2022高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律練習(xí) 新人教版必修2

2022高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律練習(xí) 新人教版必修2（答題時(shí)間：30分鐘）1. 關(guān)于重力勢能，下列說法中正確的是（）A. 重力勢能是地球與物體所組成的系統(tǒng)共有的B. 重力勢能為負(fù)值，表示物體的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能少C. 衛(wèi)星繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)，當(dāng)由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其重力勢能減小D. 只要物體在水平面以下，其重力勢能為負(fù)值2. 如圖所示，在光滑水平面上有一物體，它的左端連接著一輕質(zhì)彈簧，彈簧的另一端固定在墻上，在力F作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)撤去力F后，物體將向右運(yùn)動(dòng)，在物體向右運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是（）A. 彈簧的彈性勢能逐漸減少B. 物體的機(jī)械能不變C. 彈簧的彈性勢能先增加后減少D. 彈簧的彈性勢能先減少后增加3. 一質(zhì)量為m的小球以初動(dòng)能沖上傾角為的粗糙固定斜面，圖中兩條圖線分別表示小球在上升過程中動(dòng)能、重力勢能與其上升高度之間的關(guān)系（以斜面底端所在平面為零重力勢能面），h0表示上升的最大高度，圖中坐標(biāo)數(shù)據(jù)中的k為常數(shù)且滿足0<k<1，則由圖可知，下列結(jié)論正確的是（）A. 上升過程中摩擦力大小fkmgB. 上升過程中摩擦力大小fkmgcosC. 上升高度hh0sin時(shí)，小球重力勢能和動(dòng)能相等D. 上升高度hh0時(shí)，小球重力勢能和動(dòng)能相等4. 如圖所示，質(zhì)量為m的小球套在傾斜放置的固定光滑桿上，一根輕質(zhì)彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端與小球相連，彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi)。現(xiàn)將小球沿桿拉到使彈簧處于水平位置時(shí)由靜止釋放，小球沿桿下滑，當(dāng)彈簧位于豎直位置時(shí)，小球速度恰好為零，此時(shí)小球下降的豎直高度為h。若全過程中彈簧始終處于伸長狀態(tài)且處于彈性限度范圍內(nèi)，則下列說法正確的是（）A. 彈簧與桿垂直時(shí)，小球速度最大B. 彈簧與桿垂直時(shí)，小球的動(dòng)能與重力勢能之和最大C. 小球下滑至最低點(diǎn)的過程中，彈簧的彈性勢能增加量小于mghD. 小球下滑至最低點(diǎn)的過程中，彈簧的彈性勢能增加量等于mgh5. 如圖所示，在輕質(zhì)彈簧的下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球A，若將小球A從彈簧原長位置由靜止釋放，小球A能夠下降的最大高度為h.若將小球A換為質(zhì)量為2m的小球B，仍從彈簧原長位置由靜止釋放，已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則小球B下降h時(shí)的速度為（）A. B.C. D. 06. 取水平地面為重力勢能零點(diǎn)。一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點(diǎn)其動(dòng)能與重力勢能恰好相等。不計(jì)空氣阻力，該物塊落地時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為（）A.B. C. D. 7. 如圖所示，質(zhì)量為m的小球從四分之一光滑圓弧軌道頂端由靜止釋放，從軌道末端O點(diǎn)水平拋出，擊中平臺(tái)右下側(cè)擋板上的P點(diǎn)。以O(shè)為原點(diǎn)在豎直面內(nèi)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系，擋板形狀滿足方程y6x2（單位：m），小球質(zhì)量m0.4 kg，圓弧軌道半徑R1.25 m，g取10 m/s2，求：（1）小球?qū)A弧軌道末端的壓力大小；（2）小球從O點(diǎn)到P點(diǎn)所需的時(shí)間（結(jié)果可保留根號）。8. 