机械能守恒定律及其应用练习题
高三物理机械能守恒定律及其应用作业
机械能守恒定律及其应用一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。
其中1～6题为单选，7～10题为多选)1. 如图所示，光滑细杆AB、AC在A点连接，AB竖直放置，AC水平放置，两个相同的中心有小孔的小球M、N，分别套在AB和AC上，并用一细绳相连，细绳恰好被拉直，现由静止释放M、N，在运动过程中，下列说法中正确的是()A．M球的机械能守恒B．M球的机械能增大C．M和N组成的系统机械能守恒D．绳的拉力对N做负功答案 C解析细杆光滑，故M、N组成的系统机械能守恒，N的机械能增加，绳的拉力对N做正功、对M做负功，M的机械能减少，故C正确，A、B、D错误。
2．从地面竖直上抛两个质量不同、初动能相同的小球，不计空气阻力，以地面为零势能面，当两小球上升到同一高度时，则()A．它们具有的重力势能相等B．质量小的小球动能一定小C．它们具有的机械能相等D．质量大的小球机械能一定大答案 C解析两小球在上升过程中，只有重力做功，机械能守恒，由于初动能相同，则它们具有的机械能相等，故C正确，D错误；当两小球上升到同一高度时，由于两小球质量不同，由重力势能E p＝mgh可知它们具有的重力势能不同，质量小的小球重力势能小，动能一定大，故A 、B 错误。
3. 如图所示，粗细均匀，两端开口的U 形管内装有同种液体，管中液柱总长度为4h ，开始时使两边液面高度差为h ，后来让液体自由流动，当两液面高度相等时，右侧液面下降的速度为( )A. 18ghB. 16ghC. 14gh D. 12gh答案 A解析 液柱移动时，除了重力做功以外，没有其他力做功，故机械能守恒。
此题等效为原右侧h 2高的液柱移到左侧(如图所示)，其重心高度下降了h 2，减少的重力势能转化为液柱整体的动能，设液体的总质量为4m ，则有12mg ·h 2＝12(4m )v 2，得v ＝ gh8，A 正确。
4. 一轻绳系住一质量为m 的小球悬挂在O 点，在最低点先给小球一水平初速度，小球恰能在竖直平面内绕O 点做圆周运动，若在水平半径OP 的中点A 处钉一枚光滑的钉子，仍在最低点给小球同样的初速度，则小球向上通过P 点后将绕A 点做圆周运动，当小球到达最高点N 时绳子的拉力大小为( )A．0 B.2mgC.3mgD.4mg答案 C解析小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，则在最高点有mg＝m v2R，解得v ＝gR，从最低点到最高点，由机械能守恒定律可知12m v 2＝2mgR＋12m v2，解得初速度v0＝5gR；若在水平半径OP的中点A处钉一枚光滑的钉子，设小球到最高点N时速度为v′，根据机械能守恒定律，有12m v 2＝32mgR＋12m v′2，根据向心力公式有T＋mg＝m v′2R2，联立解得T＝3mg，故C正确。
7.8习题课：机械能守恒定律的应用(原卷版)
7.8 习题课：机械能守恒定律的应用一夯实基础1.如图所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球.给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动.在此过程中()A.小球的机械能守恒B.重力对小球不做功C.轻绳的张力对小球不做功D.在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少量2.木块静止挂在绳子下端，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到一定高度，如图2所示，从子弹开始入射到共同上摆到最大高度的过程中，下面说法正确的是()A.子弹的机械能守恒B.木块的机械能守恒C.子弹和木块的总机械能守恒D.以上说法都不对3.如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A 能够下降的最大高度为h，若将小球A换为质量为2m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B 下降h时的速度大小为(重力加速度为g，不计空气阻力)()A.2ghB.ghC. gh2 D.04.