机械能守恒定律单元评估
2021-2022学年人教版(2019)必修2 第八章 机械能守恒定律 单元测试卷(word含答案)
2021-2022学年人教版（2019）必修2 第八章 机械能守恒定律单元测试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题(每题4分，共8各小题，共计32分)1.弹簧发生弹性形变时，其弹性势能的表达式为2p 12E kx =，其中k 是弹簧的劲度系数，x 是形变量。
如图所示，一质量为m 的物体位于一直立的轻弹簧上方h 高处，该物体从静止开始落向弹簧。
设弹簧的劲度系数为k ，重力加速度为g ，则物体的最大动能为（弹簧形变在弹性限度内）( )A.222m g mgh k +B.222m g mgh k -C.22m g mgh k +D.22m g mgh k-2.如图，AB 是固定在竖直面内的16光滑圆弧轨道，圆弧轨道最低点B 的切线水平，最高点A 到水平地面的距离为h 。
现使一小球（可视为质点）从A 点由静止释放，不计空气阻力，小球落地点到B 点的最大水平距离为( )A.2h C.h D.2h3.如图所示，半径为R 的光滑圆环竖直放置，N 为圆环的最低点。
在环上套有两个小球A 和,B A B 、的轻杆相连，使两小球能在环上自由滑动。
已知A 球质量为4,m B 球质量为m ，重力加速度为g 。
现将杆从图示的水平位置由静止释放，在A 球滑到N 点的过程中，轻杆对B 球做的功为( )A.mgRB.1.2mgRC.1.4mgRD.1.6mgR4.如图所示，质量为M 的半圆柱体放在粗糙水平面上，一可视为质点、质量为m 的光滑物块在大小可变、方向始终与圆柱面相切的拉力F 作用下从A 点沿着圆弧匀速运动到最高点B ，整个过程中半圆柱体保持静止，重力加速度为g 。
则( )A.物块克服重力做功的功率先增大后减小B.拉力F 的功率逐渐减小C.当物块在A 点时，半圆柱体对地面有水平向左的摩擦力D.当物块运动到B 点时，半圆柱体对地面的压力为()M m g5.空降兵在某次跳伞训练中，打开伞之前的运动可视为匀加速直线运动，其加速度为a ，下降的高度为h ，伞兵和装备系统的总质量为m ，重力加速度为g 。
沪科版物理高一下册《F机械能守恒定律》评课稿
沪科版物理高一下册《F机械能守恒定律》评课稿一、引言本文是针对沪科版物理高一下册《F机械能守恒定律》一节的评课稿。
本节课主要介绍机械能守恒定律的基本概念和应用，以及相关的问题求解方法。
通过评估本节课的教学设计和教学效果，提出一些建议和改进意见，以期提高学生对该知识点的理解和掌握能力。
二、教学设计评估1. 教学目标•理解机械能守恒定律的基本概念和表达方式；•掌握机械能守恒定律在实际问题中的应用方法；•培养学生解决机械能守恒定律问题的分析和解决能力。
2. 教学内容本节课主要包括以下内容： - 机械能守恒定律的定义和表达方式； - 力做功与物体的机械能变化的关系； - 机械能守恒定律在实际问题中的应用。
3. 教学方法•示范法：通过具体的实例，引导学生理解和掌握机械能守恒定律的定义和应用方法。
•探究法：通过让学生进行实验观察和实验数据分析，引导学生感知力做功与物体的机械能变化之间的关系。
•讨论法：引导学生进行小组讨论，鼓励学生积极参与，加深对机械能守恒定律的理解。
4. 教学过程•导入：通过生活场景或实验引入，让学生对机械能守恒定律有初步的认识；•知识讲解：通过课堂讲解和多媒体展示，向学生介绍机械能守恒定律的基本概念和表达方式；•实验探究：组织学生进行相关实验，观察力做功与物体的机械能变化之间的关系；•应用训练：通过提供一系列实际问题，让学生应用机械能守恒定律解决问题；•总结归纳：对本节课的重点内容进行总结，并与学生进行互动讨论；•作业布置：布置适量的作业，巩固学生对机械能守恒定律的理解。
5. 教学评估•发问评估：通过课堂提问，了解学生对机械能守恒定律的理解程度；•实验报告评估：评估学生对实验过程和结果的分析能力；•作业评估：评估学生运用机械能守恒定律解决问题的能力。
三、教学效果评估1. 学生反馈根据学生的反馈调查，大部分学生认为本节课的教学内容紧凑、生动，并且能够帮助他们更好地理解和掌握机械能守恒定律的概念和应用。
机械能守恒定律单元教学收获和反思
机械能守恒定律单元教学收获和反思
机械能守恒定律是物理学中的一个重要概念。
在单元教学中，学生应该经历了以下学习过程：
1. 理解机械能守恒定律的概念：机械能守恒定律指出，在系统内部相互作用力不产生功的情况下，系统的机械能总量保持不变的规律。
学生需要通过例子和实验来理解这一概念。
2. 掌握机械能守恒定律的应用：学生需要掌握机械能守恒定律在机械系统中的应用，如利用机械能守恒定律求解动能和势能的转换，以及利用机械能守恒定律求解物体的运动参数等。
3. 分析机械能守恒定律的局限性：机械能守恒定律在一些特定情况下可能会失效，例如考虑阻力和摩擦力等因素时，应用机械能守恒定律需要注意其局限性。
在教学实践中，我反思到需要改进以下几个方面：
1. 注重实践和示范：机械能守恒定律是一个比较抽象的概念，需要通过实践和示范来让学生更好地理解和应用。
2. 注意培养学生的逻辑思维能力：在学生掌握机械能守恒定律的基础上，需要培养学生的逻辑思维能力，让他们能够独立分析和解决实际问题。
3. 加强交互式教学：通过小组讨论、实验操作、互动问答等交互式教学方式，提高学生参与度和课堂认知效果。
综上所述，机械能守恒定律单元教学需要让学生更好地理解概念，掌握应用和分析方法，培养逻辑思维能力，并通过交互式教学提高学生参与度和认知效果。
W验证机械能守恒定律评分标准
宁夏回族自治区普通高中学业水平测试
物理实验操作测试评分细则
验证机械能守恒定律
