《機(jī)械能守恒定律》習(xí)題.doc

機(jī)械能守恒定律習(xí)題一、單選題(本大題共9小題，共36.0分)1、如圖所示，表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪，小物塊 A、 B用輕繩連接并跨過(guò)滑輪（不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦）。初始時(shí)刻， A、 B處于同一高度并恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。剪斷輕繩后 A下落、 B沿斜面下滑，則從剪斷輕繩到物塊著地，兩物塊（）。 A. 速率的變化量不同 B. 機(jī)械能的變化量不同 C. 重力勢(shì)能的變化量相同 D. 重力做功的平均功率相同 2、從地面豎直上拋兩個(gè)質(zhì)量不同的物體，設(shè)它們的初動(dòng)能相同，當(dāng)上升到同一高度時(shí)（不計(jì)空氣阻力，選拋出點(diǎn)所在的水平面為參考面），則兩個(gè)物體（）。 A. 所具有的重力勢(shì)能相等 B. 所具有的動(dòng)能相等 C. 所具有的機(jī)械能不相等 D. 所具有的機(jī)械能相等 3、如圖，把一根內(nèi)壁光滑的細(xì)圓管彎成3/4圓周形狀，且豎直放置，管口A豎直向上，管口B水平向左，一小球從管口A的正上方h 1高處自由落下，經(jīng)細(xì)管恰能到達(dá)細(xì)管最高點(diǎn)B處。若小球從A管口正上方h 2高處自由落下，進(jìn)入A管口運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后又從空中飛落進(jìn)A口，則h 1h 2為() A.12B.23C.45D.564、如圖所示，在距地面h高處以初速度v 0沿水平拋出一個(gè)物體，不計(jì)空氣阻力，物體在下落過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是() A. 物體在c點(diǎn)比在a點(diǎn)具有的機(jī)械能大 B. 物體在b點(diǎn)比在c點(diǎn)具有的動(dòng)能大 C. 物體在a、b、c三點(diǎn)具有的動(dòng)能一樣大 D. 物體在a、b、c三點(diǎn)具有的機(jī)械能相等 5、游樂(lè)場(chǎng)中的一種滑梯如圖所示。小朋友從軌道頂端由靜止開(kāi)始下滑，沿水平軌道滑動(dòng)了一段距離后停下來(lái)，則() A. 下滑過(guò)程中支持力對(duì)小朋友做功 B. 下滑過(guò)程中小朋友的重力勢(shì)能增加 C. 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小朋友的機(jī)械能守恒 D. 在水平面滑動(dòng)過(guò)程中摩擦力對(duì)小朋友做負(fù)功 6、如圖所示，物體A靜止在光滑的水平面上，A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧，與A質(zhì)量相同的物體B以速度v向A運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞， A. B始終沿同一直線運(yùn)動(dòng)，則 B. A.B組成的系統(tǒng)動(dòng)能損失最大的時(shí)刻是（ ） A. A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí) B. A的速度等于v時(shí)C. B的速度等于零時(shí) D. A和B的速度相等時(shí)7、汽車沿一段坡面向下行駛，通過(guò)剎車使速度逐漸減小，在剎車過(guò)程中（ ） A. 重力勢(shì)能增加 B. 動(dòng)能增加 C. 重力做負(fù)功 D. 機(jī)械能不守恒 8、兩質(zhì)量相同的小球A、B，分別用細(xì)線懸掛在等高的O 1、O 2點(diǎn)，A球的懸線比B球的長(zhǎng)，如圖所示，把兩球均拉到懸線水平后將小球由靜止釋放，以懸點(diǎn)所在平面為參考平面，則兩球經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)（ ） A. A球的速度等于B球的速度 B. A球的動(dòng)能等于B球的動(dòng)能 C. A球的機(jī)械能等于B球的機(jī)械能 D. A球的機(jī)械能小于B球的機(jī)械能 9、一顆子彈水平射入置于光滑水平面上的木塊A并留在A中，A、B是用一根彈性良好的彈簧連在一起，如圖所示.則在子彈打擊木塊A并壓縮彈簧的整個(gè)過(guò)程中，對(duì)子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)（ ） A. 系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B. 系統(tǒng)機(jī)械能不守恒 C. 僅對(duì)A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 D. 無(wú)法判定 二、填空題(本大題共1小題，共4.0分)10、“神舟”三號(hào)返回艙利用降落傘系統(tǒng)和緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步降低著陸階段的下降速度。