如图所示的滑轮光滑轻质，阻力不计，M1＝2 kg，M2＝1 kg，M1离地高度为H＝0.5 m，g＝10 m/s2.M1与M2从静止开始释放，M1由静止下落0.3 m时的速度为()A. 2 m/sB.3 m/sC.2 m/sD.1 m/s5.如图所示，小物体A和B通过轻质弹簧和轻绳跨过光滑定滑轮连接，初状态在外力控制下系统保持静止，轻弹簧处于原长，且轻弹簧上端离滑轮足够远，A离地面足够高，物体A和B同时从静止释放，释放后短时间内B能保持静止，A下落h高度时，B开始沿斜面上滑，则下列说法中正确的是()A.B滑动之前，A机械能守恒B.B滑动之前，A机械能减小C.B滑动之前，A、B组成的系统机械能守恒D.B滑动之后，A、B组成的系统机械能守恒6.竖直放置的轻弹簧下连接一个小球，用手托起小球，使弹簧处于压缩状态，如图6所示.则迅速放手后(不计空气阻力)()A.放手瞬间小球的加速度等于重力加速度B.小球、弹簧与地球组成的系统机械能守恒C.小球的机械能守恒D.小球向下运动过程中，小球动能与弹簧弹性势能之和不断增大7.内壁光滑的环形凹槽半径为R，固定在竖直平面内，一根长度为2R的轻杆，一端固定有质量为m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙.现将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点，如图所示，由静止释放后()A.下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能B.下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能C.甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D.杆从右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的最低点8.如图所示，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。
2022版一轮物理(人教版)练习：机械能守恒定律及其应用
[基础(jīchǔ)题组]一、单项选择题1．在如图所示的物理过程示意图中，甲图一端固定(gùdìng)有小球的轻杆，从右偏上30°角释放后绕光滑支点摆动；乙图为末端固定有小球的轻质直角(zhíjiǎo)架，释放后绕通过直角顶点的固定轴O无摩擦(mócā)转动；丙图为轻绳一端连着一小球，从右偏上30°角处自由释放；丁图为置于光滑水平面上的带有竖直支架的小车，把用细绳悬挂的小球从图示位置释放，小球开始摆动．则关于这几个物理过程(空气阻力忽略不计)，下列(xiàliè)判断中正确的是( )A．甲图中小球机械能守恒B．乙图中小球A机械能守恒C．丙图中小球机械能守恒D．丁图中小球机械能守恒解析：甲图过程中轻杆对小球不做功，小球的机械能守恒，A正确；乙图过程中轻杆对A的弹力不沿杆的方向，会对小球做功，所以小球A的机械能不守恒，但两个小球组成的系统机械能守恒，B错误；丙图中小球在绳子绷紧的瞬间有动能损失，机械能不守恒，C错误；丁图中小球和小车组成的系统机械能守恒，但小球的机械能不守恒，这是因为摆动过程中小球的轨迹不是圆弧，细绳会对小球做功，D错误．答案：A2．如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h.若将小球A换为质量为2m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，已知重力加速度为g.不计空气阻力，则小球B下降h时的速度为( )A.2ghB.ghC. gh2D．0解析(jiě xī)：对弹簧和小球A，根据(gēnjù)机械能守恒定律得弹性势能E p＝mgh；对弹簧(tánhuáng)和小球B，根据(gēnjù)机械能守恒定律有Ep ＋12×2mv2＝2mgh，得小球(xiǎo qiú)B下降h时的速度v＝gh，选项B正确．答案：B3.(2022·江南十校联考)如图所示，竖立在水平面上的轻质弹簧下端固定，将一个金属球放在弹簧顶端(球与弹簧不连接)，用力向下压球，使弹簧被压缩，并用细线把球和水平面拴牢(如图甲)．