学生在实验过程中，凡是能按以下各项要求正确操作、读数、计算的均可记满分，基本正确的记中档分，不正确的记零分，合计６０分以上为合格，合计６０分以下为不合格。
1、能选择合适的实验器材。
2、能将打点计时器正确固定在铁架台上，并能正确的选择电源电压，接好电线，正确的穿好纸带，并将重锤与纸带连结好。
3、用手沿竖直方向提起纸带，使重物靠近记时器，接通电源后，释放并打出纸带，再重做几次。
4、能选出第一、第二点间的距离接近2mm ，并且点迹清晰的纸带，确定第一点为起始点0，从0点开始，选取适合测量的5个连续点依次标出1、2、3、4、5。
并能正确标出S 12、S 23、S 34、S 45和h 02、h 03、h 04。
5、能正确计算出
m 2
1
2υ和mgh （可使用计算器）。
6、得出实验结论，实验误差合理。
在误差分析中，能找出两个以上产生误差的原因即可（如：仪器产生的误差，操作产生的误差，读数产生的误差，计算产生的误差等）。
7、实验完毕后，拆除装置，物归原处。
仪器准备注意事项：事先应认真检查调整计时器，使其能正常工作。
装 订 线。
2020年新教材高中物理课时素养评价十七机械能守恒定律(含解析)新人教版必修2
机械能守恒定律(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每题5分,共30分)1.下列描述的物理过程中,研究对象机械能守恒的是( )A.拉着物体沿斜面加速上滑的过程B.跳伞运动员张开伞后,在空中匀速下降的过程C.运动员投出的铅球在空中飞行的过程(空气阻力不计)D.汽车匀速通过一座拱形桥的过程【解析】选C。
拉着物体沿斜面加速上滑的过程中,动能和重力势能均增大,机械能不守恒,故A错误;跳伞运动员张开伞后,在空中匀速下降的过程中,动能不变,重力势能减小,机械能不守恒,故B错误;运动员投出的铅球在空中飞行的过程中,由于不计空气阻力,只有重力做功,故机械能守恒,故C正确;汽车匀速通过一座拱形桥的过程中,动能不变,重力势能改变,故机械能不守恒,故D错误。
【补偿训练】在下列实例中,机械能一定守恒的是 ( )A.如图甲所示,沿固定光滑圆弧面下滑的物体B.如图乙所示,在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球C.匀速下降的物体D.匀加速下降的物体【解析】选A。
沿固定光滑圆弧面下滑的物体,只有重力做功,机械能守恒,故A正确;在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球,动能减小,重力势能不变,机械能减小,故B错误;匀速下降的物体,动能不变,重力势能减小,机械能减小,故C错误;匀加速下降的物体加速度不一定等于g,机械能不一定守恒,故D错误。
2.如图所示,两个内壁光滑,半径不同的半球形碗放在不同高度的水平面上,使两碗口处于同一水平面,现将两个完全相同的小球a、b分别从两个碗左边的边缘处静止释放,在释放后的运动过程中,关于两球的机械能判断正确的是( )A.球a的机械能始终等于球b的机械能B.球a的机械能始终大于球b的机械能C.球a的机械能始终小于球b的机械能D.两球机械能的大小关系无法比较【解析】选A。
两球均在光滑的碗内下滑,碗的支持力对球不做功,只有重力做功,机械能均守恒,开始时两球的机械能相等,所以下滑过程中,两球的机械能始终相等,故A正确,B、C、D错误。
单元综合测试五--机械能守恒定律
单元综合测试五(机械能守恒定律)第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．(2012·天津理综)如下图甲所示，静止在水平地面的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如下图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值f m与滑动摩擦力大小相等，则()A．0～t1时间内F的功率逐渐增大B．t2时刻物块A的加速度最大C．t2时刻后物块A做反向运动D．t3时刻物块A的动能最大2．在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v max 后，立即关闭发动机直至静止，v－t图象如图所示，设汽车的牵引力为F，摩擦力为f，全程中牵引力做功为W1，克服摩擦力做功为W2，则()A．F:f＝1:3B．W1:W2＝1:1C．F:f＝4:1 D．W1:W2＝1:33．(2011·海南单科)一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时起，第1秒内受到2 N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1 N的外力作用．下列判断正确的是()A ．0～2 s 内外力的平均功率是94W B ．第2秒内外力所做的功是54J C ．第2秒末外力的瞬时功率最大D ．第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是454．(2012·安徽理综)如图所示，在竖直平面内有一半径为R 的圆弧轨道，半径OA 水平、OB 竖直，一个质量为m 的小球自A 的正上方P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力．已知AP ＝2R ，重力加速度为g ，则小球从P 到B 的运动过程中( )A ．重力做功2mgRB ．机械能减少mgRC ．合外力做功mgRD ．克服摩擦力做功12mgR 5．(2012·福建理综)如下图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A 、B 用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)．