2020-2021学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册同步练习：8.4机械能守恒定律 Word版含答案
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册同步练习：8.4机械能守恒定律 Word版含答案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 331.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-06 08:16:46 | ||
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文档简介
8.4机械能守恒定律
一、多选题
1．把质量为3kg的石块从20m高的山崖上以沿水平方向成角斜向上的方向抛出（如图所示），抛出的初速度v0=5m/s，石块落地时的速度大小与下面哪些量无关（g取10m/s2，不计空气阻力）（ ）
A．石块的质量
B．石块初速度的大小
C．石块初速度的仰角
D．石块抛出时的高度
2．关于机械能守恒，下列说法中正确的是（ ）
A．系统内只有重力或弹力做功时，系统的机械能一定守恒
B．物体所受合外力不为0，其机械能一定不守恒
C．物体所受合外力做功不为0，其机械能一定不守恒
D．物体沿竖直方向向下做加速度为5m/s2的匀加速运动，其机械能减少
3．如图所示，倾角θ=的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中（ ）
A．软绳重力势能共减少了mgl
B．软绳重力势能共减少了mgl
C．软绳重力势能的减少等于软绳的重力所做的功
D．软绳重力势能的减少等于物块对它做的功与软绳克服自身重力、摩擦力所做功之和
4．一物体获得一定初速度后，沿着一粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统的下列说法中正确的是（ ）
A．机械能守恒
B．总能量守恒
C．机械能和内能增加
D．机械能减少，内能增加
5．如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且使弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点B的过程中（ ）
A．重力做正功，弹力不做功
B．重力做正功，弹力做负功，弹性势能增加
C．若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功
D．若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功
6．在水平地面上放置一轻质弹簧，有一物体在弹簧的正上方自由落下（如图所示），在物体压缩弹簧速度减为零时（选地面为零势能参考平面）（ ）
A．物体的重力势能最小
B．物体的重力势能最大
C．弹簧的弹性势能最大
D．弹簧的弹性势能最小
二、单选题
7．取水平地面为重力势能零点．一物块从地面以初速度v0竖直向上运动，不计空气阻力，当物块运动到某一高度时，它的重力势能和动能恰好相等，则在该高度时物块的速度大小为（ ）
A．v0
B．v0
C．v0
D．v0
8．如图所示，具有一定初速度v的物块，在沿倾角为的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块的加速度大小为5m/s2，方向沿斜面向下，g取10m/s2，那么在物块向上运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块的机械能一定增加
B．物块的机械能一定减少
C．物块的机械能不变
D．物块的机械能可能增加，也可能减少
9．以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面（足够长）上滑，如图所示，三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3，不计空气阻力，则（ ）
A．h1=h2>h3
B．h1=h2＜h3
C．h1=h3＜h2
D．h1=h3>h2
10．如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为f，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x。此过程中，以下结论不正确的是（ ）
