2019-2020年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第17課時(shí) 習(xí)題課：機(jī)械能守恒定律學(xué)案新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第17課時(shí) 習(xí)題課：機(jī)械能守恒定律學(xué)案新人教版必修2【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.進(jìn)一步理解機(jī)械能守恒的條件及其判定.2.能靈活應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)方式.3.在多個(gè)物體組成的系統(tǒng)中，會(huì)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決相關(guān)問(wèn)題.4.明確機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理的區(qū)別【學(xué)習(xí)任務(wù)】一、機(jī)械能是否守恒的判斷1從做功角度判斷首先判斷分析的是單個(gè)物體(其實(shí)是單個(gè)物體與地球組成的系統(tǒng))還是系統(tǒng)，看機(jī)械能是否守恒，然后根據(jù)守恒條件做出判斷(1)單個(gè)物體：除重力外無(wú)其他力做功(或其他力對(duì)這個(gè)物體做功之和為零)，則物體的機(jī)械能守恒(2)系統(tǒng)：外力中除重力外無(wú)其他力做功，內(nèi)力做功之和為零，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒2從能量轉(zhuǎn)化角度判斷只有系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，無(wú)其他形式能量的轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)機(jī)械能守恒例1 如圖1所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是( )圖1A甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過(guò)程中，物體A機(jī)械能守恒B乙圖中，物體B沿斜面勻速下滑，物體B的機(jī)械能守恒C丙圖中，不計(jì)任何阻力時(shí)，A加速下落，B加速上升過(guò)程中，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球的機(jī)械能守恒二、系統(tǒng)機(jī)械能守恒問(wèn)題的分析多個(gè)物體組成的系統(tǒng)，就單個(gè)物體而言，機(jī)械能一般不守恒，但就系統(tǒng)而言機(jī)械能往往是守恒的對(duì)系統(tǒng)列守恒方程時(shí)常有兩種表達(dá)形式：Ek1Ep1Ek2Ep2或EA增EB減，運(yùn)用前者需要選取合適的參考平面，運(yùn)用后者無(wú)需選取參考平面，只要判斷系統(tǒng)內(nèi)哪個(gè)物體的機(jī)械能減少了多少，哪個(gè)物體的機(jī)械能增加了多少就行了例2 如圖2所示，質(zhì)量為m的木塊放在光滑的水平桌面上，用輕繩繞過(guò)桌邊的光滑定滑輪與質(zhì)量為M的砝碼相連已知M2m，讓繩拉直后使砝碼從靜止開(kāi)始下降h的距離(未落地)時(shí)，木塊仍沒(méi)離開(kāi)桌面，則砝碼的速度為多少？圖2三、應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決綜合問(wèn)題例3 如圖3所示，光滑細(xì)圓管軌道AB部分平直，BC部分是處于豎直平面內(nèi)半徑為R的半圓，C為半圓的最高點(diǎn)有一質(zhì)量為m，半徑較管道略小的光滑的小球以水平初速度v0射入圓管圖3(1)若要小球從C端出來(lái)，初速度v0應(yīng)滿足什么條件？(2)在小球從C端出來(lái)瞬間，對(duì)管壁壓力有哪幾種情況，初速度v0各應(yīng)滿足什么條件？【補(bǔ)充學(xué)習(xí)材料】1(機(jī)械能是否守恒的判斷)如圖4所示，具有一定初速度v的物塊，在沿傾角為30的粗糙斜面向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，受一個(gè)恒定的沿斜面向上的拉力F作用，這時(shí)物塊的加速度大小為5 m/s2，方向沿斜面向下，g取10 m/s2，那么在物塊向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是( )圖4A物塊的機(jī)械能一定增加B物塊的機(jī)械能一定減少C物塊的機(jī)械能不變D物塊的機(jī)械能可能增加，也可能減少2(系統(tǒng)機(jī)械能守恒問(wèn)題分析)如圖5甲所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上，t0時(shí)刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，然后又被彈起離開(kāi)彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)，不計(jì)空氣阻力通過(guò)安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測(cè)出這一過(guò)程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，則( )圖5At1時(shí)刻小球動(dòng)能最大Bt2時(shí)刻小球動(dòng)能最大Ct2t3這段時(shí)間內(nèi)，小球的動(dòng)能先增加后減少Dt2t3這段時(shí)間內(nèi)，小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能3(應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決綜合問(wèn)題)小物塊A的質(zhì)量為m2 kg，物塊與坡道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6，水平面光滑坡道頂端距水平面高度為h1 m，傾角為37.