如圖為某游樂場內(nèi)水上滑梯軌道示意圖，整個(gè)軌道在同一豎直平面內(nèi)，表面粗糙的AB段軌道與四分之一光滑圓弧軌道BC在B點(diǎn)水平相切。點(diǎn)A距水面的高度為H，圓弧軌道BC的半徑為R，圓心O恰在水面。一質(zhì)量為m的游客（視為質(zhì)點(diǎn)）可從軌道AB的任意位置滑下，不計(jì)空氣阻力。（1）若游客從A點(diǎn)由靜止開始滑下，到B點(diǎn)時(shí)沿切線方向滑離軌道落在水面D點(diǎn)，OD2R，求游客滑到B點(diǎn)時(shí)的速度vB大小及運(yùn)動(dòng)過程軌道摩擦力對其所做的功Wf；（2）若游客從AB段某處滑下，恰好停在B點(diǎn)，又因受到微小擾動(dòng)，繼續(xù)沿圓弧軌道滑到P點(diǎn)后滑離軌道，求P點(diǎn)離水面的高度h。（提示：在圓周運(yùn)動(dòng)過程中任一點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)所受的向心力與其速率的關(guān)系為F向m）1. AB 解析：重力勢能是物體與地球的相互作用所具有的能量，其為負(fù)值表示物體在所選的參考面以下，不一定在水平面以下，A、B均正確，D錯(cuò)誤；衛(wèi)星由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬有引力做負(fù)功，重力勢能增加，C錯(cuò)誤。2. D 解析：因彈簧左端固定在墻上，右端與物體連接，故撤去F后，彈簧先伸長到原長后，再被物體拉伸，其彈性勢能先減少后增加，物體的機(jī)械能先增大后減小，故D正確，A、B、C均錯(cuò)誤。3. D 解析：上升過程中，重力勢能是逐漸增加的，動(dòng)能是逐漸減少的，所以表示重力勢能Ep隨上升高度變化的關(guān)系，表示動(dòng)能Ek隨上升高度變化的關(guān)系。由知mgh0，根據(jù)動(dòng)能定理有mgh0f·0，得fkmgsin，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤；由知Eph，由知Ekh，由EpEk得h，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤。 4. BD 解析：設(shè)斜桿的傾角為，則當(dāng)彈簧與桿垂直時(shí)，小球所受的合力為mgsin0，小球繼續(xù)向下加速，當(dāng)小球所受的合力為零時(shí)小球速度才達(dá)到最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由小球、地球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，當(dāng)彈簧與桿垂直時(shí)，彈簧伸長量最短，其彈性勢能最小，那么小球的動(dòng)能與重力勢能之和最大，選項(xiàng)B正確；小球下滑至最低點(diǎn)的過程中，動(dòng)能的變化為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律知小球重力勢能的減少量mgh等于彈簧的彈性勢能的增加量，選項(xiàng)D正確。5. B 解析：對彈簧和小球A組成的系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得彈性勢能Epmgh；對彈簧和小球B組成的系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有Ep×2mv22mgh，得小球B下降h時(shí)的速度v，只有選項(xiàng)B正確。6. B 解析：設(shè)物塊拋出的初速度為v0，落地時(shí)速度為v，根據(jù)題意知，物塊拋出時(shí)的機(jī)械能為mv，由機(jī)械能守恒定律，有mvmv2，得物塊落地時(shí)的速度vv0，故物塊落地時(shí)速度方向與水平方向的夾角為，選項(xiàng)B正確。7. 解：（1）對小球，從釋放到到達(dá)O點(diǎn)過程中由機(jī)械能守恒：mgRmv2 v m/s5 m/s小球在圓弧軌道最低點(diǎn)：FNmgmFNmgm12 N由牛頓第三定律，小球?qū)壍滥┒说膲毫NFN12 N。（2）小球從O點(diǎn)水平拋出后滿足ygt2xvt又有y6x2聯(lián)立得ts。8. 解：（1）游客從B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，有2RvBtRgt2由式得vB從A到B，根據(jù)動(dòng)能定理，有mg（HR）WfmvB20由式得Wf（mgH2mgR）。（2）設(shè)OP與OB間夾角為，游客在P點(diǎn)時(shí)的速度為vP，受到的支持力為N，從B到P由機(jī)械能守恒定律，有mg（RRcos ）mvP20過P點(diǎn)時(shí)，根據(jù)向心力公式，有mgcos Nm又N0cos 由式解得hR。