2021年高中物理 7.8机械能守恒定律练习新人教版必修2
人教版 物理 必修二 第七章 8机械能守恒定律 精选练习习题(附答案解析)
人教版物理必修二第七章 8机械能守恒定律精选练习习题（附答案解析）1．一个人站在阳台上，以相同的速率v0分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出．不计空气阻力，则三球落地时的速度() A．上抛球最大B．下抛球最大C．平抛球最大D．三球一样大解析在物体做抛体运动的过程中机械能守恒，得12m v2＋mgh＝12m v21，得v1＝v20＋2gh，所以三球落地时的速度大小相同，D选项正确．答案 D2．如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B．乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B机械能守恒D．丁图中，在不计空气阻力的情况下，小球在竖直面内左右摆动，小球的机械能守恒解析甲图中重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，但弹簧的弹性势能增加，A的机械能减小，A项错；物体B下滑，B对A的弹力做功，A的动能增加，B的机械能减小，B项错；丙图中A、B组成的系统只有重力做功，机械能守恒，C项对；丁图中小球受重力和拉力作用，但只有重力做功，机械能守恒，D项对．答案CD3．质量为m的物体，在距地面h高处以g/2的加速度由静止开始竖直下落到地面，下列说法中正确的是()A．物体的重力势能减少了12mghB．物体的机械能减少了mghC．物体的动能增加了32mghD．重力对物体做功为mgh解析此过程中除重力外物体还受到了其他的外力做功，而且做负功，故机械能减少了mgh2，故B、C选项错误；物体下落重力势能减少了mgh，故A 选项错误，而D选项正确．答案 D4．如图所示小球沿水平面通过O点进入半径为R的光滑半圆弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面，不计一切阻力，下列说法正确的是()A．小球落地点离O点的水平距离为2RB ．小球落地时的动能为5mgR /2C ．小球运动到半圆弧最高点P 时向心力恰好为零D ．若将半圆弧轨道上部的1/4圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最高点与P 在同一水平面上解析 小球运动到P 点时恰能通过P 点，则在最高点P 由重力提供向心力，由牛顿第二定律得mg ＝m v 2R ，解得v ＝gR ，小球从P 点做平抛运动，x ＝v t,2R＝12gt 2，解得x ＝2R ，选项A 正确，选项C 错误；由机械能守恒定律有2mgR ＋12m v 2＝E k ，解得E k ＝52mgR ，选项B 正确；若将半圆形轨道上部的14圆弧截去，小球离开圆弧轨道做竖直上抛运动，到达最高点时，动能为零，整个过程机械能守恒，所以小球能到达的高度大于P 点的高度，选项D 错误．答案 AB5．如图所示，两个质量相同的物体a 、b ，在同一高度处，a 自由下落，b 沿光滑斜面由静止下滑，则它们到达地面时(空气阻力不计)( )A ．速率相同，动能相同B ．a 物体速度大，动能也大C ．a 、b 两物体在运动过程中机械能守恒D ．b 物体重力做功比a 物体的重力做功大解析 不论是自由落体还是沿光滑斜面下滑，都只有重力做功，符合机械能守恒定律，所以C 正确；由机械能守恒得：mgh ＝12m v 2，所以落地时，速率相同动能也相同，A正确．答案AC6．一蹦极运动员身系弹性蹦极绳，从水面上方高台下落，到最低点时距水面还有数米距离，假定空气阻力可以忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是()A．运动员到达最低点前的重力势能始终减小B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D．蹦极过程中、重力势能的改变与重力势能零点的选取有关解析运动员到达最低点前始终下落，重力做正功、重力势能减小，故A 选项正确；弹性势能的变化取决于弹力做功，当蹦极绳张紧后，随着运动员的下落，弹力一直做负功，弹性势能一直增大，故B选项正确；在蹦极过程中，由于只有重力和弹性绳的弹力做功，故运动员、地球及弹性绳组成的系统机械能守恒，故C选项正确；重力势能的大小与零势能面的选取有关．重力势能的变化与零势能面的选取无关，故D选项错误．答案ABC7．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离地面高H处自由落下，不计空气阻力，以桌面处为零势能位置，则小球落到地面前瞬间的机械能为()A．mgh B．mgHC．mg(H－h) D．－mgh解析由于小球在下落过程中只受重力作用，所以机械能守恒，也就是说小球在任一位置时的机械能都相等，并且都等于刚释放时的机械能，E＝mg(H －h)，故正确选项为C.答案 C8．一物体由h高处自由落下，当物体的动能等于势能时，物体经历的时间为()A.2hg B.hgC. h2g D．以上都不对解析设物体动能等于势能时，速度为v，则12m v2＋E p＝mgh，即m v2＝mgh，v＝gh，又物体做自由落体运动，v＝gt，所以gh＝gt，t＝hg，B正确．答案 B9．