2019_2020学年高中物理能力导练二十一机械能守恒定律（含解析）新人教版必修2.doc

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1、能力导练二十一　机械能守恒定律基础巩固1．以下说法正确的是(　　)A．机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用B．物体处于平衡状态时，机械能一定守恒C．物体所受合外力不为零时，其机械能可能守恒D．物体机械能的变化等于合外力对物体做的功解析：机械能守恒时，只有重力或弹力做功，但可以受其他外力作用，外力所做的功为零即可，故A错误；物体处于平衡状态时机械能不一定守恒，如在竖直方向匀速上升的物体，其机械能一直增大，故B错误；若物体做各种抛体运动时，只受重力作用，则机械能守恒，故C正确；若合外力仅为重力对物体做功，不会引起机械能变化，如在光滑斜面上向下滑动的物体，不要与动能定理混为一

2、谈，故D错误．答案：C2．下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中选项A、B、C中斜面是光滑的，选项D中的斜面是粗糙的，选项A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，选项A、B、D中的木块向下运动，选项C中的木块自由向上滑行运动．在这四个图所示的运动过程中木块机械能守恒的是(　　)11解析：根据机械能守恒条件：只有重力(或弹力)做功的情况下，物体的机械能才能守恒，由此可见，A、B均有外力F参与做功，D中有摩擦力做功，故A、B、D均不符合机械能守恒的条件，故答案为C.答案：C3．(2019年哈尔滨六中二模)以水平面为零势能面，则小球水平抛出时重力势能等于动能

3、的2倍，那么在抛体运动过程中，当其动能和势能相等时，水平速度和竖直速度之比为(　　)A.∶1B．1∶1C．1∶D.∶1解析：最高点处时mgh＝2Ek＝mv02，解得v0＝.设动能和势能相等时，高度为h′；由机械能守恒定律可知：mgh′＋mv2＝mgh＋mv02，联立解得：h′＝，则竖直分速度vy＝＝，故水平速度和竖直速度之比为：v0∶vy＝∶1，故选D.答案：D4．从地面以初速度v0竖直上抛一个小球，不计空气阻力，小球运动过程中的动能Ek与小球离地面高度h的关系是选项中的(　　)解析：小球运动过程中机械能守恒，取地面为零势能参考平面，有mv02＝Ek＋mgh，解得Ek＝mv

4、02－mgh，B正确．答案：B11图15．(2019年四川宜宾江安二模)(多选)如图1所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上，质量为3m的a球置于地面上，质量为m的b球从水平位置静止释放，当a球对地面压力刚好为零时，b球摆过的角度为θ.下列结论正确的是(　　)A．θ＝90°B．θ＝45°C．b球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率先增大后减小D．b球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率一直增大解析：假设小球a静止不动，小球b下摆到最低点的过程中机械能守恒，有mgR＝mv2①；在最低点，有F－mg＝m②；联立①②解得

5、F＝3mg.故a小球一直保持静止，假设成立，当小球b摆到最低点时，小球a恰好对地面无压力，故A正确，B错误；小球b加速下降过程，速度与重力的夹角不断变大，刚开始，速度为零，故功率为零，最后重力与速度垂直，故功率也为零，故功率先增大后减小，故C正确，D错误；故选AC.答案：AC6．如图2所示，半径为r和R(r

6、程中，均只有重力做功．机械能均守恒；因在初态的机械能相同，故机械能总是相等的，故A错误，C正确；根据机械能守恒定律，得mgr＝mv12，Ek1＝mgr，同理，Ek2＝mgR，由于R>r，则Ek1

7、为mv02D．足球在B点处的动能为mv02－mgh－W解析：A到B足球克服空气阻力做的功为W，足球从A到B机械能不守恒，故选项A错误．该同学将足球以速度v0从地面上的A点踢起，该同学对足球做的功W＝mv02，故选项B正确．选地面为零势能的参考平面，足球在A点处的机械能EA＝EkA＋EpA＝mv02＋0＝mv02，故选项C正确．对足球从A到B的过程应用动能定理可得－mgh－W＝EkB－mv02，11解得足球在B点处的动能EkB＝mv02－mgh－W，故选项D正确．答案：BCD8．(多选)如图4所示，一物体从光滑斜面A