物塊從坡道進(jìn)入水平滑道時(shí)，在底端O點(diǎn)處無(wú)機(jī)械能損失，將輕彈簧的一端連接在水平滑道M處并固定墻上，另一自由端恰位于坡道的底端O點(diǎn)，如圖6所示物塊A從坡頂由靜止滑下，重力加速度為g10 m/s2，求：圖6(1)物塊滑到O點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)彈簧為最大壓縮量時(shí)的彈性勢(shì)能；(3)物塊A被彈回到坡道上升的最大高度【實(shí)驗(yàn)班特供題組】題組一 機(jī)械能是否守恒的判斷1如圖1所示，電動(dòng)小車沿斜面從A勻速運(yùn)動(dòng)到B，則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()圖1A動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增加，總機(jī)械能不變B動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減小，總機(jī)械能不變C動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增加，總機(jī)械能不變D動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增加，總機(jī)械能增加22012年9月16日，首屆矮寨國(guó)際低空跳傘節(jié)在湖南吉首市矮寨大橋拉開(kāi)帷幕來(lái)自全球17個(gè)國(guó)家的42名跳傘運(yùn)動(dòng)員在矮寨大橋上奉獻(xiàn)了一場(chǎng)驚險(xiǎn)刺激的低空跳傘極限運(yùn)動(dòng)表演他們從離地350米高的橋面一躍而下，實(shí)現(xiàn)了自然奇觀與極限運(yùn)動(dòng)的完美結(jié)合如圖2所示，假設(shè)質(zhì)量為m的跳傘運(yùn)動(dòng)員，由靜止開(kāi)始下落，在打開(kāi)傘之前受恒定阻力作用，下落的加速度為g，在運(yùn)動(dòng)員下落h的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是( )圖2A物體的重力勢(shì)能減少了mghB物體的動(dòng)能增加了mghC物體克服阻力所做的功為mghD物體的機(jī)械能減少了mgh題組二 系統(tǒng)機(jī)械能守恒問(wèn)題分析3如圖3所示，在兩個(gè)質(zhì)量分別為m和2m的小球a和b之間，用一根輕質(zhì)細(xì)桿連接，兩小球可繞過(guò)細(xì)桿中心的水平軸無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)讓細(xì)桿水平放置，靜止釋放小球后，小球b向下轉(zhuǎn)動(dòng)，小球a向上轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)90的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是( )圖3Ab球的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加Ba球的重力勢(shì)能增大，動(dòng)能減少Ca球和b球的機(jī)械能總和保持不變Da球和b球的機(jī)械能總和不斷減小4北京殘奧會(huì)的開(kāi)幕式上，三屆殘奧會(huì)冠軍侯斌依靠雙手牽引使自己和輪椅升至高空，點(diǎn)燃了殘奧會(huì)主火炬，其超越極限、克服萬(wàn)難的形象震撼了大家的心靈假設(shè)侯斌和輪椅是勻速上升的，則在上升過(guò)程中侯斌和輪椅的( )A動(dòng)能增加 B重力勢(shì)能增加C機(jī)械能減少 D機(jī)械能不變5如圖4所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B用不可伸長(zhǎng)的細(xì)軟輕線連接，跨過(guò)固定在地面上半徑為R的光滑圓柱，A的質(zhì)量為B的兩倍當(dāng)B位于地面時(shí)，A恰與圓柱軸心等高將A由靜止釋放，B上升的最大高度是( )圖4A2R B.C. D.6如圖5所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點(diǎn)，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，圓環(huán)高度為h.讓圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端時(shí)速度為零則在圓環(huán)下滑到底端的過(guò)程中(桿與水平方向夾角為30)( )圖5A圓環(huán)機(jī)械能守恒B彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大C彈簧的彈性勢(shì)能變化了mghD彈簧與光滑桿垂直時(shí)圓環(huán)動(dòng)能最大題組三 應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決綜合問(wèn)題7如圖6所示，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的細(xì)線下掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球半徑忽略不計(jì)，現(xiàn)用一個(gè)水平力F拉小球，使懸線偏離豎直方向角并保持靜止?fàn)顟B(tài)圖6(1)求拉力F的大小；(2)撤掉F后，小球從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度為多大？(3)在最低點(diǎn)繩子拉力為多少？