2020年新教材高中物理 習(xí)題課三 動能定理和機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用課堂檢測（含解析）新人教版必修2

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1、動能定理和機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用 1.質(zhì)量為0.5 kg的籃球以10 m/s的速度撞向籃板后,以不變的速率反彈回來,則此過程中 (　　) A.籃球的速度沒有改變　　　　　　B.籃球的動能改變了 C.籃板對籃球做功為50 J D.籃板對籃球做功為零 【解析】選D。速度是矢量,反彈回來后速度的方向發(fā)生了變化,所以速度發(fā)生了變化,故A錯誤;根據(jù)動能的計算式:Ek=mv2,籃球反彈回來后速率未變,所以動能不變,故B錯誤;根據(jù)動能定理:W=ΔEk=Ek2-Ek1,籃球的動能未變,所以籃板對籃球做的功等于零,故C錯誤,D正確。 2.奧運會比賽項目撐桿跳高如圖所示,這個過程中能力關(guān)系描述正確的是

2、(　　) A.加速助跑過程中,運動員的動能和重力勢能不斷增加 B.起跳上升過程中,桿的彈性勢能先增加后減小 C.起跳上升過程中,運動員的重力勢能和動能之和保持不變 D.運動員到達(dá)橫桿正上方時,動能為零 【解析】選B。加速助跑過程中,運動員的速度越來越大,故其動能增加,重力勢能不變,故A錯誤;從運動員撐桿起跳到越橫桿的過程中,彈性形變先增大后減小,所以桿的彈性勢能先增大后減小,根據(jù)機(jī)械能守恒知,運動員的重力勢能和動能之和先減小后增加,故B正確,C錯誤;到達(dá)橫桿正上方時,運動員具有水平速度,動能不為零,故D錯誤。 3.如圖所示,一固定斜面的傾角為30°,質(zhì)量為m的小物塊以某一初速度

3、從底端沿斜面向上運動,其加速度大小為g,在小物塊上升高度為h的過程中,下列判斷正確的是 (　　) A.小物塊的機(jī)械能減少了mgh B.小物塊的機(jī)械能減少了mgh C.小物塊的動能減少了mgh D.小物塊的重力勢能增加了mgh 【解析】選A。根據(jù)牛頓第二定律知,f+mgsin30°=ma,則f=mg,小物塊所受的合力為F合=ma=mg,則小物塊的機(jī)械能減少了ΔE=fx=mg·=mgh,故A正確,B錯誤;根據(jù)動能定理,小物塊的動能減少了:ΔEk=max=mg·=mgh,故C錯誤;重力做功對應(yīng)了重力勢能的改變,故小物塊重力勢能增加mgh,故D錯誤。 4.輕彈簧下端固定,處于自然狀態(tài),

4、一質(zhì)量為m的小球從距離彈簧上端H的高度自由落下,彈簧的最大壓縮量為L,換用質(zhì)量為2m的小球從同一位置落下,當(dāng)彈簧的壓縮量為L時,小球的速度等于(已知重力加速度為g,空氣阻力不計,彈簧形變沒有超出其彈性限度) (　　) A.　　　　　　B. C. D. 【解析】選C。設(shè)彈簧壓縮量為L時,彈簧的彈性勢能為Ep,質(zhì)量為m的小球下落時,根據(jù)機(jī)械能守恒Ep=mg(H+L),質(zhì)量為2m小球下落時,根據(jù)機(jī)械能守恒定律2mg(H+L)=Ep+×2mv2,解得v=,故C正確。 5.如圖所示,滑板軌道BC為豎直平面內(nèi)的圓弧軌道,半徑為R=1.8 m,軌道ABC可認(rèn)為光滑,且水平軌道AB與圓弧BC在B點

5、相切。一個質(zhì)量為M的運動員(可視為質(zhì)點)以初速度v0沖上靜止在A點的滑板(可視為質(zhì)點),沿著軌道運動。若運動員的質(zhì)量M=48.0 kg,滑板質(zhì)量m=2.0 kg,不計空氣阻力,g取10 N/kg,計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字。求: (1)運動員至少以多大的速度v0沖上滑板才能達(dá)到C點。 (2)以第一問的速度v0沖上滑板,滑過圓弧軌道B點時對軌道的壓力。 【解析】(1)運動員剛好達(dá)到C點的速度為零時,v0最小。 從A到C,由動能定理得: -(M+m)gR=0-(M+m) 解得:v0=6.00 m/s; (2)軌道ABC可認(rèn)為光滑,則在B點的速度為v0,由牛頓第二定律得: N-

6、(M+m)g= 解得:N=(M+m)g+(M+m)=1.50×103 N。 又由牛頓第三定律知: 壓力N′=N=1.50×103 N。 答案:(1)6.00 m/s　(2)1.50×103 N 情境:如圖是冰上體育比賽“冰壺運動”的場地示意圖(冰面水平)。在某次訓(xùn)練中,甲隊員將質(zhì)量m=20 kg的一個冰壺石從左側(cè)的A處向右推出,冰壺石沿中心線運動與A點相距為x=30 m的營壘中心O處恰好停下。此后,乙隊員將完全相同的第二個冰壺石同樣在A處向右推出,冰壺石從A處運動到O處經(jīng)過的時間為t=10 s。已知兩個冰壺石與冰面間的動摩擦因數(shù)都為μ=0.02,冰壺石都可視為質(zhì)點,取g=10 m/s2 問題: (1)第一個冰壺石被推出時的動能多大? (2)第二個冰壺石即將碰到第一個冰壺石時的速度是多大? 【解析】(1)對于甲隊員推出的冰壺石,由動能定理可得 μmgx=Ek1 代入數(shù)據(jù)得 Ek1=120 J 故第一個冰壺石被推出時的動能120 J (2)第二個冰壺從A處運動到O處做勻減速運動, 有μmg=ma 設(shè)冰壺在時間t內(nèi)初、末速度分別為v2、v2′, 則有v2′=v2-at x=v2t-at2 代入數(shù)據(jù)解得第二個冰壺石即將碰到第一個冰壺石時的速度為v2′=2 m/s 答案:(1)120 J　(2)2 m/s - 5 -