如图所示，长为L1的橡皮条与长为L2的绳子一端固定于O点，橡皮条另一端系一A球，绳子另一端系一B球，两球质量相等．现将橡皮条和绳子都拉至水平位置，由静止释放两球，摆至最低点时，橡皮条和绳子的长度恰好相等．若不计橡皮条和绳子质量，两球在最低点时速度的大小比较() A．A球较大B．B球较大C．两球一样大D．条件不足，无法比较解析A球摆至最低点时，重力势能的减少除转化为动能外，还转化为弹性势能．所以A球在最低点时的速度较小．答案 B如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m，且M＞m，不计摩擦，系统由静止开始运动过程中()A．M、m各自的机械能分别守恒B．M减少的机械能等于m增加的机械能C．M减少的重力势能等于m增加的重力势能D．M和m组成的系统机械能守恒解析M下落过程中，绳的拉力对M做负功，M的机械能减少；m上升过程，绳的拉力对m做正功，m的机械能增加，A错误；对M、m组成的系统，机械能守恒，易得B、D正确；M减少的重力势能并没有全部用于m重力势能的增加，还有一部分转变成M、m的动能，所以C错误．答案BD11.如图是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B处安装一个压力传感器，其示数N表示该处所受压力的大小．某滑块从斜面上不同高度h 处由静止下滑，通过B 时，下列表述正确的有( )A ．N 小于滑块重力B ．N 大于滑块重力C ．N 越大表明h 越大D ．N 越大表明h 越小解析 设滑块到达B 点时的速度为v ，根据牛顿第二定律有，N －mg ＝m v 2R ，得N ＝m v 2R ＋mg ，故选项B 正确，选项A 错误；由机构能守恒定律有mgh ＝12m v 2，联立以上等式得N ＝mg (1＋2h R )，可知选项C 正确，选项D 错误．答案 BC12．如图所示，轻弹簧K 一端与墙相连，质量为4 kg 的木块沿光滑的水平面以5 m/s 的速度运动并压缩弹簧K ，求弹簧在被压缩过程中最大的弹性势能及木块的速度减为3 m/s 时弹簧的弹性势能．解析 木块的动能全部转化为弹性势能时弹簧获得最大的弹性势能E pm ＝12m v 20＝50 J.当木块的速度减为3 m/s 时E p ＝12m v 20－12m v 2＝32 J. 答案 50 J 32 J13．如图所示，AB 是竖直面内的四分之一圆弧形光滑轨道，下端B 与水平直轨道相切．一个小物块自A 点由静止开始沿轨道下滑，已知轨道半径为R ＝0.2 m ，小物块的质量为m ＝0.1 kg ，小物块与水平面间的摩擦因数μ＝0.5，取g ＝10 m/s 2.求：(1)小物块在B 点时受圆弧轨道的支持力；(2)小物块在水平面上滑动的最大距离．解析 (1)由机械能守恒定律，得mgR ＝12m v 2B 在B 点F N －mg ＝m v 2B R联立以上两式得F N ＝3mg ＝3×0.1×10 N ＝3 N.(2)设小物块在水平面上滑动的最大距离为s ，对整个过程由动能定理得mgR －μmgs ＝0代入数据得s ＝R μ＝0.20.5m ＝0.4 m. 答案 (1)3 N (2)0.4 m14．如图所示，光滑圆柱被固定在水平平台上，质量为m 1的小球用轻绳跨过圆柱与质量为m 2的小球相连，开始时让m 1放在平台上，两边绳子竖直．两球从静止开始m 1上升，m 2下降，当m 1上升到圆柱的最高点时，绳子突然断了，发现m 1恰能做平抛运动，求m 2m 1.解析 由题意可知，在m 1上升到最高点时，由重力提供向心力即m 1g ＝m 1v 2R从开始到m 1到达最高点的过程中，对m 1、m 2和轻绳组成的系统，满足机械能守恒则m 2gR (1＋π2)－2m 1gR ＝12(m 1＋m 2)v 2 由以上两式得m 2m 1＝＋π)． 答案 ＋π)。
【单元练】2021年高中物理必修2第八章【机械能守恒定律】经典习题(答案解析)
一、选择题1．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 ．两滑块组成的系统机械能守恒B ．重力对M 做的功等于M 动能的增加量C ．轻绳对m 做的功等于m 势能的增加量D ．两滑块组成系统的机械能损失量等于M 克服摩擦力做的功D 解析：DA. 由于“粗糙斜面ab ”的存在，M 沿斜面向下运动的过程中，与斜面之间有摩擦损耗，所以两滑块组成系统的机械能不守恒，故A 错误；B. 由动能定理可知，重力、拉力、摩擦力对M 做的总功等于M 动能的增加量，故B 错误；C. 除重力、弹力以外的力做功，将导致机械能变化；轻绳对m 的拉力对m 做正功，则轻绳对m 做的功等于m 机械能的增加量，故C 错误；D. 除重力、弹力以外的力做功，将导致机械能变化；M 沿斜面向下运动的过程中要克服摩擦力做的功，根据能量守恒定律，两滑块组成系统的机械能损失量等于M 克服摩擦力做的功，故D 正确。
故选D 。
2．如图为嘉兴七一广场音乐喷泉喷出水柱的场景。
喷泉喷出的最高水柱约50m ，喷管的直径约为10cm ，已知水的密度ρ=1×103kg/m 3.据此估计喷管喷水的电动机的输出功率约为（ ）A ．6.5×104WB ．1.3×105WC ．2.6×105WD ．5.2×105W B解析：B喷泉喷水的初速度为021010m/s gh ν==t 时间喷水的质量为204dm V v t ρρπ==则喷水消耗的功率大约为20512 1.310Wmv P t==⨯ 故选B 。