初始时刻，A 、B 处于同一高度并恰好处于静止状态．剪断轻绳后A 下落、B 沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块( )A ．速率的变化量不同B ．机械能的变化量不同C ．重力势能的变化量相同D ．重力做功的平均功率相同6．不久前欧洲天文学家在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的行星，命名为“格利斯581 c”．该行星的质量是地球的5倍，直径是地球的1.5倍．设想在该行星表面附近绕行星沿圆轨道运行的人造卫星的动能为E k1，在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为E k2，则E k1 E k2为()A．0.13 B．0.3C．3.33 D．7.57．如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升．若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2，滑块经B、C两点时的动能分别为E k B、E k C，图中AB＝BC，则一定有()A．W1>W2B．W1<W2C．E k B>E k C D．E k B<E k C8.(2013·山东泰安质检)如图，一物体从光滑斜面AB底端A点以初速度v0上滑，沿斜面上升的最大高度为h.下列说法中正确的是(设下列情境中物体从A 点上滑的初速度仍为v0)()A ．若把斜面CB 部分截去，物体冲过C 点后上升的最大高度仍为h B ．若把斜面AB 变成曲面AEB ，物体沿此曲面上升仍能到达B 点 C ．若把斜面弯成圆弧形D ，物体仍沿圆弧升高hD ．若把斜面从C 点以上部分弯成与C 点相切的圆弧状，物体上升的最大高度有可能仍为h9.一质量为m 的质点，系在轻绳的一端，绳的另一端固定在水平面上，水平面粗糙．此质点在该水平面上做半径为r 的圆周运动，设质点的最初速率是v 0，当它运动一周时，其速率变为v 02，则( )A ．当它运动一周时摩擦力做的功为－38m v 20 B ．质点与水平面的动摩擦因数为μ＝3v 2016πrg C ．质点在运动了两个周期时恰好停止D ．当质点运动一周时的加速度大小为v 204r10.如图所示，倾角为30°、高为L 的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为3m 、m 的两个小球A 、B 用一根长为L 的轻绳连接，A 球置于斜面顶端，现由静止释放A 、B 两球，球B 与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，它们最终均滑至水平面上．重力加速度为g ，不计一切摩擦．则( )A ．小球A 下滑过程中，小球A 、B 系统的重力对系统做正功，系统的重力势能减小B ．A 球刚滑至水平面时，速度大小为5gL2C ．小球B 升高L /2时，重力对小球A 做功的功率大于重力对小球B 做功的功率D ．小球B 从刚开始上升到开始进入斜面过程中，绳的拉力对小球B 做功为3mgL4第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(本题共2小题，每题8分，共16分)11．某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如下图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W .当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________电源(填“交流”或“直流”)．(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是______．A．放开小车，能够自由下滑即可B．放开小车，能够匀速下滑即可C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________．A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉的连线处D．小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量(根据下面所示的纸带回答)．12．(2013·浙江温州质检)某实验小组利用如下图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．(1)如下图所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d＝________ cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt ＝1.35×10－2 s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为________m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、滑块的质量和________(文字说明并用相应的字母表示)．(2)在这个过程中系统减少的重力势能为________，系统增加的动能为________，只要两者在误差允许范围内相等，即可验证机械能守恒(用测量的物理量字母表示)．三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13．