高一物理机械能守恒定律专项训练答案

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1、1978NONGANEXPERIMENTALHIGHSCHOOL高一物理机械能守恒定律专项训练好学乐学学为己用.劫思深思思而自成.命题人：陈立伟2015.5.28例21.质量为m的物体沿光滑的轨道滑下，轨道的形状如图1所示，与斜轨道相接的半圆轨道半径为R,耍使物体沿半圆光滑轨道恰能通过最高点，物体应从离轨道最低处多高的地方山静止开始滑下？解析：物体在沿光滑的轨道滑动的整个过程中，只有重力做功，故物体机械能守恒，设物体应从离轨道最低点h高的地方开始由静止滑下，取轨道的最低点处水平而为零势能而，物体在运动到半圆形轨道的最高点时速度为v,根据机械能守恒定律得1-）m

2、gh=—mv^+2mgR2要使物体恰好能通过半圆轨道的最髙点，条件是mg=m由以上两式得h=2R^-=-R2g2例22.长l=80cm的细绳上端固定，下端系一个质最m=100g的小球。将小球拉起至细绳与竖立方向成60°角的位置，然后无初速释放。不计各处阻力，求小球通过最低点时，细绳对小球拉力多大？取g=10m/s2o提出问题，引导学生分析思考：（1）释放后小球做何运动？通过最低点时，绳对小球的拉力是否等于小球的重力？（2）能否应用机械能守恒定律求出小球通过最低点时的速度？归纳学牛分析结果，明确：（1）小球做圆周运动，通过最低点时，绳的拉力人于小球的重力，此二力

3、的合力等于小球在最低点时所需向心力;(2)细对小球的拉力不对小球做功，运动中只有重力对球做功，小球机械能守恒。例题求解过程：小球运动过程屮，重力势能的变化量AEp=mgh=-mgl(-cos60°),此过程屮动能的变化SAE,=

4、mv2o机械能守恒定律还可以表达为Ep=Ek即一mv2=mgl(l-cos60°)V2n整理得m-j-m=2mg(y-cos60°)在最低点时，有T-mg=m—在最低.点时绳对小球的拉力大小为v2()T=mg+m—=mg+2mg(l-cos60)=2mg=2x0.1xION=2N例24.—根长为厶的均匀绳索一部分放在光滑水平而上

5、，长为厶的另一部分白然垂在桌面下，如图所示，开始时绳索静止，释放后绳索将沿桌面滑下，求绳索刚滑离桌面时的速度大小.例25.如下图所示，总长为L的光滑匀质铁链跨过光滑的轻质小滑轮，开始时两端平齐，当冇微小扰动，使其一端下落，则铁链刚脱离滑轮的瞬间速度多大？例26.如图所示，一粗细均匀的U形管内装冇同种液体竖直放置，右管口用盖板A密闭一部分气体，左管口开口，两液面高度差为h,U形管小液柱总长为4h。现拿去盖板，液柱开始流动，当两侧液面恰好相齐时右侧液面下降的速度为多少？解析：将盖板A拿去后，U形管右管液而下降，左管液而上升，液体系统的重力势能减少动能增加，当左右两

6、管液而相平时势能最小，动能最大。设液体密度为Q,液柱的截而积为S,右边高出左右液面相平时的液柱的质量为加=型,U形竹中液体的总质=4phS,液柱流动的最大2速度为V。选液柱未流动时高岀左侧液血2处为重力势能零势血，山机械能守恒定律有：4对液体在题设过程：讐=筈解得：v=A_D例27.如图23所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。其正上方/位置冇一只小球。小球从静止开始下落，在〃位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在〃位置小球速度减小到零。小球下降阶段下列说法中正确的是：A.在〃位置小球动能最大B.在C位置小球动能最大c.从位置小球重力势能

7、的减少人于小球动能的增加D.从昇一〃位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加例29.如图4所示，半径R=050m的光滑圆环固定在竖在平血内，轻质弹簧一端固定在环的最高点A处，另一端系一个质ffl/7?=0.20kg的小球，小球套在圆环上。已kx2知弹簧的原长为Lo=0.50/??,劲度系数k=48N皿。将小球从图示的位置，由静止开始释放,小球将沿圆环滑动并能通过最低点Co已知弹簧的弹性势能Ep=——，垂力加速度g=10加/*,求小球经过C点的速度比o解析：设C处为重力势能的零势面，对小球、弹簧系统在小球由静止至运动到C点的过程，由机械能守恒定律有：吨（2R

8、—RW也+如"2将已知数据代入上式解得:vc=3m/s并由静止释放，当杆摆到竖肓位置例30.如图所示，一根长为L,质量不计的硕杆，杆的中心点及右端各固定一质量为m的小球，杆可以带着小球在竖肓平面内绕0点转动，若开始时杆处于水平，时，下列说法止确的是（不计阻力）（）A.右端小球速率为J12g厶/5B.右端小球机械能减少T—mgLC.中点小球机械能减少了丄mgL0.每个小球机械能都不变例31.如图2所示，一根轻质细杆的两端分别固定着A、B两只质量均为山的小球，0点是一-垂直纸面的光滑水平轴。己知A0=L,B0=2L。使细杆从水平位置由静止开始转动,当B球转到0点正

9、下方时，它对细杆的拉力是多大?解析：对