3．小球在距地面h 高处，以初速度v 0沿水平方向抛出一个物体，若忽略空气阻力，它运动的轨迹如图所示，那么下面说法错误的是（ ）A ．物体在c 点的动能比在a 点时大B ．若选抛出点为零势点，物体在a 点的重力势能比在c 点时小C ．物体在a 、b 、c 三点的机械能相等D ．物体在a 点时重力的瞬时功率比c 点时小B 解析：BA ．沿水平方向抛出的物体，不计空气阻力，物体在下落过程中，只有重力做功，机械能守恒。
高中物理 第七章 机械能守恒定律过关检测 新人教版必修2(2021年最新整理)
高中物理第七章机械能守恒定律过关检测新人教版必修2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第七章机械能守恒定律过关检测新人教版必修2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第七章过关检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题（本题共8小题，每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中，1~5小题只有一个选项正确,6~8小题有多个选项正确。
全部选对的得6分,选不全的得3分，有选错或不答的得0分）1。
课外活动时,王磊同学在40 s的时间内做了25个引体向上，王磊同学的体重大约为50 kg,每次引体向上大约升高0。
5 m，试估算王磊同学克服重力做功的功率大约为(g取10N/kg)()A。
100 W B。
150 WC。
200 W D。
250 W解析:每次引体向上克服重力做的功约为W1=mgh=50×10×0。
5 J=250 J40 s内的总功W=nW1=25×250 J=6 250 J40 s内的功率P=W≈156 W。
答案:B2.如图所示,质量为m的物体P放在光滑的倾角为θ的斜面体上，同时用力F向右推斜面体,使P与斜面体保持相对静止。
在前进水平位移为l的过程中,斜面体对P做功为()A.FlB.mg sin θ·lC.mg cos θ·lD.mg tan θ·l解析：斜面对P的作用力垂直于斜面,其竖直分量为mg，所以水平分量为mg tan θ，做功为水平分量的力乘以水平位移。
答案：D3.汽车的发动机的额定输出功率为P1，它在水平路面上行驶时受到的摩擦阻力大小恒定.汽车在水平路面上由静止开始运动，直到车速达到最大速度v m,汽车发动机的输出功率P随时间变化的图象如图所示.若在0~t1时间内,汽车发动机的牵引力是恒定的，则汽车受到的合力F合随时间变化的图象可能是（）解析：0~t1时间内牵引力是恒定的,故合力也是恒定的，输出功率一直增大。
人教版高中物理必修2 7.8 机械能守恒定律 巩固练习题
7.8 机械能守恒定律巩固练习1．关于机械能守恒的叙述，正确的是()A．做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒B．做变速直线运动的物体机械能不可能守恒C．合外力为零时，机械能一定守恒D．只有重力对物体做功，物体的机械能不一定守恒[答案]A2．下列情况下机械能守恒的是()A．跳伞运动员从空中匀速下落过程B．物体以8 m/s2的加速度在空中下落过程C．物体做平抛运动过程D．物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程[答案]C3．下列所描述的物体，在忽略空气阻力时机械能守恒的是()A．滑块在水平拉力的作用下沿光滑水平面做匀加速直线运动B．物体用轻杆连接在竖直面内做匀速圆周运动C．物体沿竖直方向向下做加速度为5 m/s2的匀加速运动D．沿竖直向上的方向抛出的物体[答案]D4．如图所示，具有一定初速度的物块，沿倾角为30°的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块的加速度大小为4 m/s2，方向沿斜面向下，那么，在物块向上运动的过程中，下列说法正确的是()A．物块的机械能一定增加B．物块的机械能一定减小C．物块的机械能可能不变D．物块的机械能可能增加也可能减小[答案]A5．如图所示，质量为m的小球以速度v0离开桌面，若以桌面为零势能面，则它经过A 点时所具有的机械能是(不计空气阻力)()A.12m v2＋mghB.12m v2－mghC.12m v2D.12m v2＋mg(H－h)[答案]C6．如图所示，倾角为30°的斜面连接水平面，在水平面上安装半径为R的半圆竖直挡板，质量m的小球从斜面上高为R/2处静止释放，到达水平面恰能贴着挡板内侧运动．不计小球体积，不计摩擦和机械能损失，则小球沿挡板运动时对挡板的作用力是() A．0.5mg B．mgC．1.5mg D．2mg[答案]B7．(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面的顶点滑向底部，如右图所示．如果它们的初速度都为0，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．它们在最高点时的机械能和它们到达最低点时的机械能大小各自相等[答案]CD8．(多选)如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两个物体，质量分别为M和m，且M>m，不计摩擦，系统由静止开始运动的过程中()A．