烧断细线后，发现球被弹起且脱离弹簧后还能继续向上运动(如图乙)．那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中，下列说法正确的是( )A．弹簧的弹性势能先减小后增大B．球刚脱离弹簧时动能最大C．球在最低点所受的弹力等于重力D．在某一阶段内，球的动能减小而球的机械能增大解析：从细线被烧断到球刚脱离弹簧的运动过程中，弹簧的弹性势能转化为球的机械能，弹簧的弹性势能逐渐减小，选项A错误；当弹簧对球的弹力与球的重力大小相等时，球的动能最大，此后弹簧继续对球做正功，但球的动能减小，而球的机械能却增大，选项D正确，B错误；球离开弹簧后能继续上升，说明在细线被烧断瞬间球在最低点时受到的弹力大于球的重力，选项C错误．答案：D4.一物体沿斜面向上运动，运动过程中物体的机械能E与竖直高度h的关系图象如图所示，其中0～h1过程的图线为平行于横轴的直线，h1～h2过程的图线为倾斜直线．根据该图象，下列判断正确的是( )A．物体(wùtǐ)在0～h1过程中除重力(zhònglì)外不受其他力的作用B．物体(wùtǐ)在0～h1过程(guòchéng)中重力和其他力都做功C．物体(wùtǐ)在h1～h2过程中合力与速度的方向一定相反D．物体在0～h2过程中动能可能一直保持不变解析：0～h1过程的图线为平行于横轴的直线，说明物体的机械能不变，即除重力以外没有其他力做功，但并非不受其他力的作用，选项A、B错误；在h1～h2过程中由于物体的机械能减少，而重力势能增加，所以动能减少，合力对物体做负功，即合力与速度方向相反，选项C正确；在0～h1过程中物体的机械能不变，但重力势能增加，所以动能减小，不可能保持不变，选项D错误．答案：C5.如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一橡皮绳相连，橡皮绳的另一端固定在地面上的A点，橡皮绳竖直时处于原长h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零．则在圆环下滑过程中( )A．圆环机械能守恒B．橡皮绳的弹性势能一直增大C．橡皮绳的弹性势能增加了mghD．橡皮绳再次达到原长时圆环动能最大解析：圆环沿杆滑下，滑到杆的底端的过程中有两个力对圆环做功，即环的重力和橡皮绳的拉力，所以圆环的机械能不守恒，如果把圆环和橡皮绳组成的系统作为研究对象，则系统的机械能守恒，故A错误；橡皮绳的弹性势能随橡皮绳的形变量的变化而变化，由题图知橡皮绳先缩短后再伸长，故橡皮绳的弹性势能先不变再增大，故B错误；根据系统的机械能守恒，圆环的机械能减少了mgh，那么圆环的机械能的减少量等于橡皮绳的弹性势能增大量，为mgh，故C 正确；在圆环下滑过程中，橡皮绳再次达到原长时，该过程中圆环的动能一直增大，但不是最大，沿杆方向合力为零的时刻，圆环的动能最大，故D错误．答案：C二、多项选择题6.如图所示，某极限运动爱好者(可视为质点)尝试一种特殊的高空运动．他身系一定长度的弹性轻绳，从距水面高度大于弹性轻绳原长的P点以水平初速度v0跳出．他运动到图中a点时弹性轻绳刚好拉直，此时速度与竖直方向的夹角为θ，轻绳与竖直方向的夹角为β，b为运动过程的最低点(图中未画出)，在他运动的整个过程中未触及水面，不计空气阻力，重力加速度为g.下列说法正确的是( )A．极限运动(jí xiàn yùn dònɡ)爱好者从P点到b点的运动(yùndòng)过程中机械能守恒B．极限运动(jí xiàn yùn dònɡ)爱好者从P点到a点时间(shíjiān)的表达式为t＝vg tan θC．极限运动(jí xiàn yùn dònɡ)爱好者到达a点时，tan θ＝tan βD．弹性轻绳原长的表达式为l＝v2g sin β tan θ解析：极限运动爱好者从P点到b点的运动过程中，爱好者和弹性绳组成的系统机械能守恒，爱好者的机械能不守恒，故A错误；极限运动爱好者从P点到a点的过程中做平抛运动，根据几何关系有tan θ＝vvy，解得v y＝vtan θ，则运动时间t＝vyg＝vg tan θ，故B正确；根据几何关系得tan β＝vt12gt2＝2v0gt＝2·vvy＝2tan θ，故C错误；根据几何关系得：弹性轻绳原长的表达式l＝vt sin β＝v2g sin βtan θ，故D正确．