人教版物理必修2同步练习：8.4 机械能守恒定律（优生加练）

一个倾角 的斜面固定于水平地面，斜边长5m，一物块从斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中两直线所示，设斜面底端所在的水平面为零势能面， ， ，重力加速度取 ，则（   ）

在粗糙的水平面上固定ー挡板，ー质量不计的弹簧左端固定在挡板上，一可视为质点的质量为m的物块A放在弹簧的右端，初始时刻弹簧为原长，物块与弹簧未连接，现瞬间给物块一向左的初速度，使其将弹簧压缩，经过一段时间弹簧将物块弹开，在整个运动过程中弹簧的最大压缩量为l。已知物块的初速度大小为v₀、物块与水平地面之间的动摩擦因数为μ。则下列不正确的是（ ）

风能是可再生资源中目前发展最快的清洁能源，风力发电也是具有大规模开发和商业化发展前景的发电方式，近年来，我国风电产业规模逐渐扩大，已成为能源发展的重要领域，在风电技术发展方面，由于相同风速时发电功率的不同，我国目前正逐步采用变桨距控制风力发电机替代定桨距控制风力发电机，来提高风力发电的效率 具体风速对应的功率如图乙所示，设甲图中风力发电机每片叶片长度为30m，所处地域全天风速均为 ，空气的密度为 ，圆周率 取 ，下列说法不正确的是（  ）

如图所示，质量分别为m₁和m₂的木块 A 和 B 之间用一轻质弹簧相连，然后将它们静置于一底端 带有挡板的光滑斜面上，其中 B 置于斜面底端的挡板上，设斜面的倾角为θ，弹簧的劲度系数为 k．现用一平行于斜面的恒力 F 拉木块 A 沿斜面由静止开始向上运动，当木块 B 恰好对挡板的压力为零 时，木块 A 在斜面上运动的速度为 v，则下列说法正确的是（　　）

物块A质量为m ， 置于光滑水平地面上，其上表面固定一根轻弹簧，弹簧原长为 ，劲度系数为k ， 如图所示．现将弹簧上端B缓慢的竖直向上提起一段距离L ， 使物块A离开地面，若以地面为势能零点，则这时物块A具有的重力势能为（　　）

如图所示，用轻杆通过铰链相连的小球A、B、C处于竖直平面内，质量均为m，两段轻杆等长。现将C球置于距地面高h处，由静止释放，假设三个小球只在同一竖直面内运动，不计一切摩擦，重力加速度为g，则在小球C下落过程中（    ）

 如图所示，固定光滑斜面倾角 ， 其底端与竖直面内半径为R的固定光滑圆弧轨道相切，位置D为圆弧轨道的最低点。质量为2m的小球A和质量为m的小环B（均可视为质点）用的轻杆通过轻质铰链相连。B套在光滑的固定竖直长杆上，杆和圆轨道在同一竖直平面内，杆过轨道圆心O，初始轻杆与斜面垂直。在斜面上由静止释放A，假设在运动过程中两杆不会碰撞，小球能滑过D点且通过轨道连接处时无能量损失（速度大小不变），重力加速度为g，从小球A由静止释放到运动至最低点的过程中，下列判断正确的是（　　）

如图所示，水平光滑长杆上套有小物块 ， 细线跨过位于点的轻质光滑定滑轮，一端连接 ， 另一端悬挂小物块 ， 物块质量相等。为点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离 ， 重力加速度为。开始时位于点，与水平方向的夹角为 ， 现将由静止释放，下列说法正确的是（ ）

如图所示，为一弹性轻绳，一端固定于点，一端连接质量为的小球，小球穿在竖直的杆上。轻杆一端固定在墙上，一端为定滑轮。若绳自然长度等于 ， 初始时在一条水平线上，小球从点由静止释放滑到点时速度恰好为零。已知、两点间距离为 ， 为的中点，小球在点时弹性绳的拉力为 ， 小球与杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内。下列说法正确的是（　　）

如图所示，质量为4m的球A与质量为m的球B用绕过轻质定滑轮的细线相连，球A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角α=30°，球B与质量为m的球C通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，球C放在水平地面上。开始时控制住球A，使整个系统处于静止状态，细线刚好拉直但无张力，滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，然后由静止释放球A，不计细线与滑轮之间的摩擦，重力加速度为g ， 下列说法正确的是（ ）

如图所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点.轻弹簧左端固定于竖直墙面，用质量为m的滑块a压缩弹簧至D点，然后由静止释放滑块，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上，换用相同材料、质量为2m的滑块b压缩弹簧至同一点D后，重复上述过程，不计滑块经过B点时的机械能损失，下列说法正确的是（ ）