如图所示，质量为m0＝4 kg的木板静止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一个质量m＝1 kg，大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的动摩擦因数μ＝0.4，在铁块上加一个水平向左的恒力F＝8 N，铁块在长L＝6 m的木板上滑动．取g＝10 m/s2.求：(1)经过多长时间铁块运动到木板的左端；(2)在铁块到达木板左端的过程中，恒力F对铁块所做的功；(3)在铁块到达木板左端时，铁块和木板的总动能．14.如图所示，质量为M＝0.2 kg的木块放在水平台面上，台面比水平地面高出h ＝0.20 m，木块离台的右端L＝1.7 m．质量为m＝0.10M的子弹以v0＝180 m/s 的速度水平射向木块，当子弹以v＝90 m/s的速度水平射出时，木块的速度为v1＝9 m/s(此过程作用时间极短，可认为木块的位移为零)．若木块落到水平地面时的落地点到台面右端的水平距离为l＝1.6 m，求(1)木块对子弹所做的功W1和子弹对木块所做的功W2；(2)木块与台面间的动摩擦因数μ.15．如图所示，半径为R的四分之一圆弧形支架竖直放置，圆弧边缘C处有一小定滑轮，绳子不可伸长，不计一切摩擦，开始时，m1、m2两球静止，且m1>m2，试求：(1)m1释放后沿圆弧滑至最低点A时的速度．(2)为使m1能到达A点，m1与m2之间必须满足什么关系．(3)若A点离地高度为2R，m1滑到A点时绳子突然断开，则m1落地点离A 点的水平距离是多少？16．(2012·北京理综)摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米．电梯的简化模型如图1所示．考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的加速度a是随时间t变化的．已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a－t图象如图2所示．电梯总质量m＝2.0×103 kg.忽略一切阻力，重力加速度g取10 m/s2.图1图2(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2；(2)类比是一种常用的研究方法．对于直线运动，教科书中讲解了由v－t图象求位移的方法．请你借鉴此方法，对比加速度和速度的定义，根据图2所示a－t 图象，求电梯在第1 s内的速度改变量Δv1和第2 s末的速率v2；(3)求电梯以最大速率上升时，拉力做功的功率P；再求在0～11 s时间内，拉力和重力对电梯所做的总功W.单元综合测试五 (机械能守恒定律)1．解析：根据图乙可知：在0～t 1时间内拉力F 没有达到最大静摩擦力f m ，物体处于静止状态，则拉力F 的功率为零，选项A 错误；对物块A 由牛顿第二定律有F －f m ＝ma ，由于t 2时刻拉力F 最大，则t 2时刻物块加速度a 最大，选项B 正确；t 2到t 3这段时间内拉力F 大于f m ，所以物块做加速运动，t 3时刻速度达到最大，选项C 错误、D 正确． 答案：BD2．解析：对汽车全程应用动能定理：W 1－W 2＝0∴W 1＝W 2，则知B 对D 错．由图象知牵引力和阻力作用距离之比为1:4，即Fs 1－Fs 2＝0，∴F :f ＝4:1，∴C 对，A 错． 答案：BC3．解析：第1 s 内物体运动的位移为1 m ，第2 s 内物体运动的位移为2.5 m ．第1 s 内外力所做的功W 1＝2×1 J ＝2 J ，第2 s 内外力所做的功为W 2＝1×2.5 J ＝2.5 J ，则0～2 s 内外力的平均功率为P ＝W 1＋W 22 s ＝94 W ，选项A 正确、B错误．根据动能定理可知，第1 s 内与第2 s 内质点动能增加量的比值等于W 1W 2＝45，选项D 正确．由功率公式P ＝F v 可知，在第1 s 末外力的瞬时功率最大为4 W ，选项C 错误． 答案：AD4．解析：小球从P 点运动到B 点的过程中重力做功为mgR ，选项A 错误；设小球通过B 点时的速度为v B ，根据小球通过B 点时刚好对轨道没有压力，说明此刻刚好由重力提供向心力，对小球通过B 点瞬间应用牛顿第二定律有mg ＝m v 2B R ①，解得v B ＝gR ②，设小球从P 点运动到B 点的过程中克服摩擦力做功为W ，对此过程由动能定理有mgR －W ＝12m v 2B ③，联立②③解得W ＝12mgR ，选项D 正确；上述过程合外力做功为W 合＝mgR －W ＝12mgR ，选项C 错误；小球机械能减少量等于小球克服摩擦力所做的功，即ΔE ＝W ＝12mgR ，选项B 错误． 答案：D5． 解析：剪断轻绳后，对A 由机械能守恒得m A gh ＝12m A v 2A －0，v A ＝2gh ，速率变化量Δv A ＝v A －0＝2gh ，对B 同理m B gh ＝12m B v 2B －0，速率变化量Δv B＝v B －0＝2gh ，它们相等，选项A 错误；两个物体运动过程中机械能分别守恒，因而机械能的变化量都为零，选项B 错误；A 、B 静止时m A g ＝m B g sin θ，则m A <m B ，重力势能的减少量等于重力做的功，分别为W A ＝m A gh 、W B ＝m B gh ，后者较大，选项C 错误；根据h ＝12gt 2A 、h sin θ＝g sin θ2t 2B 可得A 、B 下滑时间；根据平均功率 P ＝W /t 可得P A ＝P B ，选项D 正确． 答案：D6．解析：由G M 1m R 21＝m v 21R 1得Ek 1＝GM 1m 2R 1由G M 地m R 2地＝m ·v 2地R 地得Ek 2＝GM 地m 2R 地又已知M 1M 地＝5 R 1R 地＝1.5 则Ek 1Ek 2＝103＝3.33，故C 正确． 