為防止地面氣流通過(guò)降落傘拖動(dòng)已著陸的返回艙，在著陸前幾秒鐘，必須自動(dòng)割斷傘繩，使返回艙在緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)工作下平穩(wěn)著陸。割斷傘繩后，返回艙在降落過(guò)程中_（填“遵守”或“不遵守”）機(jī)械能守恒定律（不計(jì)空氣阻力），其原因是_。 三、計(jì)算題(本大題共5小題，共50.0分)11、如圖所示，半徑為R、圓心為O的大圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，兩個(gè)輕質(zhì)小圓環(huán)套在大圓環(huán)上。一根輕質(zhì)長(zhǎng)繩穿過(guò)兩個(gè)小圓環(huán)，它的兩端都系上質(zhì)量為m的重物。忽略小圓環(huán)的大小。 (1)將兩個(gè)小圓環(huán)固定在大圓環(huán)豎直對(duì)稱軸的兩側(cè)=30的位置上（如圖）。在兩個(gè)小圓環(huán)間繩子的中點(diǎn)C處，掛上一個(gè)質(zhì)量M= 的重物，使兩個(gè)小圓環(huán)間的繩子水平，然后無(wú)初速釋放重物M。設(shè)繩子與大、小圓環(huán)間的摩擦均可忽略，求重物M下降的最大距離。 (2)若不掛重物M，小圓環(huán)可以在大圓環(huán)上自由移動(dòng)，且繩子與大、小圓環(huán)間及大、小圓環(huán)之間的摩擦均可以忽略，問(wèn)兩個(gè)小圓環(huán)分別在哪些位置時(shí)，系統(tǒng)可處于平衡狀態(tài)？ 12、如圖所示，一固定的楔形木塊，其斜面的傾角=30，另一邊與地面垂直，頂上有一輕質(zhì)定滑輪，一柔軟的細(xì)線跨過(guò)定滑輪，兩端分別與物塊A和B連結(jié)，A的質(zhì)量為4m，B的質(zhì)量為m。開(kāi)始時(shí)將B按在地面上不動(dòng)，然后放開(kāi)手，讓A沿斜面下滑而B(niǎo)上升。物塊A與斜面間無(wú)摩擦。設(shè)當(dāng)A沿斜面下滑l距離后，細(xì)線突然斷了。求物塊B上升的最大高度H。 13、如圖所示，物體從高處自由落下，經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)，AB=BC。已知經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)物體的動(dòng)能是20 J，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)物體的重力勢(shì)能為零，經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)物體的動(dòng)能為40 J，則當(dāng)勢(shì)能為8 J時(shí)物體的動(dòng)能多大？（空氣阻力不計(jì)） 14、如圖所示，總長(zhǎng)為L(zhǎng)的光滑勻質(zhì)鐵鏈跨過(guò)一個(gè)光滑的輕小滑輪，開(kāi)始時(shí)底端相齊，當(dāng)略有拉動(dòng)時(shí)其一端下落，則鐵鏈剛脫離滑輪瞬間的速度為多大？ 15、蕩秋千是一種常見(jiàn)的娛樂(lè)休閑活動(dòng)，也是我國(guó)民族運(yùn)動(dòng)會(huì)上的比賽項(xiàng)目。若秋千繩的長(zhǎng)度為2.0 m，蕩到最高點(diǎn)時(shí)秋千繩與豎直方向成60角，求蕩到最低點(diǎn)時(shí)秋千的速度大小。（忽略空氣阻力和摩擦） 【答案】1.D2.D3.C4.D5.D6.D7.D8.C9.B10、不遵守 除重力外還有其他力做功。11、（1）h= （2）見(jiàn)解析12、1.2l13、22 J14、15、4.4 m/s【解析】1、剪斷輕繩后，對(duì) A由機(jī)械能守恒得 ， ，速率變化量 vA vA0 ，對(duì) B同理 ，速率變化量 vB vB0 ，它們相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能分別守恒，因而機(jī)械能的變化量都為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； A、 B靜止時(shí) mAg mBgsin ，則 mA mB，重力勢(shì)能的減少量等于重力做的功，分別為 WA mAgh、 WB mBgh，后者較大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù) 、 可得 A、 B下滑時(shí)間，根據(jù)平均功率 P W/ t可得 PA PB，選項(xiàng)D正確。2、初態(tài)機(jī)械能相同，機(jī)械能守恒，D對(duì)，C錯(cuò)。同一高度質(zhì)量不等，重力勢(shì)能不等，動(dòng)能不等，A、B錯(cuò)。3、當(dāng)小球從管口A的正上方h 1高處自由落下，到達(dá)細(xì)管最高點(diǎn)B處時(shí)的速度為零，則根據(jù)機(jī)械能守恒定律有(取管口A的位置重力勢(shì)能為零)，mgh 1mgR，解得h 1R；當(dāng)從A管口正上方h 2高處自由落下時(shí)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有Rv Bt，R gt 2，解得v B ，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mgh 2mgR m ，解得h 25R/4，故h 1h 245。