A．小物块到达小车最右端时具有的动能为(F－f)·(L＋x)
B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fx
C．小物块克服摩擦力所做的功为f(L＋x)
D．小物块和小车增加的机械能为Fx
11．滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员（可视为质点，如图所示，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（ ）
A．所受合外力始终为零
B．所受摩擦力大小不变
C．合外力做功一定为零
D．机械能始终保持不变
12．在如图所示的实验中，小球每次从光滑斜面的左端A自由滑下，每次都能到达右端与A点等高的B点。关于其原因，下列说法中正确的是（ ）
A．因为小球总是“记得”自己的高度
B．因为小球在运动过程中，始终保持能量守恒
C．因为小球在运动过程中，始终保持势能守恒
D．因为小球在运动过程中，始终保持动能守恒
三、实验题
13．为了测定一根轻弹簧压缩至最短时能储存的弹性势能的大小，可将弹簧固定在带有光滑凹槽的轨道一端，并将轨道固定在水平桌面的边缘上。如图所示，用钢球将弹簧压缩至最短，然后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面，实验时：
(1)需要测定的物理量是____________________________(填写名称及符号)；
(2)计算弹簧压缩至最短时弹性势能的表达式是Ep=________(用上问所填的符号表示，重力加速度为g)。
14．如图所示，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O转动的轻杆，且摆到某处时即能停在该处，另有一小钢球。现要利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能。
(1)还需要的器材是________________。
(2)以上测量，实际上是把弹性势能的测量转化为____________的测量，进而转化为对__________和________的直接测量。
四、解答题
15．荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动。若秋千绳的长度l=2m，荡到最高点时秋千绳与竖直方向的夹角θ=60°。取重力加速度g=9.8m/s2，求荡到最低点时秋千的速度大小。（忽略阻力及秋千绳的质量，且人在秋千上的姿势可视为不变）
16．把质量是的小球放在竖立的弹簧上，并把小球往下按至A的位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C（图乙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态。已知B、A的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.2m，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，g取10。
(1)分别说出小球由位置A至位置B、由位置B至位置C时，小球和弹簧的能量转化情况。
(2)小球处于位置A时，弹簧的弹性势能是多少？在位置C时，小球的动能是多少？
17．如图是某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小坡度，电车进站要上坡，出站要下坡。已知坡高为2
m，电车到a点时的速度为25.2
km/h，此后便切断电车的电源，如果不考虑电车所受的摩擦力，电车能否冲上站台？如果电车不能冲上站台，请说明理由；如果电车能冲上站台，求它到达b点时的速度大小。（g取10
m/s2）
试卷第6页，总6页
试卷第1页，总2页
参考答案
1．AC
【详解】
以地面为参考平面，石块运动过程中机械能守恒，则
mgh＋=mv2
即
v2=2gh+
所以
v=
可知，v与石块的初速度大小v0和高度h有关，而与石块的质量和初速度的方向无关。
故选AC。
2．AD
【详解】
A．系统内只有重力或弹力做功时，系统的机械能守恒，A正确；
BC．物体仅受重力作用，只有重力做功时，物体的机械能守恒，故BC错误；
D．物体沿竖直方向向下做加速度为5m/s2的匀加速运动时，物体一定受到一个与运动方向相反的力作用，此力对物体做负功，物体的机械能减少，故D正确。