答案：C 7．解析：滑块在运动过程中，绳中张力始终不变，而竖直向上的拉力在逐渐减小，故加速度在逐渐减小，动能的变化量在减小，因此，一定有W 1>W 2，选A. 答案：A8.解析：光滑斜面，系统机械能守恒，若把斜面CB 部分截去，物体从A 点运动到C 点后做斜上抛运动，到达最高点时有水平方向的分速度，则物体上升不到h 高度．而变成曲面AEB 及从C 点以上部分弯成与C 点相切的圆弧状，物体到达最高点速度都可达到零，物体可达最大h 高度，而沿弯成圆弧形AD ，物体做圆周运动，到达最高点需有个最小速度故选项B 、D 正确．答案：BD9.解析：由动能定理，质点运动一周时摩擦力做的功W ＝12m ·⎝ ⎛⎭⎪⎫v 022－12m v 20＝－38m v 20，选项A 正确；W ＝－2πr ·F f ＝－2πr ·μmg 得μ＝3v 2016πrg ，选项B 正确；运动一周克服摩擦力做的功为38m v2，物体运动一周时其速率变为v02，动能为12m⎝⎛⎭⎪⎫v022＝18m v2，经比较知道38m v2>18m v2，说明质点运动不到第二个周期时就停止了，选项C错误；质点运动一周时向心加速度大小a n＝v204r，切向加速度大小为a t＝μg＝3v2016πr，加速度a＝a 2n＋a2t，选项D错误．答案：AB10.解析：小球A下滑过程中，B球的重力对B球做负功，A球的重力对A 球做正功，但由系统的动能增大可知，系统的重力势能减小，故小球A、B系统的重力对系统做正功，A项正确；对A、B系统利用机械能守恒可知，A球从开始滑动到刚滑至水平面过程中，有3mgL－mg L2＝12×4m v2，故v＝5gL2，B项正确；小球B升高L/2时，因两球的速度大小相等，而A球沿斜面向下的分力为1.5mg，故此时重力对小球A做功的功率大于重力对小球B做功的功率，C项正确，小球B从刚开始上升到开始进入斜面过程中，有3mg L2－mgL＝12×4m v′2，故v′＝gL2，对B球利用动能定理又有：12m v′2＝W－mgL，故W＝9mgL8，D项错误．答案：ABC11．解析：(3)因为木板水平放置，故摩擦力没有被平衡掉，当小车速度最大时，F弹＝f，故橡皮筋仍有弹力，处于伸长状态．答案：(1)交流(2)D(3)B(4)GK12．解析：(1)20分度的游标卡尺读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出毫光以下的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是几乘0.05 mm，其读数准确到0.05 mm.滑块通过光电门时间很短，根据公式v＝dΔt求出的平均速度可近似为经过光电门时的瞬时速度．(2)钩码下降高度与滑块的位移的大小x相等，故钩码的重力势能减少量等于mgx .此时滑块和钩码的速度大小相等，都等于v ＝d Δt ，根据动能定义式E k ＝12m v 2得E k ＝12(m ＋M )(d Δt )2.答案：(1)0.540 0.4 滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离x(2)mgx 12(m ＋M )(d Δt )213．解析：(1)铁块与木板间的滑动摩擦力F f ＝μmg ＝4 N铁块的加速度a 1＝F －F f m ＝8－41 m/s 2＝4 m/s 2.木板的加速度a 2＝F f m 0＝44 m/s 2＝1 m/s 2. 设铁块滑到木板左端的时间为t ，则12a 1t 2－12a 2t 2＝L代入数据解得t ＝2 s.(2)铁块位移l 1＝12a 1t 2＝12×4×22 m ＝8 m木板位移l 2＝12a 2t 2＝12×1×22 m ＝2 m.恒力F 做的功W ＝Fl 1＝8×8 J ＝64 J(3)铁块的动能E k 1＝(F －F f )l 1＝(8－4)×8 J ＝32 J.木板的动能E k 2＝F f l 2＝4×2 J ＝8 J铁块和木板的总动能E k 总＝E k 1＋E k 2＝32 J ＋8 J ＝40 J.答案：(1)2 s (2)64 J (3)40 J14.解析：(1)从开始到子弹射出木块，由动能定理得W 1＝12m v 2－12m v 20＝－243 J对木块由动能定理得，子弹对木块所做的功W 2＝12M v 21＝8.1 J(2)设木块离开台面时的速度为v 2，木块在台面上滑行阶段对木块由动能定理得：－μMgL ＝12M v 22－12M v 21木块离开台面后做平抛运动，由平抛运动规律得：竖直方向：h ＝12gt 2水平方向：l ＝v 2t由以上各式可解得：μ＝0.50答案：(1)－243 J 8.1 J (2)0.5015．解析：(1)设m 1滑至A 点时的速度为v 1，此时m 2的速度为v 2，由机械能守恒得m 1gR －2m 2gR ＝12m 1v 21＋12m 2v 22又v 2＝v 1cos45°得v 1＝4(m 1－2m 2)gR 2m 1＋m 2. (2)要使m 1能到达A 点，v 1≥0且v 2≥0，必有m 1gR －2m 2gR ≥0，得m 1≥2m 2.(3)由2R ＝12gt 2，x ＝v 1t 得x ＝4R ·m 1－2m 22m 1＋m 2. 答案：(1)4(m 1－2m 2)gR 2m 1＋m 2(2)m 1≥2m 2 (3)4R ·m 1－2m 22m 1＋m 216．解析：(1)由牛顿第二定律，有F －mg ＝ma由a －t 图象可知，F 1和F 2对应的加速度分别是a 1＝1.0 m/s 2，a 2＝－1.0 m/s 2F 1＝m (g ＋a 1)＝2.0×103×(10＋1.0) N ＝2.2×104 NF 2＝m (g ＋a 2)＝2.0×103×(10－1.0) N ＝1.8×104 N(2)类比可得，所求速度变化量等于第1 s 内a －t 图线下的面积Δv 1＝0.50 m/s同理可得Δv 2＝v 2－v 0＝1.5 m/sv 0＝0，第2 s 末的速率v 2＝1.5 m/s.(3)由a －t 图象可知，11～30 s 内速率最大，其值等于0～11 s 内a －t 图线下的面积，有v m ＝10 m/s ，此时电梯做匀速运动，拉力F 等于重力mg ，所求功率 P ＝F v m ＝mg ·v m ＝2.0×103×10×10 W ＝2.0×105 W由动能定理，总功W ＝E k2－E k1＝12m v 2m －0＝12×2.0×103×102 J ＝1.0×105 J. 答案：(1)2.2×104 N 1.8×104 N(2)0.5 m/s 1.5 m/s(3)2.0×105 W 1.0×105 J。
