4.2研究机械能守恒定律课时作业（沪科版必修2）.doc

4.2 研究机械能守恒定律 课时作业 （沪科版必修2） 1．(多选)下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C、D中的斜面是光滑的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动．在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是(　　) 【解析】　依据机械能守恒条件：只有重力做功的情况下，物体的机械能才能保持守恒，由此可见，A、B均有外力F参与做功，故A、B均不符合机械能守恒的条件，故答案为C、D. 【答案】　CD 2．(多选)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离．假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是(　　) A．运动员到达最低点前重力势能始终减小 B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加 C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒 D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关 【解析】　运动员到达最低点过程中，重力做正功，重力势能减少，选项A正确；蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加，选项B项正确；蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒，选项C正确；重力势能的改变与重力做功有关，与重力势能零点的选取无关，选项D错误． 【答案】　ABC 3．假设姚明在某次投篮出手时篮球的动能为Ek，出手高度为h1，篮筐距地面高度为h2，球的质量为m，不计空气阻力，则篮球进筐时的动能为(　　) A．Ek＋mgh1－mgh2　　　　 B．mgh2－mgh1－Ek C．mgh1＋mgh2－Ek D．Ek＋mgh2－mgh1 【解析】　篮球出手后，只受重力，机械能守恒，设地面为零势能面．则有Ek＋mgh1＝Ek′＋mgh2，解得Ek′＝Ek＋mgh1－mgh2，故A对． 【答案】　A 4. 图4－2－13 如图4－2－13所示，质量为m的苹果，从离地面H高的树上由静止开始落下，树下有一深度为h的坑．若以坑底为零势能面，则苹果落到坑底时的机械能为(　　) A．mgh B．mgH C．mg(H＋h) D．mg(H－h) 【解析】　以坑底为零势能面，苹果最初的机械能为E＝Ep＝mg(H＋h)，苹果下落过程中机械能守恒，故落到坑底时机械能等于mg(H＋h)．故C项正确． 【答案】　C 5. 图4－2－14 (2012·沧州高一检测)如图4－2－14所示，小球的质量为m，自光滑的斜槽的顶端无初速度滑下，沿虚线轨迹落地，不计空气阻力，则小球着地瞬间的动能和重力势能分别是(选取斜槽末端切线所在平面为参考平面)(　　) A．mg(h＋H)，－mgh B．mg(h＋H)，mgh C．mgH,0 D．mgH，－mgH 【解析】　选取斜槽末端切线所在平面为零势能参考平面，小球初始状态的重力势能为Epl＝mgH，落地时的重力势能为Ep2＝－mgh，小球下落过程机械能守恒，则有mgH＝Ek＋(－mgh)，即Ek＝mg(h＋H)，选项A正确，其他选项均错． 【答案】　A 6. 图4－2－15 如图4－2－15，两个物体用轻质细绳通过光滑的滑轮拴在一起，质量分别为m1和m2，m2在地面上，m1离地面的高度为h，m1m2，由静止释放，则m1落地后，m2还能上升的高度为(　　) A.eq \f(?m1－m2?h,?m1＋m2?) B.eq \f(?m1＋m2?h,?m1－m2?) C.eq \f(2?m1－m2?h,?m1＋m2?) D.eq \f(2?m1＋m2?h,?m1－m2?) 【解析】　m1、m2在运动过程中绳子的拉力对它们做的总功为零，只有重力做功，故以系统为研究对象，系统的机械能是守恒的．在m1未落地之前，m1、m2的速度大小是一样的，设它们的共同速度为v，则由机械能守恒可得：eq \f(1,2)(m1＋m2)v2＝m1gh－m2gh 所以v2＝eq \f(2?m1－m2?gh,?m1＋m2?) m1落地后m2将竖直上抛，上抛过程中机械能守恒，设上升的最大高度为H，则有m2gH＝eq \f(1,2)m2v2 所以H＝eq \f(?m1－m2?h,?m1＋m2?) 【答案】　A 7. 图4－2－16 (2013·山东烟台一中模块检测)如图4－2－16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的下端相切处置放竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m＝0.02 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/s2，弹簧枪的长度不计，则发射该钢珠前，弹簧