答案：BD7.(2022·河南开封模拟)如图所示，质量分别为m和2m的两个小球A和B，中间用长为2L的轻杆相连，在杆的中点O处有一固定水平转动轴，把杆置于水平位置后由静止释放，在B球顺时针转动到最低位置的过程中( ) A．A、B两球的角速度大小始终相等B．重力对B球做功的瞬时功率一直增大C．B球转动到最低位置(wèi zhi)时的速度大小为2 3 gLD．杆对B球做正功，B球机械能不守恒(shǒu hénɡ)解析(jiě xī)：A、B两球用轻杆相连，角速度大小始终相等，选项A正确；杆在水平(shuǐpíng)位置时，重力对B球做功(zuògōng)的瞬时功率为零，杆在竖直位置时，B球的重力和速度方向垂直，重力对B球做功的瞬时功率也为零，但在其他位置重力对B球做功的瞬时功率不为零，因此，重力对B球做功的瞬时功率先增大后减小，选项B错误；设B球转动到最低位置时的速度为v，两球角速度大小相等，转动半径相等，所以两球的线速度大小也相等，对A、B两球和杆组成的系统，由机械能守恒定律得，2mgL－mgL＝12(2m)v2＋12mv2，解得v＝23gL，选项C正确；B球的重力势能减少了2mgL，动能增加了23mgL，机械能减少了，所以杆对B球做负功，选项D错误．答案：AC8.如图所示，光滑圆弧槽在竖直平面内，半径为0.5m，小球质量为0.10 kg，从B点正上方0.95 m高处的A点自由下落，落点B与圆心O等高，小球由B点进入圆弧轨道，飞出后落在水平面上的Q点，DQ间的距离为2.4 m，球从D点飞出后的运动过程中相对于DQ水平面上升的最大高度为0.80 m，取g＝10 m/s2.不计空气阻力，下列说法正确的是( )A．小球经过C点时轨道对它的支持力大小为6.8 NB．小球经过P点的速度大小为3.0 m/sC．小球经过D点的速度大小为4.0 m/sD．D点与圆心O的高度差为0.30 m解析：设小球经过C点的速度为v1，由机械能守恒定律有mg(H＋R)＝12mv12，由牛顿第二定律有F N－mg＝m v21R，代入数据解得F N＝6.8 N，A正确；设小球过P 点时速度为v P ，小球由P 到Q 做平抛运动，有h ＝12gt 2，x2＝v P t ，代入数据解得v P ＝3.0 m/s ，B 正确；对球从A 到P ，由动能定理得mg (H ＋h OD )－mgh ＝ 12mv 2P ，解得h OD ＝0.30 m ，D 正确(zh èngqu è)；由机械能守恒定律有mg (H ＋h OD )＝12mv 2D ，解得v D ＝5.0 m/s ，C 错误(cu òw ù)． 答案(d á àn)：ABD[能力(n éngl ì)题组]一、选择题9.(2022·湖北黄石高三质检(zh ì ji ǎn))如图所示，光滑水平台上物体B 通过轻绳跨过一定滑轮与物体A 相连，m A ＝2m B ，绳刚好拉直时物体A 距离地面高为H ，物体B 距离定滑轮足够远，物体A 、B 由静止开始释放，不计摩擦阻力，下列说法正确的是( ) A ．物体A 机械能守恒B ．物体A 、B 构成的系统机械能不守恒C ．物体A 落地时的速度为 2gH 3D ．物体A 落地时的速度为2gH 3解析：对物体A 受力分析可知，A 受重力和拉力的作用，由于拉力做功，故机械能不守恒，选项A 错误；对物体A 、B 构成的系统分析可知，系统内只有重力做功，故机械能守恒，选项B 错误；对物体A 、B 构成的系统进行分析，由机构能守恒定律可得m A gH ＝12(m A ＋m B )v 2，解得v ＝2gH 3，故选项C 错误，D 正确． 答案：D10.(2022·河北保定模拟)如图所示，半径为R 的细圆管(管径可忽略)内壁光滑，竖直放置，一质量为m 、直径略小于管径的小球可在管内自由滑动，测得小球在管顶部时与管壁的作用力大小为mg，g为当地重力加速度，则( )A．小球在管顶部时速度(sùdù)大小为2gRB．小球运动到管底部时速度(sùdù)大小可能为2gRC．小球运动到管底部时对管壁的压力(yālì)可能为5mgD．小球运动到管底部时对管壁(ɡuǎn bì)的压力为7mg解析：小球(xiǎo qiú)在管顶部时可能与外壁有作用力，也可能与内壁有作用力．