人教版高中物理必修二课时作业17.docx

高中物理学习材料

（鼎尚**整理制作）

1．物体在平衡力作用下运动的过程中，下列说法正确的是()

A．机械能一定不变

B．物体的动能保持不变，而势能一定变化

C．若物体的势能变化，则机械能一定变化

D．若物体的势能变化，则机械能不一定有变化

【解析】由于物体在平衡力的作用下做匀速直线运动，所以物体的动能不变，而势能可能不变，也可能变化，当物体的势能变化时，机械能一定变化，当物体的势能不变时，机械能一定不变，故C正确，A、B、D错误．【答案】 C

2．游乐场中的一种滑梯如图7－8－11所示．小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则()

图7－8－11

A．下滑过程中支持力对小朋友做功

B．下滑过程中小朋友的重力势能增加

C．整个运动过程中小朋友的机械能守恒

D．在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功

【解析】小朋友在运动过程中受阻力作用，机械能不守恒，因此C错误；在整个运动中支持力与运动方向垂直，因此对小朋友不做功，A错误；下滑中小

朋友的重力势能减小，因此B 错误；而运动过程中小朋友的机械能减少了，因此摩擦力做负功，所以D 正确．

【答案】 D

3．如图7－8－12所示，一固定在地面上的光滑斜面的顶端固定有一轻弹簧，地面上质量为m 的物块(可视为质点)向右滑行并冲上斜面．设物块在斜面最低点A 的速率为v ，压缩弹簧至C 点时弹簧最短，C 点距地面高度为h ，则物块运动到C 点时弹簧的弹性势能为( )

图7－8－12

A ．mgh

B ．mgh ＋12mv 2

C ．mgh －12mv 2 D.12mv 2－mgh

【解析】 由机械能守恒定律可得物块的动能转化为其重力势能和弹簧的弹

性势能，有12mv 2＝mgh ＋E p ，故E p ＝12

mv 2－mgh . 【答案】 D

4．如图7－8－13所示，斜面置于光滑水平地面，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是( )

图7－8－13

A ．物体的重力势能减少，动能增加

B ．斜面的机械能不变

C ．斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功

D ．物体和斜面组成的系统机械能守恒

【解析】 物体由静止开始下滑的过程其重力势能减少，动能增加，A 正确；物体在下滑过程中，斜面做加速运动，其机械能增加，B 错误；物体沿斜面下滑

时，既沿斜面向下运动，又随斜面向右运动，其合速度方向与弹力方向不垂直，弹力方向垂直于接触面，但与速度方向之间的夹角大于90°，所以斜面对物体的作用力对物体做负功，C 错误；对物体与斜面组成的系统，只有物体的重力和物体与斜面间的弹力做功，机械能守恒，D 正确．

【答案】 AD

5．将物体从地面竖直上抛，如果不计空气阻力，物体能够达到的最大高度为H .当物体在上升过程中的某一位置，它的动能是重力势能的3倍，则这一位置的高度是( )

A ．2H /3

B ．H /2

C ．H /3

D ．H /4

【解析】 物体在运动过程中机械能守恒，设动能是重力势能的3倍时的高度为h ，取地面为零势能面，则有mgH ＝E k ＋mgh ，即mgH ＝4mgh ，解得：h ＝H /4，故D 正确．

【答案】 D

6. 如图7－8－14是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置的一部分，M 为半径为R ＝1.0 m 、固定于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，M 的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m ＝0.01 kg 的小钢珠．假设某次发射的钢珠沿轨道内侧恰好能经过M 的上端点水平飞出，取g ＝10 m/s 2，弹簧枪的长度不计，则发射该钢珠前，弹簧的弹性势能为( )

图7－8－14

A ．0.10 J

B ．0.15 J

C ．0.20 J

D ．0.25 J

【解析】 小钢珠恰好经过M 的上端点有mg ＝m v 2R ，所以v ＝ gR ＝ 10

m/s.根据机械能守恒定律得E p ＝mgR ＋12mv 2＝0.15 J.

