【红对勾】高考物理复习 课时作业17 机械能守恒定律 能的转化和守恒定律.doc

课时作业17机械能守恒定律能的转化和守恒定律时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)1下列几种情况，系统的机械能守恒的是()图1a图(a)中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动b图(b)中运动员在蹦床上越跳越高c图(c)中小车上放一木块，小车的左侧有弹簧与墙壁相连小车在左右振动时，木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计)d图(c)中如果小车振动时，木块相对小车有滑动解析：a选项弹丸只受重力与支持力，支持力不做功，只有重力做功，所以机械能守恒b选项中运动员做功，其机械能越来越大c选项中只有弹簧弹力做功，机械能守恒d选项中有滑动摩擦力做功，所以机械能不守恒答案：ac图22如图2所示，a、b两球质量相等，a球用不能伸长的轻绳系于o点，b球用轻弹簧系于o点，o与o点在同一水平面上分别将a、b球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时两球恰好仍处在同一水平面上，则()a两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等b两球到达各自悬点的正下方时，a球动能较大c两球到达各自悬点的正下方时，b球动能较大d两球到达各自悬点的正下方时，a球损失的重力势能较多解析：a球下摆过程中，因机械能守恒mglmva2b球下摆过程中，因机械能守恒mglep弹mvb2由得mva2ep弹mvb2可见mva2mvb2，b正确答案：b图33两个底面积都是s的圆筒，放在同一水平面上，桶内装水，水面高度分别为h1和h2，如图3所示已知水的密度为.现把连接两桶的阀门打开，最后两桶水面高度相等，则这过程中重力所做的功等于()a.gs(h1h2)2bgs(h1h2)2c.gs(h1h2)2 dgsh22解析：由于水是不可压缩的，把连接两桶的阀门打开到两桶水面高度相等的过程中，利用等效法把左管高以上部分的水等效的移至右管最后用功能关系，重力所做的功等于重力势能的减少量，阴影部分从左管移至右管所减少的重力势能为ep()gs()gs(h1h2)2所以重力做的功wggs(h1h2)2.答案：c图44如图4，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的o点，另一端系一小球给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动，在此过程中()a小球的机械能守恒b重力对小球不做功c绳的张力对小球不做功d在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少解析：小球做圆周运动的过程中，因有摩擦力做功，故小球机械能不守恒，选项a错误；在斜面内上升过程，重力做负功，下降过程，重力做正功，选项b错误；因绳张力总与速度垂直(指向圆心)，故绳的张力不做功，选项c正确；由功能关系可知，小球克服摩擦力做功等于机械能的减少，故选项d错误答案：c图55如图5所示，质量为m、长度为l的小车静止在光滑的水平面上质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端现用一水平恒力f作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动物块和小车之间的摩擦力为ff.物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为l.在这个过程中，以下结论正确的是()a物块到达小车最右端时具有的动能为(fff)(ll)b物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fflc物块克服摩擦力所做的功为ff(ll)d物块和小车增加的机械能为fl解析：根据动能定理，物块到达最右端时具有的动能为ek1ek1f(ll)ff(ll)(fff)(ll)，a正确物块到达最右端时，小车具有的动能可根据动能定理列式：ek2ek2ffl，b正确由功的公式，物块克服摩擦力所做的功为wfff(ll)，c正确物块增加的机械能ekm(fff)(ll)，小车增加的机械能ekmffl，物块和小车增加的机械能为ekmekmf(ll)ffl.