半径为的光滑圆形轨道用一轻杆固定于天花板，其质量为。质量均为的相同小球静止在轨道最低位置。两球间夹有一压缩的微型轻弹簧，弹性势能为 ， 两小球之间距离可忽略不计，且与弹簧不栓接。现同时释放两个小球，弹簧完全弹开后，两球沿轨道内壁运动刚好能到达轨道最高点。当小球沿轨道分别经过、点时，小球与圆心的连线和竖直方向的夹角 ， 如图所示，此时轻杆的弹力大小为。整个过程不计空气阻力，圆形轨道始终处于静止状态，取重力加速度为 ， ， ， 则（ ）

如图所示，竖直平面内固定一半径为的光滑圆环，圆心在点。质还分别为m、0.75m的A、B两小球套在圆环上，用不可伸长的长为的轻杆通过较链连接，开始时对球施加一个竖直向上的外力 ， 使A、B均处于静止状态，且球恰好与圆心等高，重力加速度为 ， 则下列说法正确的是

如图所示，质量为的物体A，其下端拴接一固定在水平地面上的轻质弹簧，弹簧的劲度系数 ， 物体A的上端通过不可伸长的细线跨过两个光滑的小定滑轮连接中间有孔的小球B，小球B套在倾角的光滑直杆上，D为杆的底端，与固定杆的夹角也是 ， 细线水平，此时细线的拉力是。小球B的质量 ， C是杆上一点且与杆垂直， ， 重力加速度g取。现由静止释放小球B，下列说法正确的是（　　）

 北京赢得了2022年第二十四届冬季奥林匹克运动会的举办权，引得越来越多的体育爱好者参加滑雪运动．如图所示，某滑雪场的雪道由倾斜部分AB段和水平部分BC段组成，其中倾斜雪道AB的长L＝25m，顶端高H＝15m，滑雪板与雪道间的动摩擦因数μ＝0.25．滑雪爱好者每次练习时均在倾斜雪道的顶端A处以水平速度飞出，落到雪道时他靠改变姿势进行缓冲，恰好可以使自己在落到雪道前后沿雪道方向的速度相同．不计空气阻力影响，取重力加速度g=10m/s² ．

如图所示为杂技演员进行摩托车表演的轨道，它由粗糙倾斜直线轨道、光滑圆弧形轨道、光滑半圆形轨道、光滑水平轨道组成，轨道与圆弧轨道相切，轨道所对应的圆心角为 ， 点距地面的高度差 ， 轨道的半径 ， 轨道的半径 ， 轨道最低点距水平地面的高度差。表演者从点驾驶摩托车由静止开始沿轨道运动，接着沿轨道运动，然后从点离开轨道，最后落到地面上的点。已知表演者与摩托车的总质量 ， 表演者与摩托车可视质点，空气阻力不计， ， ， 。

如图所示，粗糙水平地面AB与固定在竖直面内的半圆形光滑轨道BC在B点平滑连接，轨道半径。用外力将一质量的物块压缩弹簧至A点，撤去外力，由静止释放物块，物块经过B点（此时物块与弹簧已分离）进入半圆形轨道向上运动到达最高点C后飞出，落到水平地面上时与B点的距离。已知A、B两点间的距离 ， 物块与水平地面AB间的动摩擦因数 ， 取重力加速度大小 ， 不计空气阻力，求：

如图所示，粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接，导轨半径R=0.4m ， 一质量m=1kg的小滑块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，经过B点后恰好能通过最高点C作平抛运动。已知小滑块与轨道AB间的动摩擦因数=0.2，AB的长度L=2m ， 求：

 如图所示为一处于竖直平面内的实验探究装置的示意图，该装置由速度可调的固定水平传送带、光滑圆弧轨道BCD和光滑细圆管 EFG 组成，其中水平传送带长 B点在传送带右端转轴的正上方，轨道 BCD和细圆管 EFG 的圆心分别为( 和 圆心角均为( 半径均为 R=0.4m，且 B 点和 G 点分别为两轨道的最高点和最低点. 在细圆管 EFG 的右侧足够长的光滑水平地面上紧挨着一块与管口下端等高、 长 质量 木板(与轨道不粘连) . 现将一块质量 的物块(可视为质点) 轻放在传送带的最左端 A 点，由传送带自左向右传动，在 B 处的开口和 E、D处的开口正好可容物块通过. 已知物块与传送带之间的动摩擦因数 物块与木板之间的动摩擦因数 重力加速度 