8如圖7所示，輕彈簧k一端與墻相連，質(zhì)量為4 kg的木塊沿光滑水平面以5 m/s的速度運(yùn)動(dòng)，并壓縮彈簧，求彈簧在被壓縮的過(guò)程中最大彈性勢(shì)能及木塊速度減為3 m/s時(shí)的彈性勢(shì)能9如圖8所示，一內(nèi)壁光滑的細(xì)管彎成半徑為R0.4 m的半圓形軌道CD，豎直放置，其內(nèi)徑略大于小球的直徑，水平軌道與豎直半圓軌道在C點(diǎn)連接完好置于水平軌道上的彈簧左端與豎直墻壁相連，B處為彈簧原長(zhǎng)狀態(tài)的右端將一個(gè)質(zhì)量為m0.8 kg的小球放在彈簧的右側(cè)后，用力水平向左推小球而壓縮彈簧至A處，然后將小球由靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到C處后對(duì)軌道的壓力大小為F158 N水平軌道以B處為界，左側(cè)AB段長(zhǎng)為x0.3 m，與小球間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，右側(cè)BC段光滑g10 m/s2，求：圖8(1)彈簧在壓縮時(shí)所儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能；(2)小球運(yùn)動(dòng)到軌道最高處D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力學(xué)案18 能量守恒定律 課時(shí)編號(hào)：7.9.2 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過(guò)習(xí)題掌握規(guī)律2.深入認(rèn)識(shí)功【學(xué)習(xí)任務(wù)】【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一 能量守恒定律1關(guān)于能量守恒定律，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )A能量能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但不能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體B能量的形式多種多樣，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化C一個(gè)物體能量增加了，必然伴隨著別的物體能量減少D能量守恒定律說(shuō)明了能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生也不會(huì)憑空消失2下列說(shuō)法正確的是( )A隨著科技的發(fā)展，永動(dòng)機(jī)是可以制成的B太陽(yáng)照射到地球上的光能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了C“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量守恒定律，因而是不可能的D有種“全自動(dòng)”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動(dòng)，說(shuō)明能量可以憑空產(chǎn)生3歷史上曾有許多人試圖發(fā)明一種機(jī)器，它可以不消耗能量而連續(xù)不斷地對(duì)外做功，或者消耗少量能量而做大量的功如圖1所示為一種永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)模型人們把這種設(shè)想中的不消耗能量的機(jī)器叫做第一類永動(dòng)機(jī)這樣的機(jī)器能制造出來(lái)嗎？請(qǐng)你談?wù)勀愕目捶▓D1知識(shí)點(diǎn)二 能量耗散4關(guān)于“能量耗散”的下列說(shuō)法中，正確的是( )A能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，我們無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用，這種現(xiàn)象叫做能量的耗散B能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中變少的現(xiàn)象叫能量的耗散C能量耗散表明，在能源的利用過(guò)程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量的數(shù)量并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的變成不便于利用的了，而自然界的能量是守恒的D能量耗散表明，各種能量在不轉(zhuǎn)化時(shí)是守恒的，但在轉(zhuǎn)化時(shí)是不守恒的5下列說(shuō)法正確的是( )A某種形式的能減少，一定存在其他形式能的增加B因?yàn)槟芰渴睾悖浴澳茉次C(jī)”是不可能的C能量耗散表明，在能源的利用過(guò)程中，能量在數(shù)量上并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了D能源的利用受能量耗散的制約，所以能源的利用是有條件的，也是有代價(jià)的【方法技巧練】應(yīng)用能量守恒定律解題的方法6水從20 m高處落下，如果水的重力勢(shì)能的20%用來(lái)使水的溫度升高，則水落下后的溫度將升高多少？(g取10 m/s2)7某地平均風(fēng)速為5 m/s，已知空氣密度是1.2 kg/m3，有一風(fēng)車，它的車葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成半徑為12 m的圓面如果這個(gè)風(fēng)車能將圓面內(nèi)10%的氣流動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，則該風(fēng)車帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)功率是多大？