两个物体各自的机械能分别守恒B．质量为M的物体减少的机械能等于质量为m的物体增加的机械能C．质量为M的物体减少的重力势能等于质量为m的物体增加的重力势能D．两个物体组成的系统机械能守恒[答案]BD9．(多选)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离，如右图所示．假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是()A．运动员到达最低点前重力势能始终减小B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关[答案]ABC10．小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如右图所示．将两球由静止释放．在各自轨迹的最低点()A．P球的速度一定大于Q球的速度B．P球的动能一定小于Q球的动能C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度[答案]C12．(多选)如右图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为2m的小球，B处固定质量为m的小球，支架悬挂在O点，可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动，开始时OB与地面相垂直．放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是()A．A处小球到达最低点时速度为0B．A处小球机械能的减少量等于B处小球机械能的增加量C．当支架从左向右回摆时，A处小球能回到起始高度D．B处小球向左摆动所能达到的最高位置应高于A处小球开始运动时的高度[答案]BCD11．一个物体以一定的初速度竖直上抛，不计空气阻力，那么在选项图中，表示物体的动能E k随高度h变化的图像A，物体的重力势能E p随速度v变化的图像B，表示物体的机械能E随高度h变化的图像C，表示物体的动能E k随速度v的变化图像D，其中错误的是()[答案]B13．如图所示，均匀铁链长为L，平放在距地面为2L的光滑水平桌面上，其长度的1 5悬垂于桌面下．从静止开始释放铁链，求铁链的下端刚要着地时的速度大小．[答案]1574gL14．质量分别为m a＝1 kg、m b＝2 kg的滑块a、b用质量不计的长为L＝0.2 m的杆连接，将整个装置放在倾角为α＝30°的长木板上，现将装置无初速释放，且释放瞬间滑块b距离地面的高度为h＝0.1 m，整个运动过程中不考虑滑块经过衔接处损失的能量，不计一切摩擦和阻力，重力加速度g＝10 m/s2.则(1)两个滑块都进入水平面时的速度为多大？(2)在整个运动的过程中，滑块b的机械能如何变化？变化了多少？263m/s(2)机械能增加增加了2 3J[答案](1)。
7.8机械能守恒定律专练3：轻绳与机械能-河南省2021学年高一物理人教版必修2(附答案)
B．环到达 B 处时，环与重物的速度大小相等 C．环从 A 到 B，环减少的机械能大于重物增加的机械能
D．环能下降的最大高度为 3 d 4
3．（多选）如图所示，可视为质点的相同且光滑的两定滑轮高度相同，跨过滑轮的细线分 别连接质量相等的两物体 A 和 B，A 套在光滑水平轻杆上，开始时连接 A 的细线与水平杆 夹角为θ=53°，现由静止释放 A，在 A 由静止开始向右运动至达到最大速度的过程中（B 始 终未碰杆）（ ）
h2 d 2 d ，根据机械能守恒有 mgh 3mg( h2 d 2 d )
得 h 3 d ，故 D 正确。故选 D。 4
3．BD
【解析】A.当连接
A
的细线与水平杆垂直时，A
的速度最大。A
的位移
xA
h
tan 37o
3 4
h
B
的位移
xB
h sin 53o
h
h 4
，A
的位移大于
B
的位移，A
错误；
速，环到达 B 点时重物速度为零，然后再向上加速，最后向上减速，A 错误，B 正确；
A．在物体 C 从 M 点运动到 N 点过程中，物体 C 的机械能一直减小 B．在物体 C 从 M 点运动到 N 点过程中，物体 B 一直做加速运动 C．物体 C 在 M 点时弹簧的弹性势能大于物体 C 在 N 点时弹簧的弹性势能 D．物体 C 的质量为 0.5kg 5．（多选）圆心为 O、半径为 R 的光滑圆弧轨道 AC 与倾角θ=30°的光滑斜面 BC 固定在一 起，如图所示，其中 O、C、B 三点共线，OA 竖直。质量分别为 m1、m2 的两小球 1、2 用 轻绳相连挂在 C 点两侧（C 点处有一小段圆弧），开始时小球 1 位于 C 处，小球 2 位于斜 面底端 B 处，现由静止释放小球 1，小球 1 沿圆弧轨道下滑，已知 m1=6m2，重力加速度为 g， 则在小球 1 由 C 点下滑到 A 点的过程中（ ）
高中物理 第七章 机械能守恒定律 第2、3节 功和功率练习 新人教版必修2(2021年最新整理)
高中物理第七章机械能守恒定律第2、3节功和功率练习新人教版必修2 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第七章机械能守恒定律第2、3节功和功率练习新人教版必修2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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功和功率一、不定项选择题1。