4、小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只受到重力作用，機(jī)械能守恒，在任何一個(gè)位置小球的機(jī)械能都是一樣的。5、小朋友在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受阻力作用，機(jī)械能不守恒，因此不能選C。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中支持力與運(yùn)動(dòng)方向垂直，因此對(duì)小朋友不做功，不能選A。下滑中小朋友的重力勢(shì)能減小，因此不能選B。而運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小朋友的機(jī)械能減少了，因此摩擦力做負(fù)功，所以選D。6、系統(tǒng)機(jī)械能守恒，當(dāng)A和B的速度相等時(shí)，彈簧壓縮最大，彈性勢(shì)能最大，系統(tǒng)動(dòng)能最小，選項(xiàng)D正確。 7、汽車沿坡面向下運(yùn)動(dòng)，重力做正功，重力勢(shì)能減小，故A、C錯(cuò)誤；由于速度逐漸減小，故動(dòng)能減小，B錯(cuò)誤；由于動(dòng)能、重力勢(shì)能都減小，故機(jī)械能是減小的，故機(jī)械能不守恒，D項(xiàng)正確還可以根據(jù)除重力外，還有阻力做負(fù)功，可知機(jī)械能減小8、略9、此題分為兩個(gè)過(guò)程，一是子彈射入木塊A中，二是彈簧被壓縮，這兩個(gè)過(guò)程并非獨(dú)立，而是同時(shí)發(fā)生的。 當(dāng)子彈射入木塊A中時(shí)，子彈受摩擦力的作用，與木塊A發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，摩擦生熱，機(jī)械能有損失，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 當(dāng)子彈相對(duì)A靜止以后，木塊A、B與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，內(nèi)部有動(dòng)能與彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化。10、緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)對(duì)返回艙做功，即除重力外還有其他力做功，故機(jī)械能不守恒。11、解：（1）重物向下先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)重物速度為零時(shí)，下降的距離最大。設(shè)下降的最大距離為h，由機(jī)械能守恒定律得 Mgh=2mg -Rsin 解得 h= （另解h=0舍去） （2）系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，兩小環(huán)的可能位置為 a。兩小環(huán)同時(shí)位于大圓環(huán)的底端。 b。兩小環(huán)同時(shí)位于大圓環(huán)的頂端。 c。兩小環(huán)一個(gè)位于大圓環(huán)的頂端，另一個(gè)位于大圓環(huán)的底端。 d。除上述三種情況外，根據(jù)對(duì)稱性可知，系統(tǒng)如能平衡，則兩小圓環(huán)的位置一定關(guān)于大圓環(huán)豎直對(duì)稱軸對(duì)稱。設(shè)平衡時(shí)，兩小圓環(huán)在大圓環(huán)豎直對(duì)稱軸兩側(cè)角的位置上（如圖所示）。對(duì)于重物m，受繩子拉力T與重力mg作用，有T=mg 對(duì)于小圓環(huán)，受到三個(gè)力的作用，水平繩子的拉力T、豎直繩子的拉力T、大圓環(huán)的支持力N，兩繩子的拉力沿大圓環(huán)切向的分力大小相等，方向相反Tsin=Tsin 得=，而+=90，所以=45 12、解：A沿斜面下滑而B(niǎo)上升的過(guò)程中，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。 A沿斜面下滑l距離，B上升的高度也為l，設(shè)此時(shí)A、B速度的大小均為v，根據(jù)E 減=E k 增有：4mglsin30-mgl= ,得v 2= 。 繩斷后，B以速度v開(kāi)始只在重力作用下減速上升，機(jī)械能守恒。當(dāng)速度為零時(shí)達(dá)最大高度。設(shè)繼續(xù)上升的高度為h，有mgh= ，得h= 。 所以物體B上升的最大高度為：H=l+ =1.2l。13、解：物體自由落下的過(guò)程，機(jī)械能守恒，E A=E B=E C。設(shè)AB=BC=h，則有E kA+mgh=E kC-mgh，得mgh=10 J，所以E A=E kA+mgh=30 J，物體的勢(shì)能為8 J時(shí)的機(jī)械能E=E A=30 J=E p+E k，得該處動(dòng)能E k=22 J。14、解：鐵鏈在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功，機(jī)械能守恒。設(shè)鐵