【補(bǔ)充學(xué)習(xí)材料】1關(guān)于功和能，下列說(shuō)法中正確的是( )A功和能的單位相同，物理意義也相同B物體未對(duì)外做功，這個(gè)物體就不具有能量C物體對(duì)外做功多，這個(gè)物體具有的能量就多D功和能不能相互轉(zhuǎn)化，是不同的兩個(gè)物理量2有關(guān)功和能，下列說(shuō)法正確的是( )A力對(duì)物體做了多少功，物體就具有多少能B物體具有多少能，就一定能做多少功C物體做了多少功，就有多少能量消失D能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式時(shí)，可以用功來(lái)量度能量轉(zhuǎn)化的多少3下列關(guān)于能量守恒定律的認(rèn)識(shí)正確的是( )A某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加B某個(gè)物體的能減少，必然有其他物體的能增加C不需要任何外界的動(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器永動(dòng)機(jī)不可能制成D石子從空中落下，最后停止在地面上，說(shuō)明機(jī)械能消失了4有人設(shè)想在夏天用電冰箱來(lái)降低房間的溫度他的辦法是：關(guān)好房間的門(mén)窗然后打開(kāi)冰箱的所有門(mén)讓冰箱運(yùn)轉(zhuǎn)，且不考慮房間內(nèi)外熱量的傳遞，則開(kāi)機(jī)后，室內(nèi)的溫度將( )A逐漸有所升高B保持不變C開(kāi)機(jī)時(shí)降低，停機(jī)時(shí)又升高D開(kāi)機(jī)時(shí)升高，停機(jī)時(shí)降低5行駛中的汽車制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的火焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過(guò)程中穿過(guò)閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過(guò)程是( )A物體克服阻力做功B物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量6.圖2一質(zhì)量均勻且不可伸長(zhǎng)的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如圖2所示今在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力將繩緩慢拉至D點(diǎn)，在此過(guò)程中，繩索AB的重心位置( )A逐漸升高 B逐漸降低C先降低后升高 D始終不變7如圖3所示，圖3輕質(zhì)彈簧長(zhǎng)為L(zhǎng)，豎直固定在地面上，質(zhì)量為m的小球，在離地面高度為H處，由靜止開(kāi)始下落，正好落在彈簧上，使彈簧的最大壓縮量為x.在下落過(guò)程中，小球受到的空氣阻力為F阻，則彈簧在最短時(shí)具有的彈性勢(shì)能為( )A(mgF阻)(HLx)Bmg(HLx)F阻(HL)CmgHF阻(HL)Dmg(Lx)F阻(HLx)8如圖4所示，圖4在抗洪救災(zāi)中，一架直升機(jī)通過(guò)繩索用恒力F豎直向上拉起一個(gè)漂在水面上的木箱，使其由水面開(kāi)始加速上升到某一高度，若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力，則在此過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的有( )A力F所做的功減去克服阻力所做的功等于木箱重力勢(shì)能的增量B木箱克服重力所做的功等于木箱重力勢(shì)能的增量C力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱動(dòng)能的增量D力F和阻力的合力所做的功等于木箱機(jī)械能的增量9.圖5如圖5所示，一塊長(zhǎng)木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物體A，現(xiàn)以恒定的外力拉B，由于A、B間摩擦力的作用，A將在B上滑動(dòng)，以地面為參照物，A、B都向前移動(dòng)一段距離在此過(guò)程中( )A外力F做的功等于A和B動(dòng)能的增量BB對(duì)A的摩擦力所做的功，等于A的動(dòng)能增量CA對(duì)B的摩擦力所做的功，等于B對(duì)A的摩擦力所做的功D外力F對(duì)B做的功等于B的動(dòng)能的增量與B克服摩擦力所做的功之和10一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，并從中穿出關(guān)于這一過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是( )A子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的機(jī)械能B子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的損失量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量C子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能與木塊增加的內(nèi)能之和D子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子彈和木塊增加的內(nèi)能之和11水平傳送帶以速度v勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圖6一質(zhì)量為m的小木塊A由靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，如圖6所示，在小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為( )Amv2 B2mv2 C.mv2 D.mv212.圖7如圖7所示，在光滑的水平面上，有一質(zhì)量為M的長(zhǎng)木塊以一定的初速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，將質(zhì)量為m的小鐵塊無(wú)初速度地輕放到木塊右端小鐵塊與木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，當(dāng)小鐵塊在木塊上相對(duì)木塊滑動(dòng)L時(shí)與木塊保持相對(duì)靜止，此時(shí)長(zhǎng)木塊對(duì)地位移為l.求這個(gè)過(guò)程中：(1)小鐵塊增加的動(dòng)能；(2)木塊減少的動(dòng)能；(3)系統(tǒng)機(jī)械能的減少量；(4)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量