高中物理第七章机械能守恒定律阶段验收评估五机械能守恒定律含解析新人教版必修220190411333
阶段验收评估（五）机械能守恒定律一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，第1～5小题只有一个选项符合题意，第6～8小题有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1.如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F的作用下物体处于静止状态，当撤去F后，物体将向右运动。
在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是( )A．弹簧的弹性势能逐渐减小B．弹簧的弹性势能逐渐增大C．弹簧的弹性势能先增大后减小D．弹簧的弹性势能先减小后增大解析：选D 由物体处于静止状态可知，弹簧处于压缩状态，撤去F后物体在向右运动的过程中，弹簧的弹力对物体先做正功后做负功，故弹簧的弹性势能应先减小后增大。
2．升降机中有一质量为m的物体，当升降机以加速度a匀加速上升h高度时，物体增加的重力势能为( )A．mgh B．mgh＋mahC．mah D．mgh－mah解析：选A 要分析重力势能的变化，只需要分析重力做功。
物体随升降机上升了h，物体克服重力做功W＝mgh，故物体的重力势能增加了mgh，A正确。
3．水平路面上行驶的汽车所受到的阻力大小与汽车行驶的速率成正比。
若汽车从静止出发，先做匀加速直线运动，达到额定功率后保持额定功率行驶，则在整个行驶过程中，汽车受到的牵引力大小与阻力大小关系图像正确的是( )解析：选A 若汽车从静止出发，先做匀加速直线运动，在匀加速运动阶段，由F－F f＝ma 可得，F ＝F f ＋ma 。
牵引力随阻力的增大而均匀增大，图像C 、D 错误。
达到额定功率后保持额定功率行驶，由F ＝P v，F f ＝kv 可知，牵引力与阻力成反比，图像A 正确，B 错误。
4.如图所示，光滑的曲面与光滑的水平面平滑相连，一轻弹簧右端固定，质量为m 的小球从高度h 处由静止下滑，则( )A ．小球与弹簧刚接触时，速度大小为2ghB ．小球与弹簧接触的过程中，小球机械能守恒C ．小球在压缩弹簧到最短时，弹簧的弹性势能为12mgh D ．小球在压缩弹簧的过程中，小球的加速度保持不变解析：选A 小球在曲面上下滑过程中，根据机械能守恒定律得mgh ＝12mv 2，解得v ＝2gh ，即小球与弹簧刚接触时，速度大小为2gh ，故A 正确。
基于学科大概念高中物理单元设计与实施以“机械能守恒定律”单元为例
基于学科大概念高中物理单元设计与实施以“机械能守恒定律”单元为例一、本文概述本文旨在探讨基于学科大概念的高中物理单元设计与实施策略，以“机械能守恒定律”单元为例进行具体阐述。
我们将首先概述机械能守恒定律的基本概念和原理，阐述其在物理学中的重要性。
我们将详细介绍如何根据学科大概念进行单元设计，包括单元目标的设定、教学内容的选择、教学方法的确定以及评价方式的制定等方面。
在此基础上，我们将结合实际教学案例，探讨如何有效地实施这一单元设计，以提高学生的物理学科素养和解决问题的能力。
我们将总结实践经验，反思存在的问题，并展望未来的发展方向。
通过本文的研究，旨在为高中物理教师提供有益的参考和启示，促进物理教学的创新与发展。
二、理论框架在设计和实施高中物理的“机械能守恒定律”单元时，我们基于学科大概念的理论框架，遵循学生的认知规律和学科知识的逻辑结构。
机械能守恒定律是物理学中的一个核心概念，它揭示了物体在运动过程中机械能总量保持不变的基本规律。
这一单元的理论框架主要包括机械能守恒定律的内涵、适用条件、以及与其他物理概念的联系。
我们要明确机械能守恒定律的内涵。
机械能包括动能和势能，其中势能又分为重力势能和弹性势能。
机械能守恒定律指出，在只有重力或弹力做功的封闭系统中，系统的机械能保持不变。
这一定律的理解和应用，需要学生掌握动能、势能的概念及其计算方法，同时理解做功和能量转化的关系。
我们要分析机械能守恒定律的适用条件。
机械能守恒定律适用于封闭系统，即没有外力做功或外力做功为零的系统。
在实际问题中，学生需要判断哪些情况下机械能守恒，哪些情况下不守恒，以及如何处理不守恒的情况。
这需要学生具备一定的分析能力和解决问题的能力。
我们要探讨机械能守恒定律与其他物理概念的联系。
机械能守恒定律与牛顿运动定律、功和能的关系等物理概念密切相关。
通过这些联系，学生可以更深入地理解机械能守恒定律的本质和意义，同时也能够更好地应用这一定律解决实际问题。
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【全程方略】2014年高中物理第七章机械能守恒定律单元质量评估（含新题详解）新人教版必修2一、选择题(本大题共10小题,每小题6分,共60分。