【答案】 B

7．如图7－8－15所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各连有一杂技演员(可视为质点)，甲站于地面上，乙从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员乙摆至最低点时，甲刚好对地面无压力，则演员甲的质量与演员乙的质量之比为( )

图7－8－15

A ．1∶1

B ．2∶1

C ．3∶1

D ．4∶1

【解析】 设定滑轮到乙演员的距离为L ，那么当乙摆至最低点时下降的高度为L 2，根据机械能守恒定律可知m 乙g L 2＝12m 乙v 2；又因当演员乙摆至最低点时，

甲刚好对地面无压力，说明绳子上的张力和甲演员的重力相等，所以m 甲g －m 乙

g ＝m 乙v 2L ，联立上面两式可得演员甲的质量与演员乙的质量之比为2∶1.B 对．

【答案】 B

8．(2013·东城区高一期末)如图7－8－16所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m 的小球A ，若将小球A 从弹簧原长位置由静止释放，小球A 能够下降的最大高度为h .若将小球A 换成质量为2m 的小球B ，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B 下降h 时的速度为(重力加速度为g ，不计空气阻力)( )

图7－8－16 A.2gh B.gh C.gh 2 D ．0

【解析】 设小球A 下降高度h 时，弹簧的弹性势能为E p ，由机械能守恒可知E p ＝mgh .当小球A 换为质量为2m 的小球B 时，设小球B 下降h 时速度为v ，

根据机械能守恒有2mgh＝1

2·2mv

2＋E

p

，解得v＝gh，B项正确．

【答案】 B

9．如图7－8－17，把一根内壁光滑的细圆管弯成3/4圆周形状，且竖直放置，管口A竖直向上，管口B水平向左，一小球从管口A的正上方h1高处自由落下，经细管恰能到达细管最高点B处．若小球从A管口正上方h2高处自由落下，进入A管口运动到B点后又从空中飞落进A口，则h1∶h2为()

图7－8－17

A．1∶1B．2∶3

C．4∶5 D．5∶6

【解析】当小球从管口A的正上方h1高处自由落下，到达细管最高点B 处时的速度为零，则根据机械能守恒定律有(取管口A的位置重力势能为零)，mgh1＝mgR，解得h1＝R；当从A管口正上方h2高处自由落下时，根据平抛运动规律

有R＝v B t，R＝1

2gt

2，解得v

B

＝

gR

2，根据机械能守恒定律有mgh2＝mgR＋

1

2mv

2

B

，

解得h2＝5R/4，故h1∶h2＝4∶5.

【答案】 C

10．(2013·九江高一期末)如图7－8－18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的最大弹性势能及木块速度减为 3 m/s时的弹性势能．

图7－8－18

【解析】在木块压缩弹簧及弹簧把木块弹开的过程中，弹簧弹力做功，木块的动能和弹簧的弹性势能相互转化．由于不存在其他力做功，故木块和弹簧构成的系统机械能守恒．

当木块速度减为零时，弹簧压缩量最大，弹性势能最大，设弹簧的最大弹性势能为E pm，则

E pm ＝12mv 20＝12×4×52 J ＝50 J.

当木块速度v 1＝3 m/s 时，弹簧的弹性势能为E p1

则12mv 21＋E p1＝12mv 20

所以E p1＝12mv 20－12mv 21＝32 J.

【答案】 50 J 32 J

11．从地面以10 m/s 的速度将质量为m 的物体竖直向上抛出，若忽略空气阻力，g 取10 m/s 2，则：

(1)物体上升的最大高度是多少？

(2)上升过程中，哪一位置处重力势能和动能相等？

【解析】 物体在空气中时只有重力做功，故机械能守恒．

(1)以地面为参考点，则E 1＝12mv 20，

在最高点动能为零，故E 2＝mgh .

由E 1＝E 2得 12mv 20＝mgh ，

所以h ＝v 202g ＝1022×10 m ＝5 m.

(2)如图所示，以地面为参考平面，则E 1＝12mv 20.

终态设在h 1高处，故E 2＝mgh 1＋12mv 21＝2mgh 1.

因机械能守恒，E 1＝E 2，所以12mv 20＝2mgh 1，所以h 1＝v 204g ＝1024×10 m ＝2.5 m.

【答案】 (1)5 m (2)2.5 m

12．如图7－8－19所示，质量为m 的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边光滑的定滑轮与质量为2m 的砝码相连，把绳拉直后使砝码从静止开始

下降h的距离时砝码未落地，木块仍在桌面上，求此时砝码的速度以及轻绳对砝码做的功．

图7－8－19

【解析】砝码从静止开始下降h的过程中，两物体组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律，系统减少的重力势能等于系统增加的动能，则：

2mgh＝1

2mv

2＋

1

2·2mv

2，

解得：v＝2

33gh，

设轻绳对砝码做功为W，对砝码由动能定理得：

2mgh＋W＝1

2·2mv

2－0，

解得：W＝－2

3mgh.

【答案】2

33gh－

2

3mgh