故选AD。
3．BC
【详解】
AB．选斜面顶端为参考平面，软绳重力势能共减少
mg=mgl
故A错误，B正确；
CD．根据重力做功与重力势能变化的关系知道，软绳重力势能的减少等于软绳的重力所做的功，故C正确，D错误。
故选BC。
4．BD
【详解】
物体沿斜面上滑的过程中，有摩擦力对物体做负功，所以物体的机械能减少。由能量转化和守恒定律知，内能应增加，总能量不变，BD正确；AC错误；
故选BD。
5．BC
【详解】
C．用不可伸长的细绳拴住重物向下摆动时，重力做正功，弹力不做功，C正确；
ABD．用弹簧拴住重物向下摆动时，弹簧要伸长，重物轨迹不是圆弧，弹力做负功，弹性势能增加，重力做正功，且做功比用细绳代替弹簧后做功多，AD错误，B正确。
故选BC。
6．AC
【详解】
AB．以地面为零势能参考平面，当物体压缩弹簧速度减为零时，物体的高度最小，重力势能最小，A正确，B错误；
CD．弹簧的压缩量最大，弹性势能最大，C正确，D错误。
故选AC。
7．C
【详解】
设当物块运动到高度h时，它的重力势能和动能恰好相等，速率为v，物块上升的过程中，根据机械能守恒定律得
mgh＋mv2=m
又
mgh=mv2
联立解得
v=v0
8．C
【详解】
以物体为研究对象进行受力分析如图
根据牛顿第二定律得
mgsin＋Ff－F＝ma
代入数据得
Ff＝F
故此过程中只有重力做功，物块的机械能守恒
故选C。
9．D
【详解】
竖直上抛的物体和沿光滑斜面运动的物体，上升到最高点时，速度均为0，由机械能守恒定律得
mgh=mv02
所以
斜上抛的物体在最高点速度不为零，设为v1，则
mgh2=mv02-mv12
所以
h2＜h1=h3
故选D。
10．D
【详解】
A．对物块分析，物块对地的位移为L+x，根据动能定理得
知物块到达小车最右端时具有的动能
Ek物=(F－f)·(L＋x)
故A正确。
B．对小车分析，小车对地的位移为x，根据动能定理得
fx=Ek车-0
知物块到达小车最右端时，小车具有的动能
Ek车=fx
故B正确。
C．小物块克服摩擦力所做的功为f（L+x），故C正确。
D．系统产生的内能等于系统克服摩擦力做的功，即物块与小车增加的内能
Q=fx相对=fL
根据能量守恒，小物块和小车增加的机械能为
故D错误。
本题选择错误的，故选D。
11．C
【详解】
A．运动员做匀速圆周运动，所受合外力指向圆心，A错误；
B．运动员所受滑动摩擦力大小随运动员位置的变化而变化，B错误；
C．由动能定理可知，合外力做功一定为零，C正确；
D．运动员动能不变，重小势能减少，所以机械能减少，D错误。
故选C。
12．B
【详解】
AB．斜面光滑，小球在运动过程中，斜面对小球不做功，只有重力做功，小球的机械能守恒，所以小球每次都能到达右端与A等高的B点，所以小球在运动过程中，始终保持能量守恒，故A错误，B正确；
C．小球在运动过程中，小球的高度变化时势能是变化的，故C错误；
D．小球在斜面下滑和上滑的过程中动能是变化的，故D错误；
故选B。
13．桌面距地面的高度h、钢球做平抛运动的水平位移x、钢球的质量m
【详解】
(1)[1]需要测定的物理量有桌面距地面的高度h、钢球做平抛运动的水平位移x、钢球的质量m。
(2)[2]小球以v水平抛出，水平、竖直方向满足
由机械能守恒定律可得
联立可得
14．天平、刻度尺
重力势能
质量
上升的高度
【详解】
(1)[1]将压缩弹簧的小球释放后，由于轨道都是光滑的，只有弹簧的弹力和重力做功，最终弹簧的弹性势能转化为小钢球的重力势能，因此需要用天平测量小钢球的质量m，用刻度尺测量小钢球在光滑圆弧轨道上升高的高度h，故还需要的器材是天平和刻度尺；
(2)[2][3][4]根据机械能守恒定律可以知道以上测量过程实际上是把对弹性势能的测量转化为对重力势能的测量，根据重力势能的计算公式
可知需要直接测量的物理量是质量和上升的高度。
15．4.4m/s
【详解】
以人和秋千座椅组成的系统为研究对象并将其视为质点，受力分析如图所示。选择秋千在最低位置时的水平面为零势能参考平面。设秋千荡到最高点A处为初状态，在最低点B处为末状态。已知l=2m，θ=60°。
根据机械能守恒定律有
代入数据解得
16．(1)见详解；(2)0.6J，0
【详解】
(1)小球由位置A至位置B，弹簧对小球做正功，弹簧的弹性势能减少，转化为小球的机械能。
小球由位置B至位置C，只有重力做负功，小球的动能转化为重力势能，小球的机械能守恒。
(2)小球由A→C，由系统的机械能守恒得