如图所示,用恒力F拉着质量为m的物体沿水平面从A移到B的过程中，下列说法正确的是（）A。
有摩擦力时比无摩擦力时F做的功多B. 有摩擦力时与无摩擦力时F做的功一样多C. 物体加速运动时F做的功比减速运动时F做的功多D. 物体无论是加速、减速还是匀速,力F做的功一样多2。
质量为m的物体,受水平力F的作用,在粗糙的水平面上运动，下列说法正确的是（)A. 如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功B. 如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功C。
如果物体做减速直线运动，F也可能对物体做正功D。
如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功3。
如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止．则关于斜面对m的支持力和摩擦力，下列说法正确的是( ）A. 支持力一定做正功B. 摩擦力一定做正功C。
摩擦力可能不做功D. 摩擦力可能做负功4. 把A、B两小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示．则下列说法正确的是（)A. 两小球落地时速度相同B. 两小球落地时,重力的瞬时功率相同C。
7.8机械能守恒定律专练2：2021学年高一物理人教版必修2(附答案)
专练2：机械能与曲线运动（培优）【分类精选——最新最全】1．（2020·江苏苏州市·高一期中）抛出的铅球在空中运动轨迹如图所示，A、B为轨迹上等E、P分别表示铅球的速率、机械高的两点，铅球可视为质点，空气阻力不计。
用v、E、k能、动能和重力瞬时功率的大小，用t表示铅球在空中从A抛出后的运动时间，则下列图像中正确的是（）A．B．C．D．v=初2．（2021·渝中区·重庆巴蜀中学高一月考）如图所示，质量为2kg的石块以05m/s h=处斜向上抛出，最终落到水平地面上，已知初速度方向与水平方向的夹速度从高度10m角为30，不计空气阻力，g取210m/s，则下列说法正确的是（）A．石块在空中运动时机械能先减小再增大B．石块落到水平地面时的速度大小与其质量m有关C．以抛出点为零势能面，石块落到水平地面时的机械能为25JD．石块落到水平地面时的速度大小与抛出时速度与水平方向的夹角有关3．（2021·浙江高一月考）如图甲所示的陀螺可在圆轨道的外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”。
该玩具深受孩子们的喜爱，其物理原理可等效为如图乙所示的模型：半径为R的磁性圆轨道竖直固定，质量为m的小铁球（视为质点）在轨道外侧转动，A、B两点分别为轨道上的最高、最低点。
铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。
下列说法不正确的是（）A．铁球可能做匀速圆周运动B．铁球绕轨道转动时机械能守恒C．铁球在AD．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的磁性引力至少为5mg4．（2021·江苏苏州市·吴江中学高一月考）如图所示，带有底座的光滑竖直圆形轨道半径为R，置于粗糙水平地面上。
一质量为m的小球在圆形轨道最低点A以水平初速度v0向右运动，小球在圆形轨道内部做完整的圆周运动，圆形轨道始终没有移动。
设重加速度为g，则下列说法正确的是（）A．当小球运动与圆心等高处的C点时，装置对地面的摩擦力方向向左B．小球对轨道的最大压力与最小压力之差为6mgC．底座对地面的最大摩擦力与最小摩擦力之差为3mgD．小球的最大速度与最小速度之差为5．（2020·泗洪县洪翔中学高一月考）如图所示，一小物块（视为质点）从10m H =高处，由静止开始沿光滑弯曲轨道AB 进入半径R =2m 的光滑竖直圆环内侧，弯曲轨道AB 在B 点与圆环轨道平滑相接。
2021年高中物理 7-7 实验 验证机械能守恒定律课后巩固提高训练 新人教版必修2
2021年高中物理 7-7 实验验证机械能守恒定律课后巩固提高训练新人教版必修2一、选择题(1～4为单选，5～6为多选。
每小题8分，共48分。
)1．利用打点计时器验证自由落体运动的物体机械能守恒时，下列器材中不必要的是( )A．重物B．纸带C．天平D．低压电源2.在做“验证机械能守恒定律”的实验时，发现重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的原因是( )A．选用的重锤质量过大B．选用的重锤质量过小C．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力D．实验时操作不过细，实验数据测量不准确3．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器安装时必须使计时器保持水平，而使限位孔保持竖直状态，这是因为( )A．纸带通过顺畅，以减少摩擦阻力B．无论限位孔怎样安装对实验结果无影响C．保证打点均匀D．保证重锤能匀速下落4．