每小题至少一个答案正确,选不全得2分) 1.假设一架战斗机正在空中某一高度做匀速飞行,另一架空中加油机给其加油。
如图,加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行,则与加油前相比,战斗机的( )A.动能增加,势能减少,机械能不变B.动能增加,势能增加,机械能增加C.动能减少,势能不变,机械能减少D.动能不变,势能不变,机械能不变2.人们设计出磁悬浮列车,列车能以很大速度行驶。
列车的速度很大,是采取了下列哪些可能的措施( )A.减小列车的质量B.增大列车的牵引力C.减小列车所受的阻力D.增大列车的功率3.关于力对物体做功,下列说法正确的是( )A.滑动摩擦力对物体一定做负功B.静摩擦力对物体可能做正功C.作用力与反作用力的功代数和一定为零D.合外力对物体不做功,则物体速度一定不变4.汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑,在这个过程中( )A.汽车的机械能守恒B.汽车的动能和势能相互转化C.机械能转化为内能,总能量守恒D.机械能和内能之间没有转化5.(2013·泉州高一检测)如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下,然后在水平面上前进至B点停下。
已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m,A、B两点间的水平距离为L。
在滑雪者经过AB段的过程中,克服摩擦力所做的功( )A.大于μmgLB.小于μmgLC.等于μmgLD.以上三种情况都有可能6.甲、乙两球的质量相等,悬线一长一短,将两球由图示位置的同一水平面无初速度释放,不计阻力,则对小球过最低点时的正确说法是( )A.甲球的动能与乙球的动能相等B.两球受到线的拉力大小相等C.两球的向心加速度大小相等D.相对同一参考面,两球的机械能相等7.如图所示,把小车放在光滑的水平桌面上,用轻绳跨过定滑轮使之与盛有沙子的小桶相连,已知小车的质量为M,小桶与沙子的总质量为m,把小车从静止状态释放后,在小桶下落竖直高度为h的过程中,若不计滑轮及空气的阻力,下列说法中正确的是( )A.轻绳对小车的拉力等于mgB.m处于完全失重状态C.小桶获得的动能为D.M和m组成的系统机械能守恒8.(2013·大纲版全国卷)如图,一固定斜面倾角为30°,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度,沿斜面向上做匀减速运动,加速度的大小等于重力加速度的大小g。
若物块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的( )A.动能损失了2mgHB.动能损失了mgHC.机械能损失了mgHD.机械能损失了mgH9.(2013·山东高考)如图所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装一定滑轮。
质量分别为M、m(M>m)的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行。
两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动。
若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中( )A.两滑块组成系统的机械能守恒B.重力对M做的功等于M动能的增加C.轻绳对m做的功等于m机械能的增加D.两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功10.下列说法中正确的是( )A.某种形式的能量减少,一定有其他形式的能量增加B.能量耗散表明,能量的总量并不守恒C.随着科技的发展,能量是可以凭空产生的D.随着科技的发展,永动机是可以制成的二、实验题(本大题共2小题,共16分)11.(4分)在“探究恒力做功与动能改变的关系”的实验中,钩码拉动小车运动。
小车运动的距离l和小车的瞬时速度v之间的关系如表所示。
由表可初步归纳出拉力作用的距离l和小车获得的速度v之间的关系: 。
12.(12分)如图所示,两个质量各为m1和m2的小物块A和B,分别系在一条跨过定滑轮的轻质绳两端,已知m1>m2。
现要利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量,则需要测量的物理量有。
(在横线上填入选项前的编号)①物块的质量m1、m2;②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间;③物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间;④绳子的长度。
(2)为提高实验结果的准确程度,某小组同学对此实验提出以下建议:①绳的质量要轻;②在“轻质绳”的前提下,绳子越长越好;③尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃;④两个物块的质量之差要尽可能小。
以上建议中确实对提高实验结果准确程度有作用的是。
(在横线上填入选项前的编号)(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议: 。
三、计算题(本大题共2小题,共24分。
要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.(12分)质量为40kg的物体,在一个水平外力作用下,沿直径为40m的水平圆形轨道匀速运动一周,若物体与轨道间动摩擦因数为0.5,求水平外力在此过程中做的功为多少。