或直接由功能关系得结论，d错误答案：abc图66一物块从如图6所示的弧形轨道上的a点由静止开始滑下，由于轨道不光滑，它仅能滑到b点由b点返回后，仅能滑到c点，已知a、b高度差为h1，b、c高度差为h2，则下列关系正确的是()ah1h2 bh1h2 dh1、h2大小关系不确定解析：由能的转化和守恒定律可知，物块由a到b的过程中重力势能减少mgh1，全部用于克服摩擦力做功，即wfabmgh1，同理：wfbcmgh2，又随着小滑块最大高度的降低，运动过程中的同位置处滑块对轨道的压力变小，必有wfabwfbc，所以mgh1mgh2，得：h1h2，c项正确答案：c图77半径为r的四分之一竖直圆弧轨道，与粗糙的水平面相连，如图7所示有一个质量为m的均匀细直杆搭放在圆弧两端，若释放细杆，它将开始下滑，并且最后停在水平面上在上述过程中()a杆克服摩擦力所做的功为mgrb杆克服摩擦力所做的功为mgrc重力所做的功为mgrd外力做的总功为mgr解析：在杆滑动的过程中，杆不能看作质点，重力所做的功为mgr，摩擦力所做的功为wf，杆受到的支持力对杆不做功，根据动能定理有：mgrwf00，可得wfmgr，即合外力所做的总功为0，杆克服摩擦力所做的功为mgr，故只有b正确答案：b图88沙河抽水蓄能电站自2003年投入运行以来，在缓解用电高峰电力紧张方面，取得了良好的社会效益和经济效益抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电，如图8所示，蓄水池(上游水库)可视为长方体，有效总库容量(可用于发电)为v，蓄水后水位高出下游水面h，发电过程中上游水库水位最大落差为d.统计资料表明，该电站年抽水用电为2.4108 kwh，年发电量为1.8108 kwh.则下列计算结果正确的是(水的密度为，重力加速度为g，涉及重力势能的计算均以下游水面为零势能面)()a能用于发电的水的最大重力势能epvghb. 能用于发电的水的最大重力势能epvg(h)c电站的总效率达75%d该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电(电功率以105 kw计)约10 h解析：以下游水面为零势能面，则用于发电的水的重心位置离下游水面高为(h)，故其最大重力势能epvg(h)，a错，b对；电站的总效率100%100%75%，故c对；设该电站平均每天发电可供一个大城市居民用电t小时，则：pt.代入数据得t5 h，故d错答案：bc二、计算题(31236)图99.是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，在下端b与水平直轨道相切，如图9所示，一小球自a点起由静止开始沿轨道下滑已知圆轨道半径为r，小球的质量为m，不计各处摩擦，求：(1)小球运动到b点时的动能；(2)小球下滑到距水平轨道的高度为r时速度的大小和方向；(3)小球经过圆弧轨道的b点和水平轨道的c点时，所受轨道支持力fnb、fnc各是多大？解析：以bc面所在的平面为零势能面(1)根据机械能守恒定律得：ekmgr(2)根据机械能守恒定律得：ekepmv2mgr小球速度大小为：v速度方向沿圆弧的切线向下，与竖直方向成30角(3)根据牛顿运动定律及机械能守恒定律，在b点：fnbmgm，mgrmvb2解得fnb3mg，在c点：fncmg.答案：(1)mgr(2)，沿圆弧的切线向下与竖直方向成30角(3)3mgmg图1010如图10所示，摆球的质量为m，从偏离水平方向30的位置由静止释放，求：(1)小球运动到最低点a时绳子受到的拉力是多大？(2)整个过程中小球的机械能还守恒吗？解析：(1)设悬线长为l，小球被释放后，先做自由落体运动，直到下落高度为h2lsinl，处于松弛状态的细绳被拉直为止如图1所示，这时，小球的速度方向竖直向下，大小为v.图11当绳刚被拉直时，在绳的冲力作用下，速度v的法向分量vn减为零(相应的动能转化为绳的内能)；小球以切向分量vvcos30，开始做变速圆周运动到最低点根据后一过程中机械能守恒，有m(vcos30)2mgl(1cos60)mva2在最低点a，根据牛顿第二定律，又有fmgm所以，绳的拉力为fmgm3.5mg.(2)整个过程中小球的机械能不守恒，细绳被拉直的瞬间小球的动能有损失，相应的动能转化为绳的内能答案：(1)3.5 mg(2)不守恒11如图12所示，传送带与水平面之间的夹角为30，其上a、b两点间的距离为l5 m，传送带在电动机的带动下以v1 m/s的速度匀速运动，现将一质量为m10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的a点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数/2，在传送带将小物体从a点传送到b点的过程中，求：(g取10 m/s2)(1)传送带对小物体做的功；(2)电动机做的功图12解析：(1)物块加速上升时的加速度a2.5 m/s2当小物体的速度v1 m/