某同学身高1.8 m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8 m高度的横杆．据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(g取10 m/s2)( ) A．2 m/s B．4 m/sC．6 m/s D．8 m/s5．在“验证机械能守恒定律”实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件哪种更为有利( )A．只要足够重就可以B．只要体积足够小就可以C．既要重，又要体积小D．应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲6.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软绳两端，已知m1>m2.现要利用此装置验证机械能守恒定律．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( )A．物块的质量m1、m2；B．物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；C．物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间；D．绳子的长度二、非选择题(共52分)7．(8分)为进行验证机械能守恒定律的实验，有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器、复写纸、纸带、低压直流电流、天平、秒表、导线、开关，其中不必要的器材是____________________，缺少的器材是________________________．8．(8分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知电火花计时器所用的电源频率为50 Hz，查得当地的重力加速度为9.8 m/s2，测得所用的重物的质量为1.00 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点．经测量知道A、B、C、D到O点的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm.根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于________ J，动能增加量等于________ J(取3位有效数字)．9．(12分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50 Hz，某同学选了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图所示，(图中O点是电火花计时器打出的第一个点，A、B、C、D、E分别是每打两个点取出计数点，单位是：mm)．根据纸带要求计算：(1)重物下落的加速度；(2)若重物的质量为m，则重物从开始下落到打B点时，减少的重力势能；(3)重物下落到打B点时增加的动能；(4)从(2)(3)数据可得出什么结论？产生误差的主要原因是什么？答案1．C 验证机械能守恒定律的原理是重力势能的减少量与物体动能的增加量相等，即mgΔh ＝12mv 2，由此式可看出：不需测物体的质量，故C 正确．本题涉及验证机械能守恒的基本原理，体现了对基本实验能力的考查．2．C 重锤和纸带下落过程中要克服阻力做功，因此重锤减少的重力势能要大于增加的动能，故C 正确．3．A 根据实验原理可知，阻力越小，其消耗的机械能越少，实验结果就越准确，所以需采取各种措施减小摩擦，使限位孔竖直就是其中的措施之一．4．B 将运动员视为做竖直上抛运动，整个过程机械能守恒，取地面为参考平面，最高点速度为零，由E k1＋E p1＝E k2＋E p2得：12mv 20＋mgh 1＝mgh 2，其中h 1为起跳时人重心的高度，即h 1＝0.9 m ，代入数据得起跳速度v 0＝2g h 2－h 1＝2×10× 1.8－0.9m/s≈4.2 m/s.本题易错点出现在漏掉了人的身高，认为人的重心从地面升高而错选C.5．CD 选择重物时既要考虑减小空气阻力，又要考虑实验的方便，可操作性强，故C 、D 正确．6．AB 或AC 通过连接在一起的A 、B 两物体验证机械能守恒定律，即验证系统的势能变化与动能变化是否相等，A 、B 连接在一起，A 下降的距离一定等于B 上升的距离；A 、B 的速度大小总是相等的，故B 、C 只测其中之一即可，不需要测量绳子的长度．7．(1)低压直流电流、天平、秒表 (2)重锤、刻度尺、低压交流电源8．7.62 7.57解析：C 点到O 点的距离h c ＝77.76 cm ，由此可知重力势能的减少量为mgh c ＝1.00×9.80×77.76×10－2≈7.62 J.不能错误认为动能增加量也为7.62 J ．C 点的速度v c ＝h BD /2T 代入数值可以解得v c ＝3.89m/s.所以重物动能的增量为12mv 2＝7.57 J ．在误差允许的范围内重力势能的减少量等于动能的增加量．9．