在位置C时，小球的速度为0，动能是0。
17．能，3
m/s
【详解】
电车电源被切断后，只有重力做功，故机械能守恒。取a点所在平面为参考平面，电车在a点的机械能为
E1=Ek1=mv12
其中v1=25.2
km/h=7m/s设到达b点时的速度为v2，则由机械能守恒定律可知
解得
v2=3m/s
则能到达b点，到达b点时的速度大小3m/s。
答案第6页，总7页
答案第7页，总7页
一、多选题
1．把质量为3kg的石块从20m高的山崖上以沿水平方向成角斜向上的方向抛出（如图所示），抛出的初速度v0=5m/s，石块落地时的速度大小与下面哪些量无关（g取10m/s2，不计空气阻力）（ ）
A．石块的质量
B．石块初速度的大小
C．石块初速度的仰角
D．石块抛出时的高度
2．关于机械能守恒，下列说法中正确的是（ ）
A．系统内只有重力或弹力做功时，系统的机械能一定守恒
B．物体所受合外力不为0，其机械能一定不守恒
C．物体所受合外力做功不为0，其机械能一定不守恒
D．物体沿竖直方向向下做加速度为5m/s2的匀加速运动，其机械能减少
3．如图所示，倾角θ=的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中（ ）
A．软绳重力势能共减少了mgl
B．软绳重力势能共减少了mgl
C．软绳重力势能的减少等于软绳的重力所做的功
D．软绳重力势能的减少等于物块对它做的功与软绳克服自身重力、摩擦力所做功之和
4．一物体获得一定初速度后，沿着一粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统的下列说法中正确的是（ ）
A．机械能守恒
B．总能量守恒
C．机械能和内能增加
D．机械能减少，内能增加
5．如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且使弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点B的过程中（ ）
A．重力做正功，弹力不做功
B．重力做正功，弹力做负功，弹性势能增加
C．若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功
D．若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功
6．在水平地面上放置一轻质弹簧，有一物体在弹簧的正上方自由落下（如图所示），在物体压缩弹簧速度减为零时（选地面为零势能参考平面）（ ）
A．物体的重力势能最小
B．物体的重力势能最大
C．弹簧的弹性势能最大
D．弹簧的弹性势能最小
二、单选题
7．取水平地面为重力势能零点．一物块从地面以初速度v0竖直向上运动，不计空气阻力，当物块运动到某一高度时，它的重力势能和动能恰好相等，则在该高度时物块的速度大小为（ ）
A．v0
B．v0
C．v0
D．v0
8．如图所示，具有一定初速度v的物块，在沿倾角为的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块的加速度大小为5m/s2，方向沿斜面向下，g取10m/s2，那么在物块向上运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块的机械能一定增加
B．物块的机械能一定减少
C．物块的机械能不变
D．物块的机械能可能增加，也可能减少
9．以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面（足够长）上滑，如图所示，三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3，不计空气阻力，则（ ）
A．h1=h2>h3
B．h1=h2＜h3
C．h1=h3＜h2
D．h1=h3>h2
10．如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为f，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x。此过程中，以下结论不正确的是（ ）
A．小物块到达小车最右端时具有的动能为(F－f)·(L＋x)
B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fx
C．小物块克服摩擦力所做的功为f(L＋x)
D．小物块和小车增加的机械能为Fx