如果小球与外壁有作用力，对小球受力分析可知2mg＝m v2R，可得v＝2gR，其由管顶部运动到管底部的过程中由机械能守恒有12mv21＝2mgR＋12mv2，可以解出v1＝6gR，小球在底部时，由牛顿第二定律有F N1－mg＝m v21R，解得FN1＝7mg.如果小球与内壁有作用力，对小球受力分析可知，在最高点小球速度为零，其由管顶部运动到管底部的过程中由机械能守恒有12mv22＝2mgR，解得v2＝4gR，小球在底部时，由牛顿第二定律有F N2－mg＝m v22R，解得F N2＝5mg.故C对，A、B、D错．答案：C11.(多选)如图所示，长为3L的轻杆ab可绕水平轴O自由转动，Oa＝2Ob，杆的上端固定一质量为m的小球(可视为质点)，质量为M的正方体物块静止在水平面上，不计一切摩擦阻力．开始时，竖直轻细杆右侧紧靠着正方体物块，由于轻微的扰动，杆逆时针转动，带动物块向右运动，当杆转过60°角时杆与物块恰好分离．重力加速度为g.当杆与物块分离时，下列说法正确的是( )A．小球的速度大小为8mgL 4m＋MB．小球的速度大小为32mgL 16m＋MC．物块的速度(sùdù)大小为2mgL 4m＋MD．物块的速度(sùdù)大小为2mgL 16m＋M解析(jiě xī)：设轻杆的a端(小球(xiǎo qiú))、b端、物块的速度(sùdù)分别为v a、v b、v M.根据系统的机械能守恒得mg·2L(1－cos 60°)＝12mv2a＋12Mv2M①a端与b端的角速度相等，由v＝rω，得va＝2v b.b端的线速度沿水平方向的分速度等于物块的速度，即vbcos 60°＝v M，所以v b＝2v M，v a＝4v M②联立①②式解得v a＝32mgL16m＋M，v M＝2mgL16m＋M，故选B、D.答案：BD12.(多选)如图所示，M为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块，abcd是半径为R的34光滑圆弧形轨道，a为轨道的最高点，de面水平且有一定长度．今将质量为m的小球在d点的正上方高为h处由静止释放，让其自由下落到d处切入轨道内运动，不计空气阻力，则( ) A．只要h大于R，释放后小球就能通过a点B．只要改变h的大小，就能使小球通过a点后，既可能落回轨道内，又可能落到de面上C．无论怎样改变h的大小，都不可能使小球通过a点后落回轨道内D．调节h的大小，可以使小球飞出de面之外(即e的右侧)解析：要使小球到达最高点a，则在最高点时有mg＝m v2R，得通过最高点的最小速度v＝gR，由机械能守恒定律得mg(h－R)＝12mv2，得h＝32R，即h≥32R时，小球才能通过a点，A错误．若小球能达到a点，并从a点以最小速度平抛，有R＝12gt2，x＝vt＝2R，所以，无论怎样改变h的大小，都不可能使小球通过a点后落回轨道内，B错误，C正确．如果h足够大，可使小球的平抛速度足够大，小球可能会飞出de面之外，D正确．答案(dáàn)：CD二、非选择题13.如图所示，ABC和DEF是在同一竖直平面(píngmiàn)内的两条光滑轨道，其中ABC的末端(mò duān)水平，DEF是半径(bànjìng)为r＝0.4 m的半圆形轨道(guǐdào)，其直径DF沿竖直方向，C、D可看作重合的点．现有一可视为质点的小球从轨道ABC上距C点高为H处由静止释放．(g取10 m/s2)(1)若要使小球经C处水平进入轨道DEF且能沿轨道运动，H至少多高？(2)若小球静止释放处离C点的高度h小于(1)中H的最小值，小球可击中与圆心等高的E点，求h.解析：(1)小球沿ABC轨道下滑，机械能守恒，设到达C点时的速度大小为v，则mgH＝12mv2①小球能在竖直平面内做圆周运动，在圆周最高点必须满足mg≤mv2 r②①②两式联立并代入数据得H≥0.2 m.(2)若h<H，小球过C点后做平抛运动，设球经C点时的速度大小为v x，则击中E点时，竖直方向上有r＝12gt2③水平方向上有r＝v x t④又由机械能守恒定律有mgh＝12mv2x⑤由③④⑤联立可解得h＝r4＝0.1 m.答案：(1)0.2 m (2)0.1 m14.如图所示，物体(wùtǐ)A、B用绕过光滑定滑轮(huálún)的细线连接，离滑轮足够远的物体A置于光滑(guānghuá)的平台上，物体C中央(zhōngyāng)有小孔，C放在物体(wùtǐ)B上，细线穿过C的小孔．