4-2研究机械能守恒定律同步练习[沪科版必须修读2].docVIP

4.2 研究机械能守恒定律 同步练习（沪科版必修2） 同步测控 1．下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中A、B、C中的斜面是光滑的，D中的斜面是粗糙的，A、B中的F为木块所受的力，方向如图中箭头所示．A、B、D中的木块向下运动，C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中，木块的机械能守恒的是(　　) 图4－2－8 解析：选C.在A、B、D中均有除重力以外的其他力做功，机械能不守恒，在C中只有重力做功，机械能守恒，故C正确． 2. 图4－2－9 (2011年高考上海综合卷)用如图4－2－9示装置可以研究动能和重力势能转化中所遵循的规律．在摆锤从A位置由静止开始向下摆动到D位置的过程中(　　) ①重力做正功，重力势能增加 ②重力的瞬时功率一直增大 ③动能转化为重力势能[来源:学*科*网Z*X*X*K] ④摆线对摆锤的拉力不做功 ⑤若忽略阻力，系统的总机械能为一恒量 A．①③ B．②④ C．②⑤ D．④⑤ 解析：选D.摆锤向下运动，重力做正功，重力势能减小，故①错误．由于开始静止，所以开始重力功率为零，在D位置物体v的方向与重力垂直，PG＝Gvcosθ，可知PG＝0，而在从A位置摆动到D位置的过程中，重力功率不为零，所以所受重力瞬时功率先增大后减小，②错误．在向下运动的过程中，重力势能减小，动能增加，故③错误．摆线拉力与v方向始终垂直，不做功，只有重力做功，故机械能守恒，故④⑤正确，选D. 3. 图4－2－10 如图4－2－10所示，在两个质量分别为m和2m的小球a和b之间用一根长为L的轻杆连接(杆的质量可不计)，两小球可绕穿过杆中心O的水平轴无摩擦地转动．现让轻杆处于水平位置，然后无初速释放，重球b向下，轻球a向上，产生转动．在杆转至竖直的过程中(　　) A．b球的重力势能减小，动能增加 B．a球的重力势能增加，动能增加 C．a球和b球的总机械能守恒 D．a球和b球的总机械能不守恒[来源:Zxxk.Com] 解析：选ABC.由于不计一切摩擦和阻力，a和b两个球组成的系统中，只存在动能和重力势能的相互转化，系统的机械能守恒．其中a球的动能和势能均增加，机械能增加，杆中力对a做正功；b球的重力势能减少，动能增加，机械能减少，杆中力对b球做负功??? 4. 图4－2－11 (2010年高考课标全国卷)图4－2－11为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．回答下列问题： (1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______．(填入正确选项前的字母) A．米尺 B．秒表 C．0～12 V的直流电源 D．0～12 V的交流电源 (2)实验中误差产生的原因有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(写出两个原因) 解析：(1)根据本实验的原理，打点计时器用交流电源，计算物体的瞬时速度以及测量物体下落的高度时都需要用到米尺，打点计时器本身是计时仪器，故不需要秒表． (2)见答案． 答案：(1)AD　(2)纸带和打点计时器间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差、空气阻力等；计算势能变化时，选取的两点距离过近；交变电流频率不稳定(选取两个原因即可) 5．如图4－2－12所示是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小坡度，电车进站时要上坡，出站时要下坡，如果坡高2 m，电车到a点的速度是25.2 km/h，此后便切断电动机的电源．如果不考虑电车所受的摩擦力，则 图4－2－12 (1)电车到a点电源切断后，能不能冲上站台？ (2)如果能冲上，它到达b点时的速度是多大？(g取10 m/s2) 解析：(1)取a所在水平面为重力势能的参考面，电车在a点的机械能为 E1＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1) 式中v1＝25.2 km/h＝7 m/s. 将这些动能全部转化为势能，据机械能守恒定律有 mgh′＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1) 所以h′＝eq \f(v21,2g)＝eq \f(72,2×10)m＝2.45 m. 因为h′h，所以电车能够冲上站台． (2)设电车到达b点时的速度为v2, 根据机械能守恒定律有 eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)＝mgh＋eq \f(1,2)mveq \o\al(2,2) 所以v2＝eq \r(v21－2gh)＝eq \r