11．滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员（可视为质点，如图所示，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（ ）
A．所受合外力始终为零
B．所受摩擦力大小不变
C．合外力做功一定为零
D．机械能始终保持不变
12．在如图所示的实验中，小球每次从光滑斜面的左端A自由滑下，每次都能到达右端与A点等高的B点。关于其原因，下列说法中正确的是（ ）
A．因为小球总是“记得”自己的高度
B．因为小球在运动过程中，始终保持能量守恒
C．因为小球在运动过程中，始终保持势能守恒
D．因为小球在运动过程中，始终保持动能守恒
三、实验题
13．为了测定一根轻弹簧压缩至最短时能储存的弹性势能的大小，可将弹簧固定在带有光滑凹槽的轨道一端，并将轨道固定在水平桌面的边缘上。如图所示，用钢球将弹簧压缩至最短，然后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面，实验时：
(1)需要测定的物理量是____________________________(填写名称及符号)；
(2)计算弹簧压缩至最短时弹性势能的表达式是Ep=________(用上问所填的符号表示，重力加速度为g)。
14．如图所示，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O转动的轻杆，且摆到某处时即能停在该处，另有一小钢球。现要利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能。
(1)还需要的器材是________________。
(2)以上测量，实际上是把弹性势能的测量转化为____________的测量，进而转化为对__________和________的直接测量。
四、解答题
15．荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动。若秋千绳的长度l=2m，荡到最高点时秋千绳与竖直方向的夹角θ=60°。取重力加速度g=9.8m/s2，求荡到最低点时秋千的速度大小。（忽略阻力及秋千绳的质量，且人在秋千上的姿势可视为不变）
16．把质量是的小球放在竖立的弹簧上，并把小球往下按至A的位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C（图乙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态。已知B、A的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.2m，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，g取10。
(1)分别说出小球由位置A至位置B、由位置B至位置C时，小球和弹簧的能量转化情况。
(2)小球处于位置A时，弹簧的弹性势能是多少？在位置C时，小球的动能是多少？
17．如图是某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小坡度，电车进站要上坡，出站要下坡。已知坡高为2
m，电车到a点时的速度为25.2
km/h，此后便切断电车的电源，如果不考虑电车所受的摩擦力，电车能否冲上站台？如果电车不能冲上站台，请说明理由；如果电车能冲上站台，求它到达b点时的速度大小。（g取10
m/s2）
试卷第6页，总6页
试卷第1页，总2页
参考答案
1．AC
【详解】
以地面为参考平面，石块运动过程中机械能守恒，则
mgh＋=mv2
即
v2=2gh+
所以
v=
可知，v与石块的初速度大小v0和高度h有关，而与石块的质量和初速度的方向无关。
故选AC。
2．AD
【详解】
A．系统内只有重力或弹力做功时，系统的机械能守恒，A正确；
BC．物体仅受重力作用，只有重力做功时，物体的机械能守恒，故BC错误；
D．物体沿竖直方向向下做加速度为5m/s2的匀加速运动时，物体一定受到一个与运动方向相反的力作用，此力对物体做负功，物体的机械能减少，故D正确。
故选AD。
3．BC
【详解】
AB．选斜面顶端为参考平面，软绳重力势能共减少
mg=mgl
故A错误，B正确；
CD．根据重力做功与重力势能变化的关系知道，软绳重力势能的减少等于软绳的重力所做的功，故C正确，D错误。
故选BC。
4．BD
【详解】