“U”形物D固定在地板上，物体B可以穿过D的开口进入其内部而物体C又恰好能被挡住．物体A、B、C的质量分别为m A＝8 kg、m B＝10 kg、m C＝2 kg，物体B、C一起从静止开始下降H1＝3 m后，C与D发生没有能量损失的碰撞，B继续下降H2＝1.17 m后也与D发生没有能量损失的碰撞．g取10 m/s2，求：(1)物体C与D碰撞时的速度大小；(2)物体B与D碰撞时的速度大小；(3)B、C两物体分开后经过多长时间第一次发生碰撞．解析：(1)由于平台是光滑的，物体A、B、C整体在运动过程中机械能守恒，则有(m B＋m C)gH1＝12(m A＋m B＋m C)v2C代入数据得v C＝6 m/s.(2)物体C与D碰撞后，物体A、B继续运动，满足机械能守恒，则有m B gH2＝12(m A＋m B)(v2B－v2C)代入数据得v B＝7 m/s.(3)物体C与D碰撞后，物体B在继续下落过程中的加速度为a＝m B gm A ＋m B＝509m/s2下落所用时间t′＝vB－v Ca＝0.18 sB、C与D碰撞后无机械能损失，都以原速率反弹，做竖直上抛运动，取竖直向上为正方向，设C反弹后经过时间t后B、C两物体相碰，则有h C ＝v C t－12gt2h B ＝v B(t－t′)－12g(t－t′)2hB＝h C＋H2联立解得t＝0.93 s.答案(dáàn)：(1)6 m/s (2)7 m/s (3)0.93 s内容总结（1）[基础题组]一、单项选择题1．在如图所示的物理过程示意图中，甲图一端固定有小球的轻杆，从右偏上30°角释放后绕光滑支点摆动精品 Word 可修改欢迎下载。
高中物理机械能守恒定律100题(带答案)
一、选择题1．有一质量m=2kg 的带电小球沿光滑绝缘的水平面只在电场力的作用下，以初速度v 0＝2m/s 在x 0＝7m 处开始向x 轴负方向运动。
电势能E P 随位置x 的变化关系如图所示，则小球的运动范围和最大速度分别为（ ）A. 运动范围x≥0B. 运动范围x≥1mC. 最大速度v m ＝2m/sD. 最大速度v m ＝3m/s 【答案】BC 【解析】试题分析：根据动能定理可得W 电＝0−12mv 02＝−4J ，故电势能增大4J ，因在开始时电势能为零，故电势能最大增大4J ，故运动范围在x≥1m ，故A 错误，B 正确；由图可知，电势能最大减小4J ，故动能最大增大4J ，根据动能定理可得W ＝12mv 2−12mv 02；解得v＝2√2m/s ，故C 正确，D 错误；故选：BC 考点：动能定理；电势能.2．如图所示，竖直平面内光滑圆弧轨道半径为R ，等边三角形ABC 的边长为L ，顶点C 恰好位于圆周最低点，CD 是AB 边的中垂线．在A 、B 两顶点上放置一对等量异种电荷．现把质量为m 带电荷量为+Q 的小球由圆弧的最高点M 处静止释放，到最低点C 时速度为v 0．不计+Q 对原电场的影响，取无穷远处为零电势，静电力常量为k ，则（ ）A. 小球在圆弧轨道上运动过程机械能守恒B. C 点电势比D 点电势高C. M 点电势为（mv 02﹣2mgR ）D. 小球对轨道最低点C 处的压力大小为mg+m +2k【答案】C 【解析】试题分析：此题属于电场力与重力场的复合场，根据机械能守恒和功能关系即可进行判断．解：A、小球在圆弧轨道上运动重力做功，电场力也做功，不满足机械能守恒适用条件，故A错误；B、CD处于AB两电荷的等势能面上，且两点的电势都为零，故B错误；C、M点的电势等于==，故C正确；D、小球对轨道最低点C处时，电场力为k，故对轨道的压力为mg+m+k，故D错误；故选：C【点评】此题的难度在于计算小球到最低点时的电场力的大小，难度不大．3．如图，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45°角，上极板带正电。
机械能守恒定律练习题
一、单个物体的机械能守恒判断一个物体的机械能是否守恒有两种方法：（1）物体在运动过程中只有重力做功，物体的机械能守恒。
（2）物体在运动过程中不受媒质阻力和摩擦阻力，物体的机械能守恒。
所涉及到的题型有四类：（1）阻力不计的抛体类。
（2）固定的光滑斜面类。
（3）固定的光滑圆弧类。
（4）悬点固定的摆动类。
