機械能守恒定律習(xí)題(含答案)7頁

1、機械能守恒第卷（選擇題，共40分）一、選擇題（每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，至少有一個選項是正確的，全部選對得4分，對而不全得2分。）1、關(guān)于機械能是否守恒的敘述，正確的是（ ）A做勻速直線運動的物體機械能一定守恒 B做變速運動的物體機械能可能守恒C外力對物體做功為零時，機械能一定守恒 D若只有重力對物體做功，物體的機械能一定守恒圖12、質(zhì)量為m的小球，從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地面高度為h，如圖1所示，若以桌面為參考平面，那么小球落地時的重力勢能及整個下落過程中重力勢能的變化分別是（ ）Amgh，減少mg（h） Bmgh，增加mg（h）Cmgh，增加mg（h） Dmg

2、h，減少mg（h）3、一個物體以一定的初速度豎直上拋，不計空氣阻力，那么如圖2所示，表示物體的動能Ek隨高度h變化的圖象A、物體的重力勢能Ep隨速度v變化的圖象B、物體的機械能E隨高度h變化的圖象C、物體的動能Ek隨速度v的變化圖象D，可能正確的是（ ）圖24、物體從高處自由下落，若選地面為參考平面，則下落時間為落地時間的一半時，物體所具有的動能和重力勢能之比為（ ）圖3A1:4 B1:3 C1:2 D1:15、如圖3所示，質(zhì)量為m的木塊放在光滑的水平桌面上，用輕繩繞過桌邊的定滑輪與質(zhì)量為M的砝碼相連，已知M=2m，讓繩拉直后使砝碼從靜止開始下降h（小于桌面）的距離，木塊仍沒離開桌面，則砝碼的

3、速率為（ ） A B C D圖46、質(zhì)量為m的小球用長為L的輕繩懸于O點，如圖4所示，小球在水 平力F作用下由最低點P緩慢地移到Q點，在此過程中F做的功為（ ）AFLsin BmgLcosCmgL（1cos）DFltan7、質(zhì)量為m的物體，由靜止開始下落，由于阻力作用，下落的加速度為g，在物體下落h的過程中，下列說法中正確的應(yīng)是（ ）A物體的動能增加了mgh 圖5B物體的機械能減少了mghC物體克服阻力所做的功為mgh D物體的重力勢能減少了mgh8、如圖5所示，一輕彈簧固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點O在同一水平面且彈簧保持原長的A點無初速地釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力，在重物

4、由A點擺向最低點的過程中（ ）A重物的重力勢能減少 B重物的重力勢能增大C重物的機械能不變 D重物的機械能減少圖69、如圖6所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在彈簧壓縮到最短的整個過程中，下列關(guān)于能量的敘述中正確的應(yīng)是（ ）A重力勢能和動能之和總保持不變B重力勢能和彈性勢能之和總保持不變C動能和彈性勢能之和保持不變D重力勢能、彈性勢能和動能之和總保持不變10、平拋一物體，落地時速度方向與水平方向的夾角為.取地面為參考平面，則物體被拋出時，其重力勢能和動能之比為（ ）Atan Bcot Ccot2 Dtan2 第卷（非選擇題，共60分）二、填空題（每小題6分，共24分。把正確答案填寫在題

5、中的橫線上，或按題目要求作答。）11、從某一高度平拋一小球，不計空氣阻力，它在空中飛行的第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)動能增量之比Ek1Ek2Ek3=_.12、質(zhì)量為m、擺長為L的擺球從擺角為53°處無初速地擺下，不計空氣阻力，設(shè)擺球在最低點處的重力勢能為零，那么當(dāng)擺球的擺角=_時，擺球的動能和重力勢能相等.（sin53°=0.8）圖713、如圖7所示，物體以100 J的初動能從斜面底端向上運動，中途第一次通過斜面上M點時，其動能減少了80 J，機械能減少了32 J.則當(dāng)物體沿斜面重新返回底端時，其動能為_J.圖814、在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所

6、用電源的頻率為50 H.查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80 ms2，所用的重物的質(zhì)量為m（kg），實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，如圖8把第一個點記作O，另外連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點，經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由打O點運動到打C點，重力勢能減少量等于_J，動能的增加量等于_J.（取3位有效數(shù)字）三、計算題（共36分。要求寫出必要的文字說明、主要方程式和重要演算步驟，有數(shù)值計算的要明確寫出數(shù)值和單位，只有最終結(jié)果的不得分。）圖915、（12分）物體的質(zhì)量為m，沿光滑的彎曲軌

7、道滑下，軌道的形狀如圖9所示，與彎曲軌道相接的圓軌道的半徑為R，要使物體沿光滑圓軌道能通過最高點，物體應(yīng)從離軌道最低處多高的地方由靜止開始滑下? 16（12分）細繩的一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球，小球繞繩的固定點在豎直平面做圓周運動.小球在最低點和最高點時細繩對小球拉力的大小相差多少?17（12分）一個質(zhì)量m=0.20kg的小球系于輕質(zhì)彈簧的一端，且套在光滑豎立的圓環(huán)上，彈簧的上端固定于環(huán)的最高點A，環(huán)的半徑R=0.5m，彈簧的原長L0=0.5m，勁度系數(shù)為4.8N/m，如圖10所示，若小球從圖中所示位置B點由靜止開始滑動到最低點C時，彈簧的彈性勢能Ep彈=0.6J，求ABCORm圖10