(1)9.688 m/s 2 (2)1.911 m J(3)1.889 m J (4)见解析解析：(1)要据逐差法求加速度 x AB ＝OB －OA ＝195.0 mm －125.0 mm＝70.0 mm ＝0.07 m ，x BC＝OC－OB＝280.5 mm－195.0 mm＝85.5 mm＝0.085 5 m，x CD＝OD－OC＝381.5 mm－280.5 mm＝101.0 mm＝0.101 m，x DE＝OE－OD＝498 mm－381.5 mm＝116.5 mm＝0.116 5 m. a1＝(x CD－x AB)/2T2，a2＝(x DE－x BC)/2T2，a＝a1＋a22＝(x CD＋x DE－x BC－x AB)/4T2，＝(0.101＋0.116 5－0.085 5－0.07)/[4×(0.04)2] m/s2≈9.688 m/s2.即重物下落的加速度为9.688 m/s2.(2)重物从开始下落到打B点时减少的重力势能为：ΔE p减＝mgh＝mg OB＝9.8×0.195 0 m J＝1.911 m J(3)重物下落到打B点时的速度为v B＝(x AB＋x BC)/2T＝(0.07＋0.085 5)/(2×0.04) m/s≈1.944 m/s则物体从开始下落到打B点增加的动能为ΔE k增＝mv2B/2≈1.889 m J(4)从(2)(3)可以得出在实验误差允许范围内重物重力势能的减少量等于其动能的增加量，机械能守恒．重物减少的重力势能略大于其增加的动能的原因是：重物在下落时要受到阻力的作用(打点计时器对纸带的摩擦阻力、空气阻力等)．重物克服阻力做功要损失一部分机械能．10.(12分)在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点．该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中(单位：cm)．(已知交流电的周期为T＝0.02 s)(1)该三个数据中不符合有效数字读数要求的是________，应记作________ cm.(2)该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g＝9.8 m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为________，而动能的增加量为________(均保留3位有效数字，重锤质量为1 kg)，这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量__________动能的增加量(选填“大于”“小于”或“等于”)，原因是_______________________________________________________________________________ ____________________________________.(3)另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，将打点计时器打下的第一个点O记为第1个点，图中的B是打点计时器打下的第9个点．因此他用v B＝gt计算B点对应的物体的即时速度，得到动能的增加量为________，这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量________动能的增加量(选填“大于”“小于”或“等于”)，原因是_______________________________________________________________________________ ________________________________________.11．(12分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50 Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时，各计数点对应刻度尺上的读数如图所示(图中O点是打点计时器打出的开始下落的第1个点，A、B、C、D、E、F分别是每打两个点取出的计数点)根据纸带计算：(1)重物下落到打B 点、E 点时的速度．(2)若重物的质量为m kg ，则重物从开始下落到打B 点时，减少的重力势能是多少？重物增加的动能为多少？(3)若重物质量为m kg ，求重物下落BE 高度的过程中重力势能减少多少？重物的动能增加多少？(4)从(2)(3)数据可得出什么结论？产生误差的原因是什么？(当地重力加速度为9.8 m/s 2)答案10．(1)15.7 cm 15.70 (2)1.22 J 1.20 J 大于 重锤在下落的过程中受到阻力的作用 (3)1.23 J 小于 重锤下落的加速度比重力加速度g 要小解析：(1)用毫米刻度尺测量，有效数字应精确到0.01 cm ，所以15.7 cm 不符合有效数字读数的要求，应记作15.70 cm.(2)重锤重力势能的减少量为mgh B ＝1.22 J ，动能的增加量为12mv 2B ＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫h C －h A 2T 2≈1.20 J， 这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量“大于”动能的增加量，原因是重锤在下落的过程中受到阻力的作用．(3)动能的增加量为12mv 2B ＝12m (gt )2≈1.23 J，这样验证的系统误差总是使重锤势能的减少量“小于”动能的增加量，原因是重锤下落的加速度比重力加速度g 要小．