（1）阻力不计的抛体类包括竖直上抛；竖直下抛；斜上抛；斜下抛；平抛，只要物体在运动过程中所受的空气阻力不计。
那么物体在运动过程中就只受重力作用，也只有重力做功，通过重力做功，实现重力势能与机械能之间的等量转换，因此物体的机械能守恒。
（2）固定的光滑斜面类在固定光滑斜面上运动的物体，同时受到重力和支持力的作用，由于支持力和物体运动的方向始终垂直，对运动物体不做功，因此，只有重力做功，物体的机械能守恒。
（3）固定的光滑圆弧类在固定的光滑圆弧上运动的物体，只受到重力和支持力的作用，由于支持力始终沿圆弧的法线方向而和物体运动的速度方向垂直，对运动物体不做功，故只有重力做功，物体的机械能守恒。
（4）悬点固定的摆动类和固定的光滑圆弧类一样，小球在绕固定的悬点摆动时，受到重力和拉力的作用。
由于悬线的拉力自始至终都沿法线方向，和物体运动的速度方向垂直而对运动物体不做功。
因此只有重力做功，物体的机械能守恒。
作题方法：一般选取物体运动的最低点作为重力势能的零势参考点，把物体运动开始时的机械能和物体运动结束时的机械能分别写出来，并使之相等。
注意点：在固定的光滑圆弧类和悬点定的摆动类两种题目中，常和向心力的公式结合使用。
这在计算中是要特别注意的。
习题：1、三个质量相同的小球悬挂在三根长度不等的细线上，分别把悬线拉至水平位置后轻轻释放小球，已知线长L a>L b>L c，则悬线摆至竖直位置时，细线中张力大小的关系是（）A T c>T b>T aB T a>T b>T cC T b>T c>T aD T a=T b=T c4、一质量m = 2千克的小球从光滑斜面上高h = 3.5米高处由静止滑下斜面底端紧接着一个半径R = 1米的光滑圆环（如图）求：（1）小球滑至圆环顶点时对环的压力；（2）小球至少要从多高处静止滑下才能越过圆环最高点；（3）小球从h0 = 2米处静止滑下时将在何处脱离圆环（g =9.8米/秒2）。
(完整版)机械能守恒定律练习题及其答案
机械能守恒定律专题练习姓名：分数：专项练习题第一类问题：双物体系统的机械能守恒问题例1. （2007·江苏南京）如图所示，A 物体用板托着，位于离地面处，轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连，绳子处于绷直状态，已知A 物体质量，B 物体质量，现将板抽走，A将拉动B上升，设A与地面碰后不反弹，B上升过程中不会碰到定滑轮，问：B 物体在上升过程中离地的最大高度为多大？（取）（例1）（例2）例2. 如图所示，质量分别为2m、m的两个物体A、B可视为质点，用轻质细线连接跨过光滑圆柱体，B着地A恰好与圆心等高，若无初速度地释放，则B上升的最大高度为多少？第二类问题：单一物体的机械能守恒问题例3. （2005年北京卷）是竖直平面内的四分之一圆弧形轨道，在下端B点与水平直轨道相切，如图所示，一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑，已知圆轨道半径，不计各处摩擦，求：为R，小球的质量为m（1）小球运动到B点时的动能；（2）小球下滑到距水平轨道的高度为R时速度的大小和方向；（3）小球经过圆弧形轨道的B点和水平轨道的C点时，所受轨道支持力各是多大。
例4. （2007·南昌调考）如图所示，O点离地面高度为H，以O点为圆心，制作点等高的圆弧最高点滚下后水平抛出，试求：四分之一光滑圆弧轨道，小球从与O（1）小球落地点到O点的水平距离；（2）要使这一距离最大，R应满足何条件？最大距离为多少？第三类问题：机械能守恒与圆周运动的综合问题例5. 把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆（如图所示），摆长为l ，最大偏角为，小球运动到最低位置时的速度是多大？（例5）（例6）例6. （2005·沙市）如图所示，用一根长为L 的细绳，一端固定在天花板上的O点，另一端系一小球A ，在O 点的正下方钉一钉子B ，当质量为m 的小球由水平位置静止释放后，小球运动到最低点时，细线遇到钉子B ，小球开始以B 为圆心做圆周运动，恰能过B 点正上方C ，求OB 的距离。
机械能守恒定律题型总结