8、60°（1）小球到C點時的速度vc的大小。（2）小球在C點對環(huán)的作用力。（g=10m/s2） 參考答案1【答案】 BD【解析】 判斷機械能是否守恒，依據(jù)是重力以外的力是否做了功，不管物體是做勻速運動還是變速運動，也不管物體是做直線運動還是做曲線運動，只要重力以外的力不做功，機械能就一定守恒.外力做功為零，并不意味著重力以外的力做功為零，所以，機械能不一定守恒.選項B、D正確.2【答案】 D 【解析】 重力勢能的數(shù)值與參考平面的選取有關(guān).重力勢能的變化量與重力做功對應(yīng)，而與參考平面的選取無關(guān).3【答案】 ABCD【解析】 設(shè)物體的初速度為v0，物體的質(zhì)量為m，由機械能守恒定律得mv02

9、=mgh+mv2，所以，物體的動能與高度h的關(guān)系為Ek=mv02mgh，圖象A正確。物體的重力勢能與速度v的關(guān)系為Ep=mv02mv2，則Epv圖象為開口向下的拋物線（第一象限中的部分），圖象B可能正確.由于豎直上拋運動過程中機械能守恒，所以，Eh圖象為一平行h軸的直線，C圖象正確.由Ek=mv2知，Ekv圖象為一開口向上的拋物線（第一象限中部分），所以，D圖象可能正確.4【答案】 B【解析】 設(shè)物體下落時離地面高度為h，則物體所具有的機械能為mgh，當(dāng)物體下落時間為落地時間一半時，下落高度為h1，則h1=，物體下落時機械能守恒，所以mgh=mgh1+Ek=+Ek ，所以，Ek=，EkEp=1

10、3.5【答案】 D【解析】 以m和M組成的系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)機械能守恒.則M下降h后速度為v，由機械能守恒定律得：系統(tǒng)減少的重力勢能等于增加的動能，則Mgh=mv2+Mv2 ，M=2m ，得v=6【答案】 C 【解析】 水平力做功使小球的重力勢能增加，水平力對小球做多少功，小球的重力勢能增加多少.所以，水平力對小球做的功為 W=mgL（1cos）.C選項正確.7【答案】 ACD 【解析】 由牛頓第二定律得mgF=ma，物體下落時受到阻力大小為F=m（ga）=mg，物體所受的合外力大小為mg，在物體下落h的過程中，合外力做的功為mgh，所以，物體的動能增加mgh，A選項正確.重力以外的力（阻力

11、）做功為mgh，所以，物體的機械能減少mgh，B選項錯，C選項對.重力做功為mgh，物體的重力勢能減少了mgh，選項D正確.8【答案】 AD 【解析】 物體從A點釋放后，在從A點向B點運動的過程中，物體的重力勢能逐漸減小，動能逐漸增加，彈簧逐漸被拉長，彈性勢能逐漸增大，所以，物體減小的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為物體的動能，另一部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能.對物體和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)，機械能守恒，但對物體來說，其機械能減小.選項A、D正確.9【答案】 D 【解析】 在球從高處下落到彈簧壓縮到最短的過程中，重力勢能、動能、彈性勢能相互轉(zhuǎn)化，其總和不變，選項D正確.10【答案】 D 【解析】 設(shè)物體拋出點的高度為

12、h，初速度為v0，則落地時速度為v=v0cos，平拋過程只有重力做功，物體機械能守恒，得mgh+mv02=mv2=m，所以mgh=mv02·tan2.11【答案】 1:3:5 【解析】 平拋運動的豎直分運動為自由落地運動，在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)物體的豎直位移之比為 h1:h2:h3=1:3:5 ，則在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)重力做功之比為mgh1:mgh2:mgh3=1:3:5 ，由動能定理得，物體在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)動能增量之比為Ek1: Ek2: Ek3=1:3:512【答案】 37° 【解析】 根據(jù)機械能守恒定律得mgL（1co

13、s53°）=mv2+mgL（1cos），由于mv2=mgL（1cos），所以，mgL（1cos53°）=2mgL（1cos），求得cos=0.8，=37°13【答案】 20 【解析】 物體沿斜面上滑的過程中，克服摩擦力做的功等于物體機械能的減少量，即mgcos·s=E ，設(shè)物體在上滑過程中動能的減少量為Ek，由動能定理得（mgsin+mgcos）s=Ek ，即 （mgsin+mgcoss=Ek ，得=，即在上滑過程中，物體減少的機械能和減少的動能之比為定值，并且=，物體到達最高點時動能減少了100 J，減少的機械能為E=Ek=×100 J=40

14、 J，由此可知，物體在上滑過程中克服摩擦力做的功為40 J.由于物體下滑時摩擦力大小和位移大小都沒變，所以，下滑過程中克服摩擦力做的功也為40 J.即在全過程中物體損失的機械能為80 J，物體返回底端時動能為20 J.14【答案】 7.62m；7.56m 【解析】 Ep=mgh=9.80×0.7776 m=7.620 m J ， vC=3.888 ms ，Ek= =7.56 m J.15（12分） 【解析】 物體恰能通過圓軌道的最高點，有mg=m 3分）物體下滑過程中機械能守恒，有Ep=Ek， （3分）即 mg（h2R）=mv2 （3分）由、解得 h=R. （3分）16（12分）【解析】 設(shè)小球在最高點和在最低點時速度分別為v1和v2，繩對球的拉力分別為F1和F2，圓周運動的半徑為R，由牛頓第二定律得F1+mg=m （3分）F2mg=m （3分）由機械能守恒定律得 mv12+mg·2R=mv22 （3分）由解得 F2F1=6mg （3分）17（12分）【解析】 （1）小球從