如图为某同学设计的弹射装置，弹射装置由左端固定在墙上的轻弹簧和锁 K 构成，开始时弹簧被压缩，物块被锁定。水平光滑轨道AB与倾斜粗糙轨道BC平滑连接，已知倾斜轨道与水平面夹角为37^° ， 物块与倾斜轨道间的动摩擦因数。竖直四分之一圆弧光滑轨道DG、G'H和水平轨道HM均平滑连接，物块刚好经过（进入 ， 在同一水平线上，水平轨道HM粗糙；圆弧DG半径为 ， 半径为 ， HM长度为N点为HM的中点。现将质量为的物块解除锁定发射，其经过D点时速度水平，对轨道的作用力恰好为零。空气阻力忽略不计，重力加速度 g取求：

质量的圆环A和质量的重物B用轻绳跨过一滑轮连接，重物B放置在倾角为30°固定在水平地面的斜面上，轻绳平行于斜面，B与斜面间的动摩擦因数 ， 圆环A套在竖直固定的光滑直杆上，滑轮中心与直杆的距离为。现将圆环A从与滑轮上表面等高处a静止释放，下降到达b位置。已知直杆和斜面足够长，不计空气阻力，重力加速度g取。求：

如图，在离水平面高度 m的光滑水平面上有一靠墙的轻质弹簧，一个质量 kg的物块（可看为质点）紧贴弹簧，压缩弹簧储存一定弹性势能 后由静止释放，物块与弹簧分离后以一定初速度 从A点飞出平台，恰好从B点能无碰撞进入光滑圆弧轨道 ，C点为轨道最低点，已知圆弧轨道半径 m，B点到地面高度为 m，已知重力加速度 。

打桩机是基建常用工具。某种简易打桩机模型如图所示，重物A、B和C通过不可伸长的轻质长绳跨过两个光滑的等高小定滑轮连接，C与滑轮等高（图中实线位置）时，C到两定滑轮的距离均为L。重物A和B的质量均为m，系统可以在如图虚线位置保持静止，此时连接C的绳与水平方向的夹角为60°。某次打桩时，用外力将C拉到图中实线位置，然后由静止释放。设C的下落速度为时，与正下方质量为2m的静止桩D正碰，碰撞时间极短，碰撞后C的速度为零，D竖直向下运动距离后静止（不考虑C、D再次相碰）。A、B、C、D均可视为质点。

如图所示，用大小为10N、方向与水平地面成  角的拉力F，使静止物体从A点沿水平地面运动到相距15m的B点，到达B点时的速度为6m/s。此时立即撤去F，物体沿光滑弧形轨道滑到C点，然后返回水平地面，停在离B点  的D点。（取  ，  ，  ）求： 

 

如图所示，水平传送带左端处与竖直面内的光滑曲面平滑连接，右端处与光滑水平面平滑连接，水平面上固定一个竖直挡板，挡板左侧连接一个轻弹簧，弹簧处于自然状态，弹簧左端刚好处在水平面上的点。光滑曲面上的点距离水平传送带的高度差 ， 传送带长 ， 以速度顺时针转动。一质量为的物块从点由静止释放，已知物块与传送带之间的动摩擦因数为 ， 取 ， 求：

在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为6V、频率为50Hz的交流电源上，自由下落的重物质量为1kg，一条理想的纸带，数据如图所示，单位是cm，g取9.8m/s² ， O、A之间有几个计数点没画出。 

如图所示，倾角θ=30°的光滑斜面上，放置了一装有挡光片的滑块A，其质量m=0.2kg。A在恒力F作用下以一定初速度沿斜面向上做匀减速直线运动，速度减为零后又继续沿斜面下滑。当A滑到粗糙水平面O点时撤去F ， 此时完全相同的滑块B以一定初速度沿水平面向右滑行。a、b、c、d、e是五个光电门，测量滑块通过所在位置的速率。忽略滑块A过O点时的能量损失，以滑块A向上经过光电门a的瞬间为t₁=0时刻，每个光电门在各个时刻测得的速率记录在下表（其中v₃数据不详），g取10m/s²。

	a	b	c	d	e
t1=0.0	v1=2
t2=0.8	v2=2
t3=1.0		v3=
t4=1.2			v4=1		v5=2
t5=2.4				v6=0.5

如图所示，固定的光滑直杆AB和光滑圆弧管道BC在B处相切并平滑连接，O为圆心，O、A在同一条水平线上，OC竖直，管道BC的半径为R=0.5m，所对应的圆心角为53°，一中间穿孔、直径略小于管道BC内径、质量为m的小球，穿在直杆AB上。绕过在O点的定滑轮的细线一端和小球相连，另一端与质量为M的物块相连，将小球由A点静止释放，当小球运动到B处时使细线断裂，小球进入管道继续运动，且到达C点时速度恰好为零，已知sin53°=0.8，g取10m/s² ， 求：