物体沿斜面上滑的过程中，有摩擦力对物体做负功，所以物体的机械能减少。由能量转化和守恒定律知，内能应增加，总能量不变，BD正确；AC错误；
故选BD。
5．BC
【详解】
C．用不可伸长的细绳拴住重物向下摆动时，重力做正功，弹力不做功，C正确；
ABD．用弹簧拴住重物向下摆动时，弹簧要伸长，重物轨迹不是圆弧，弹力做负功，弹性势能增加，重力做正功，且做功比用细绳代替弹簧后做功多，AD错误，B正确。
故选BC。
6．AC
【详解】
AB．以地面为零势能参考平面，当物体压缩弹簧速度减为零时，物体的高度最小，重力势能最小，A正确，B错误；
CD．弹簧的压缩量最大，弹性势能最大，C正确，D错误。
故选AC。
7．C
【详解】
设当物块运动到高度h时，它的重力势能和动能恰好相等，速率为v，物块上升的过程中，根据机械能守恒定律得
mgh＋mv2=m
又
mgh=mv2
联立解得
v=v0
8．C
【详解】
以物体为研究对象进行受力分析如图
根据牛顿第二定律得
mgsin＋Ff－F＝ma
代入数据得
Ff＝F
故此过程中只有重力做功，物块的机械能守恒
故选C。
9．D
【详解】
竖直上抛的物体和沿光滑斜面运动的物体，上升到最高点时，速度均为0，由机械能守恒定律得
mgh=mv02
所以
斜上抛的物体在最高点速度不为零，设为v1，则
mgh2=mv02-mv12
所以
h2＜h1=h3
故选D。
10．D
【详解】
A．对物块分析，物块对地的位移为L+x，根据动能定理得
知物块到达小车最右端时具有的动能
Ek物=(F－f)·(L＋x)
故A正确。
B．对小车分析，小车对地的位移为x，根据动能定理得
fx=Ek车-0
知物块到达小车最右端时，小车具有的动能
Ek车=fx
故B正确。
C．小物块克服摩擦力所做的功为f（L+x），故C正确。
D．系统产生的内能等于系统克服摩擦力做的功，即物块与小车增加的内能
Q=fx相对=fL
根据能量守恒，小物块和小车增加的机械能为
故D错误。
本题选择错误的，故选D。
11．C
【详解】
A．运动员做匀速圆周运动，所受合外力指向圆心，A错误；
B．运动员所受滑动摩擦力大小随运动员位置的变化而变化，B错误；
C．由动能定理可知，合外力做功一定为零，C正确；
D．运动员动能不变，重小势能减少，所以机械能减少，D错误。
故选C。
12．B
【详解】
AB．斜面光滑，小球在运动过程中，斜面对小球不做功，只有重力做功，小球的机械能守恒，所以小球每次都能到达右端与A等高的B点，所以小球在运动过程中，始终保持能量守恒，故A错误，B正确；
C．小球在运动过程中，小球的高度变化时势能是变化的，故C错误；
D．小球在斜面下滑和上滑的过程中动能是变化的，故D错误；
故选B。
13．桌面距地面的高度h、钢球做平抛运动的水平位移x、钢球的质量m
【详解】
(1)[1]需要测定的物理量有桌面距地面的高度h、钢球做平抛运动的水平位移x、钢球的质量m。
(2)[2]小球以v水平抛出，水平、竖直方向满足
由机械能守恒定律可得
联立可得
14．天平、刻度尺
重力势能
质量
上升的高度
【详解】
(1)[1]将压缩弹簧的小球释放后，由于轨道都是光滑的，只有弹簧的弹力和重力做功，最终弹簧的弹性势能转化为小钢球的重力势能，因此需要用天平测量小钢球的质量m，用刻度尺测量小钢球在光滑圆弧轨道上升高的高度h，故还需要的器材是天平和刻度尺；
(2)[2][3][4]根据机械能守恒定律可以知道以上测量过程实际上是把对弹性势能的测量转化为对重力势能的测量，根据重力势能的计算公式
可知需要直接测量的物理量是质量和上升的高度。
15．4.4m/s
【详解】
以人和秋千座椅组成的系统为研究对象并将其视为质点，受力分析如图所示。选择秋千在最低位置时的水平面为零势能参考平面。设秋千荡到最高点A处为初状态，在最低点B处为末状态。已知l=2m，θ=60°。
根据机械能守恒定律有
代入数据解得
16．(1)见详解；(2)0.6J，0
【详解】
(1)小球由位置A至位置B，弹簧对小球做正功，弹簧的弹性势能减少，转化为小球的机械能。
小球由位置B至位置C，只有重力做负功，小球的动能转化为重力势能，小球的机械能守恒。
(2)小球由A→C，由系统的机械能守恒得
在位置C时，小球的速度为0，动能是0。
17．能，3
m/s
【详解】
电车电源被切断后，只有重力做功，故机械能守恒。取a点所在平面为参考平面，电车在a点的机械能为
E1=Ek1=mv12
其中v1=25.2
km/h=7m/s设到达b点时的速度为v2，则由机械能守恒定律可知
解得
v2=3m/s
则能到达b点，到达b点时的速度大小3m/s。
答案第6页，总7页
答案第7页，总7页