩擦力,則輕軌車能否沖上站臺?如果輕軌車不能沖上站臺,請說明理由;如果輕軌車能沖上站臺,求它到達b點時的速度大小。(g取10 m/s2)
【解析】輕軌車電源切斷后,只有重力做功,故機械能守恒。取a點所在平面為參考平面,輕軌車在a點的機械能為
E1=Ek1=m
其中v1=25.2 km/h=7 m/s
若將這些動能全部轉化為勢能,由機械能守恒定律得
m=mgh′
解得h′== m=2.45 m>h=2 m,所以輕軌車能沖上站臺
設輕軌車到b點時的速度為v2,由機械能守恒定律得
m=mgh+m
解得v2== m/s=3 m/s。
答案:能 3 m/s
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