课后习题：第1章　第5节　科学验证 机械能守恒定律 Word版含解析

课后习题：第1章　第5节　科学验证 机械能守恒定律 Word版含解析

www.ks5u.com 第1章功和机械能 第5节　科学验证:机械能守恒定律 课后篇巩固提升 基础巩固 ‎1.下列运动过程中,机械能守恒的是(　　)‎ A.热气球缓缓升空 B.树叶从枝头飘落 C.掷出的铅球在空中运动 D.跳水运动员在水中下沉 解析热气球缓缓升空过程中,空气的浮力做功,机械能不守恒,选项A错误;树叶从枝头飘落,所受的空气阻力不能忽略,空气阻力做负功,其机械能不守恒,选项B错误;掷出的铅球在空中运动时,所受空气的阻力对其运动的影响可以忽略,只有重力做功,其机械能守恒,选项C正确;跳水运动员在水中下沉时,所受水的浮力做负功,其机械能不守恒,选项D错误。‎ 答案C ‎2.‎ 如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在弹簧压缩到最短的整个过程中,下列关于能量的叙述正确的是(　　)‎ A.重力势能和动能之和总保持不变 B.重力势能和弹性势能之和总保持不变 C.动能和弹性势能之和总保持不变 D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变 解析球下落过程中受到的重力做正功,弹力做负功,重力势能、弹性势能及动能都要发生变化,任意两种能量之和都不会保持不变,但三种能量相互转化,总和不变,选项D正确。‎ 答案D ‎3.一物体从h高处自由下落,当其动能等于重力势能时(以地面为零势能面),物体的速度为(　　)‎ A.gh B.‎‎2gh C.2gh D.‎‎1‎‎2‎‎2gh 解析设物体的质量为m,其下落过程机械能守恒,有mgh=‎1‎‎2‎mv2+Ep,Ep=‎1‎‎2‎mv2,解得v=gh,选项A正确。‎ 答案A ‎4.‎ 以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑,如图所示,两种情况达到的最大高度分别为h1、h2,不计空气阻力,则(　　)‎ A.h1=h2 B.h1>h2‎ C.h1

mg,加速度方向向上(超重),物体做减速运动,选项B错误而选项D正确。从A位置到B位置,由动能定理得,W合=-Ek0,选项C正确。‎ 答案CD ‎2.‎ 内壁光滑的环形凹槽半径为R,固定在竖直平面内,一根长度为‎2‎R的轻杆,一端固定有质量m的小球甲,另一端固定有质量为2m的小球乙。现将两小球放入凹槽内,小球乙位于凹槽的最低点,如图所示,由静止释放后(　　)‎ A.下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能 B.下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能 C.甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点 D.杆从右向左滑回时,乙球一定不能回到凹槽的最低点 解析环形槽光滑,甲、乙组成的系统在运动过程中只有重力做功,故系统机械能守恒,下滑过程中甲减少的机械能总是等于乙增加的机械能,甲、乙系统减少的重力势能等于系统增加的动能;甲减少的重力势能等于乙增加的重力势能与甲、乙增加的动能之和;由于乙的质量较大,系统的重心偏向乙一端,由机械能守恒知,甲不可能滑到槽的最低点,杆从右向左滑回时乙一定会回到槽的最低点。‎ 答案A ‎3.‎ ‎(多选)如图所示,物体从某一高度自由下落到竖直立于地面的轻质弹簧上。在a点时物体开始与弹簧接触,到b点时物体速度为零,则从a到b的过程中,物体(　　)‎ A.动能一直减小 B.重力势能一直减小 C.所受合外力先增大后减小 D.动能和重力势能之和一直减小 解析物体刚接触弹簧一段时间内,物体受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力,且弹力小于重力,所以物体的合外力向下,物体做加速运动,在向下运动的过程中弹簧的弹力越来越大,所以合力越来越小,即物体做加速度减小的加速运动,当弹力等于重力时,物体的速度最大,之后弹力大于重力,合力向上,物体做减速运动,因为物体速度仍向下,所以弹簧的弹力仍增大,所以合力在增大,故物体做加速度增大的减速运动,到b点时物体的速度减小为零,所以整个过程中物体的速度先增大再减小,即动能先增大后减小,A错误;从a点到b点物体一直在下落,重力做正功,所以物体的重力势能在减小,B正确;物体所受合外力先减小后增大,C错误;整个过程中物体的机械能转化为弹簧的弹性势能,所以D正确。‎ 答案BD ‎4.‎ 如图所示,mA=2mB,不计摩擦阻力,物体A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,求当物体A的动能与其重力势能相等时,物体A距地面的高度。‎ 解析设物体A的动能与其重力势能相等时,物体A距地面的高度是h,A的速度为v。则有mAgh=‎1‎‎2‎mAv2,从开始到A距地面的高度为h的过程中,A、B组成的系统机械能守恒。A减少的重力势能为ΔEp=mAg(H-h)=2mBg(H-h)。系统增加的动能为ΔEk=‎1‎‎2‎(mA+mB)v2‎ 根据ΔEp=ΔEk,解以上几式,得h=‎2‎‎5‎H。‎ 答案‎2‎‎5‎H