11．(1)1.944 m/s 3.106 m/s(2)1.91m (J) 1.89m (J)(3)2.969m (J) 2.934m (J)(4)见解析(1)x AB ＝195.0 mm －125.0 mm ＝70.0 mm ＝0.070 0 m ，x BC ＝280.5 mm －195.0 mm ＝85.5 mm ＝0.085 5 m ，x DE ＝498.0 mm －381.5 mm ＝116.5 mm ＝0.116 5 m ，x EF ＝630.0 mm －498.0 mm ＝132.0 mm ＝0.132 0 m ，v B ＝x AB ＋x BC 2T ＝0.070 0＋0.085 52×0.04m/s≈1.944 m/s， v E ＝x DE ＋x EF 2T ＝0.116 5＋0.132 02×0.04m/s≈3.106 m/s. (2)重物从开始下落到打B 点时，减少的重力势能为ΔE p 减＝mgx BO ＝9.8×0.195m ≈1.91m J.增加的动能为ΔE k 增＝12mv 2B ＝12m ×(1.944)2≈1.89m J. (3)重物下落BE 高度时减少的重力势能为ΔE p 减＝mgx EB ＝9.8×(0.498 0－0.195 0)m ≈2.969m J ，增加的动能ΔE k 增＝12mv 2E －12mv 2B ＝12m ×(3.106)2－12m ×(1.944)2＝2.934m J. (4)从(2)(3)可以得出：在实验误差允许的范围内重物重力势能的减少等于其动能的增加，机械能守恒．重物减少的重力势能略大于其增加的动能的原因是：重物在下落时要受到阻力的作用(打点计时器对纸带的摩擦阻力，空气阻力等)，重物克服阻力做功要损失一部分机械能．c33756 83DC 菜22063 562F 嘯|39561 9A89 骉)+ a~32863 805F 聟e 38137 94F9 铹。
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2021年高中物理 7.8机械能守恒定律练习新人教版必修2
姓名 班级 组别 使用时间
【学习目标】
1、 掌握应用机械能守恒定律解题的一般步骤
2、 用机械能守恒定律能解决相应的实际问题 【训练重点】机械能守恒定律的实际应用 【训练习题】
一、技巧性练习（选择题） 1、两质量相同的小球A 、B 用线悬在等高的O 1、O 2点，A 球的悬线比B 球长.把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放，则经最低点时（以悬点为零势能点）（如图所示）（ ） A.B 球的动能大于A 球的动能 B.A 球的动能大于B 球的动能 C.A 球的机械能大于B 球的机械能 D.A 球的机械能等于B 球的机械能
2、从h 高处以初速度v 0竖直向上抛出一个质量为m 的小球，如图所示，若取抛出处物体的重力势能为0，不计空气阻力，则物体着地时的机械能为（ ） A.mgh B.mgh + C. D. -mgh
3、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中正确的应是（ ） 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
4、图中的四个选项,木块均在固定的斜面上运动,其中图(A)(B)(C)中的斜面是光滑的,图(A)(B)中的F 为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图(A)(B)(D)中的木块向下运动,图(C)中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中,机械能守恒的是图( ).
二、技能性练习（计算题） 5、如图所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC ，其半径R=0.5 m ，轨道在C 处与水平地面相切，在C 处放一小物块，给它一水平向左的初速度v 0=5 m/s ，结果它沿CBA 运动，通过A 点，最后落在水平地面上的
D 点，求C 、D 的距离x （取重力加速度g=10 m/s 2
）.
6、如图所示,一根长l 的细线,一端固定在顶板上,另一端拴一个质量为m 的小球.现使细线偏离竖直方向α=60°角后,从A 点处无初速地释放小球.试问:
(1)小球摆到最低点O 时的速度多大?
(2)小球摆到左方最高点的高度(相对最低点)多高?
(3)若在悬点正下方处有一钉子,O′P=l/3,不计悬线与钉碰撞时的能量损失,则小球碰钉后向左摆动过程中能达到的最大高度有何变化?
7、游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来。
其模型如图所示，弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接，使小球从圆弧轨道上端滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运行。
实验发现，只要h 值大于一定值，小球就可以顺利通过圆轨道的最高点。
已知圆轨道半径为R ，h 至少等于多大？（不考虑阻力）
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