鲁科版高中物理必修第二册课后习题 第1章 功和机械能 实验 验证机械能守恒定律.docVIP

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实验:验证机械能守恒定律

必备知识基础练

1.如图所示,轻弹簧下端系一重物,O点为其平衡位置(即重力和弹簧弹力大小相等的位置)。今用手向下拉重物,第一次把它直接拉到A点,弹簧弹力做功为W1,第二次把它拉到B点后再让其回到A点,弹簧弹力做功为W2,弹簧始终处于弹性限度内,则这两次弹簧弹力做功的关系为(D)

A.W1W2 B.W1=2W2

C.W2=2W1 D.W1=W2

解析弹簧弹力做功的特点与重力做功一样,不用考虑路径,只看起始位置与终止位置,故选项D正确。

2.(多选)运动员在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离,重力对他做功1800J,他克服阻力做功100J。运动员在此过程中(AB)

A.动能增加了1700J

B.机械能减少了100J

C.机械能增加了1700J

D.重力势能减少了1700J

解析动能增加量等于合外力做的功,则动能增加了1800J-100J=1700J,选项A正确;机械能减少量等于克服阻力做功,则机械能减少了100J,选项B正确,C错误;重力做功等于重力势能的减少量,则重力势能减少了1800J,选项D错误。

3.将小球竖直上抛,若球所受的空气阻力大小不变,对其上升过程和下降过程的时间及损失的机械能进行比较,下列说法正确的是(B)

A.上升时间大于下降时间,上升过程损失的机械能大于下降过程损失的机械能

B.上升时间小于下降时间,上升过程损失的机械能等于下降过程损失的机械能

C.上升时间小于下降时间,上升过程损失的机械能小于下降过程损失的机械能

D.上升时间等于下降时间,上升过程损失的机械能等于下降过程损失的机械能

解析因阻力做负功,故小球回到出发点的速度大小v小于竖直上抛的初速度大小v0,下降过程的平均速度小于上升过程的平均速度,由t=sv可知,上

4.某人将原来放在地面上质量为1kg的物体匀加速向上提升1m,这时物体获得2m/s的速度,在这个过程中(g取10m/s2),物体重力势能增加了J,手对物体做功为J。?

解析重力做功WG=-mgh=-1×10×1J=-10J,故重力势能增加10J;设手对物体做功为W,由动能定理得W+WG=12mv2=12×1×2

答案1012

5.如图所示,质量为m,速度为v0的子弹,水平匀速飞行,击中前方悬挂于长为L的轻绳下端的木块(质量为M);子弹未能穿出木块,使悬绳偏离竖直方向的最大偏角为θ,重力加速度为g,则子弹击中木块后产生的内能为多少?

解析取子弹与木块组成的系统为研究对象,规定开始时M位置的势能为零,子弹击中木块前系统的机械能E1=12mv02,击中木块后偏角最大时,M速度为零,系统的机械能为E2=(M+m)gL(1-cosθ),由能量守恒定律可知E内=E1

答案12

关键能力提升练

6.(多选)如图所示,在抗洪救灾中,一架直升机通过绳索用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱,使其由水面开始加速上升到某一高度,对木箱,若考虑空气阻力而不考虑空气浮力,则在此过程中,以下说法正确的有(BCD)

A.拉力F所做的功减去克服阻力所做的功等于木箱重力势能的增量

B.木箱克服重力所做的功等于木箱重力势能的增量

C.拉力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱动能的增量

D.拉力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量

解析木箱运动过程中,有拉力F、重力、阻力三个力对木箱做功,合力做功等于木箱动能的改变量,C正确;重力做功等于重力势能的改变量,B正确,A错误;除重力做功以外,其他力做功的代数和等于木箱机械能的改变量,D正确。

7.(多选)质量为m的物体在竖直向上拉力F的作用下从静止出发以2g的加速度匀加速上升h,忽略空气阻力,则(AB)

A.物体的机械能增加3mgh

B.物体的重力势能增加mgh

C.物体的动能增加Fh

D.物体在上升过程中机械能守恒

解析由F-mg=2mg得拉力F=3mg,机械能的增加等于拉力F做的功,即WF=Fh=3mgh,选项A正确,D错误;重力势能的增加等于克服重力做的功mgh,选项B正确;动能的增加等于合力做的功,即W合=m·2g·h=2mgh=23

8.(多选)一个排球在A点被竖直抛出时的动能为20J,上升到最大高度后,又回到A点,动能变为12J,设排球在运动中受到的阻力大小恒定,则(BD)

A.从A点上升到最高点过程中,重力势能增加了20J

B.从最高点回到A点过程中,克服阻力做功为4J

C.从A点上升到最高点过程中,机械能减少了8J

D.从最高点回到A点过程中,重力势能减少了16J

解析排球从A点被抛出至回到A点,由动能定理可知,克服阻力做功Wf=2fs=Ek1-Ek2=