(g取10m/s2)14.(12分)如图所示,一内壁光滑半径为R的圆管处于竖直平面内,最高点C与圆心O处在同一竖直线上,一小球从A点正上方某处静止释放,当从离A点h处释放,小球到达C处与圆管间无作用力,h为多少?答案解析1.【解析】选B。
加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行,与加油前相比,战斗机的质量增加,根据动能和重力势能的定义式知,战斗机的动能和重力势能均增加,而机械能等于动能和重力势能之和,因此,机械能也增加,选项B正确,其他选项均错。
2.【解析】选C、D。
当列车以最大速度行驶时,牵引力与阻力大小相等,有P=F f v,故v=,要增大速度,一方面增大列车的功率,另一方面减小列车所受的阻力,故C、D正确。
3.【解析】选B。
摩擦力的方向可以和物体的运动方向相同,此时摩擦力做正功,A错误、B正确。
作用力与反作用力可能一个做正功、一个做负功,也可能同时做正功(或负功),也可以一个做功、一个不做功,做功的代数和不一定为零,C错误。
合外力对物体不做功,物体的速度大小一定不变,方向可能变化,如匀速圆周运动,D错误。
4.【解析】选C。
汽车关闭发动机后,匀速下滑,重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡,摩擦力做功,汽车摩擦生热,温度升高,有部分机械能转化为内能,机械能减少,但总能量守恒。
因此,选项C正确,其他选项均错。
5.【解析】选C。
若斜坡倾角为θ,从A点到底端斜坡长度为L′,则滑雪者在斜坡上运动时克服摩擦力做功W f1=μmgcosθ·L′,滑雪者在水平面上克服摩擦力做功W f2=μmg(L-L′cosθ),所以滑雪者经过AB段克服摩擦力做的总功为μmgL。
6.【解析】选B、C、D。
由机械能守恒知,相对同一参考面,两球开始的机械能相等,由于运动过程中每个小球的机械能都守恒,所以任意时刻两球相对同一参考平面的机械能相等,D对。
设线长为l,小球的质量为m,小球到达最低点时的速度为v,则mg l=mv2①两球经最低点时的动能不同,A错。
F-mg=m2vl②由①②得球过最低点时的拉力大小F=mg+m2vl=3mg,B对。
球过最低点时的向心加速度大小a==2g,C对。
7.【解析】选C、D。
由于小桶重力的作用,小桶和小车做匀加速运动,加速度a=,所以轻绳的拉力小于小桶的重力,并且m不处于完全失重状态, A、B项错误。
下落过程中,小桶和小车组成的系统机械能守恒,所以mgh=(M+m)v2,可得小桶的动能E k=mv2=,C、D项正确。
8.【解析】选A、C。
小物块向上做匀减速直线运动,合外力沿斜面向下,由牛顿第二定律得F合=mg=ma,根据动能定理损失的动能等于F合s==2mgH,A对,B错;小物块在向上运动过程中,重力势能增加了mgH,而动能减少了2mgH,故机械能损失了mgH,C对,D错。
【变式备选】利用传感器和计算机可以研究力的大小变化的情况,实验时让某消防队员从平台上跳下,自由下落H后双脚触地,他顺势弯曲双腿,他的重心又下降了h。
计算机显示消防队员受到地面支持力F随时间变化图像如图所示。
根据图像提供的信息,以下判断不正确的是( )A.t2时刻消防队员重心向下运动的速度最大B.t4时刻消防队员的动能为零C.t2时刻消防队员的重力势能最小D.在t1至t4时间内,消防队员的机械能在减少【解析】选C。
从图像可知,t1时刻消防队员开始与地面接触,据牛顿第二定律得,mg-F=ma,地面对消防队员的支持力逐渐增大,加速度逐渐减小,但加速度向下,与速度方向相同,一直加速,直到t2时刻F=mg时,速度增大到最大值,t2时刻以后,由于惯性,重心继续下降,支持力F继续增加,加速度向上,开始减速运动,t3时刻支持力最大,t4时刻消防队员的重心下降到最低点,消防队员的重力势能最小,因此,选项A、B正确,选项C错误;该过程中,消防队员的机械能减少,选项D正确。
9.【解题指南】解答本题时应关注以下两点:(1)粗糙斜面ab和光滑斜面bc,说明M沿斜面下滑过程中摩擦力做了功,m不受摩擦力;(2)不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行说明轻绳上弹力对M和m做的功大小相等。
【解析】选C、D。
对于M和m组成的系统,除了重力、轻绳弹力做功外,摩擦力对M做了功,系统机械能不守恒,选项A错误;对于M,合外力做的功等于其重力、轻绳拉力及摩擦力做功的代数和,根据动能定理可知,M动能的增加等于合外力做的功,选项B错误;对于m,只有其重力和轻绳拉力做了功,根据功能关系可知,除了重力之外的其他力对物体做的正功等于物体机械能的增加量,选项C正确;对于M和m组成的系统,系统内轻绳上弹力做功的代数和等于零,只有两滑块的重力和M受到的摩擦力对系统做了功,根据功能关系得,M的摩擦力对系统做的功等于系统机械能的损失量,选项D正确。
10.【解析】选A。
根据能量守恒定律,能量不可能凭空产生或消失,永动机永远不可能制造成功。
只有选项A正确。
11.【解析】从表中不难看出,如果速度增大1倍,位移变为原来的4倍,即位移与速度的平方成正比。
答案:位移与速度的平方成正比12.【解析】(1)A和B在运动过程中,速度大小始终相等。
需要验证的式子为(m1-m2)gh=m1v2+m2v2即(m1-m2)gh=(m1+m2)v2因此,必须测出m1、m2、h并利用v=at求得速度,其中由于m1g-T=m1a,T-m2g=m2a,所以a=g。
因此选①②或①③均可。
(2)结合此实验原理易知绳子适当长一些便于操作,但不可过长;m1与m2越接近,摩擦力等阻力对实验测量的影响越明显,为提高实验结果的准确度,应选①③。
(3)例如:“对同一高度进行多次测量取平均值”“选取受力后相对伸长尽量小的绳”等。