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高中人教物理2021届小题必练10 机械能守恒定律及其应用 教师版.doc


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高中人教物理2021届小题必练10 机械能守恒定律及其应用 教师版.doc
文档介绍:
小题必练10:机械能守恒定律及其应用
(1)机械能守恒的条件的理解及判断方法;(2)机械能守恒定律的三种表达形式;(3)多个物体机械能守恒。
例1.(2019∙全国II卷∙18)从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点,该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。由图中数据可得(  )
A.物体的质量为2 kg
B.h=0时,物体的速率为20 m/s
C.h=2 m时,物体的动能Ek=40 J
D.从地面至h=4 m,物体的动能减少100 J
【解析】Ep-h图像知其斜率为G,故G=20 N,解得m=2 kg,A正确;h=0时,Ep=0,Ek=E机-Ep=100 J-0=100 J,故mv2=100 J,解得v=10 m/s,B错误;h=2 m时,Ep=40 J,Ek=E机-Ep=85 J-40 J=45 J,C错误;h=0时,Ek=E机-Ep=100 J-0=100 J,h=4 m时,Ekʹ=E机-Ep=80 J-80 J=0,故Ek-Ekʹ=100 J,D正确。
【答案】AD
【点睛】本题考查动能、重力势能、机械能的概念和动能定理的应用,以及利用数形结合处理物理问题的能力,体现了能量观念和科学推理的核心素养,同时还体现了图像展示物理关系的形式美。
1.不计空气阻力,下列运动的物体中机械能不守恒的是(  )
A.起重机吊起物体匀速上升
B.物体做平抛运动
C.圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动
D.一个轻质弹簧上端固定,下端系一个重物,重物在竖直方向上上下振动(以物体和弹簧整体为研究对象)
【答案】A
【解析】起重机吊起物体匀速上升,物体的动能不变而势能增加,故机械能不守恒,A项正确;物体做平抛运动,只有重力做功,机械能守恒,B项错误;圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动,没有力做功,机械能守恒,C项错误;一个轻质弹簧上端固定,下端系一个重物,重物在竖直方向上上下振动,只有重力和弹力做功,机械能守恒,D项错误。
2.(多选)一物体静止在水平地面上,在竖直向上的拉力F作用下开始向上运动,如图甲所示。在物体向上运动过程中,其机械能E与位移x的关系图像如图乙所示(空气阻力不计),已知曲线上点A处的切线斜率最大,则(  )
A.在x1处物体所受拉力最大
B.在x1~x2过程中,物体的动能先增大后减小
C.在x2处物体的速度最大
D.在x1~x2过程中,物体的加速度先增大后减小
【答案】AB
【解析】由题图可知,x1处物体图像的斜率最大,说明此时机械能变化最快,由E=Fx可知此时所受的拉力最大,故A正确;x1~x2过程中,图像的斜率越来越小,则说明拉力越来越小,x2时刻图像的斜率为零,说明此时拉力为零,在这一过程中物体应先加速后减速,说明最大速度一定不在x2处,故B正确,C错误;由图像可知,在x1~x2过程中,拉力逐渐减小,直到变为零,则物体受到的合力应先减小到零,后反向增大,故加速度应先减小,后反向增大,故D错误。
3.(多选)如图所示,有一光滑轨道ABC,AB部分为半径为R的圆弧,BC部分水平,质量均为m的小球a、b固定在竖直轻杆的两端,轻杆长为R,不
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