机械能守恒定律题型总结(总9页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-机械能守恒定律及其应用专题训练题型一：机械能守恒的条件和判断1.如图所示，一轻质弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬挂点等高的地方无初速度释放，让其自由摆下，不及空气阻力，重物在摆向最低点的位置的过程中（）A．重物重力势能减小 B．重物重力势能与动能之和增大C．重物的机械能不变 D. 重物的机械能减少2.关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是（）A．做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒；B．做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒；C．外力对物体所做的功等于零时，机械能一定守恒；D．物体若只有重力做功，机械能一定守恒.3.如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零．则在圆环下滑过程中 ()．A．圆环机械能守恒 B．弹簧的弹性势能先增大后减小C．弹簧的弹性势能变化了mgh D．弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大4.在下面列举的各例中，若不考虑阻力作用，则物体机械能发生变化的是（）A．用细杆栓着一个物体，以杆的另一端为固定轴，使物体在光滑水平面上做匀速率圆周运动B．细杆栓着一个物体，以杆的另一端为固定轴，使物体在竖直平面内做匀速率圆周运动C ．物体沿光滑的曲面自由下滑D ．用一沿固定斜面向上、大小等于物体所受摩擦力的拉力作用在物体上，使物体沿斜面向上运动答案：B5.如图所示，两质量相同的小球A 、B ，分别用线悬线在等高的O 1、O 2点，A 球的悬线比B 比球的悬线长，把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放，则经过最低点时（悬点为零势能）（ ）A ．A 球的速度大于B 球的速度 B ．A 球的动能大于B 球的动能C ．A 球的机械能大于B 球的机械能D ．A 球的机械能等于B 球的机械能答案：ABD6.如图所示的装置中，木块M 与地面间无摩擦，子弹m 以一定的速度沿水平方向射入木块并留在其中，然后，将弹簧压缩至最短，现将木块、子弹、弹簧作为研究对象，从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的过程中系统（ ）A. 机械能守恒B. 产生的热能等于子弹动能的减少量C. 机械能不守恒D. 弹簧压缩至最短时，动能全部转化成热能题型二：链条（绳）类型：（1）不能把绳或链条当作质点处理，在绳或链条上速度大小相等，此种情况下应用机械能守恒，一定要选择零势能面；链条的动能和势能之和不变（2）常采用守恒观点：E2＝E1或Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1BA7.如图所示，光滑的水平桌面离地面高度为2L，在桌的边缘，一根长L的匀质软绳，一半搁在水平桌面上，另一半自然悬挂在桌面上，放手后，绳子开始下落，试问，当绳子下端刚触地时，绳子的速度是多大?8.如图所示,总长L的光滑匀质铁链跨过一个光滑轻小滑轮，开始时底端相齐，当略有扰动时，其一端下落，刚铁链刚脱离滑轮的瞬间速度为多少？零势面v9.如图所示，有一条长为L的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为θ，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，求链条刚好全部滑出斜面时的速度是多大。
机械能守恒定律 练习题
机械能守恒定律练习题机械能守恒定律练习题在物理学中，机械能守恒定律是一个重要的概念。
它告诉我们，在没有外力做功的情况下，一个物体的机械能将保持不变。
这个定律在解决各种物理问题时非常有用，下面我们来通过一些练习题来加深理解。
练习题一：一个小球从高度为h的地方自由落下，落地后弹起到原来的高度的一半，求小球在弹起的过程中速度的最大值。
解析：根据机械能守恒定律，小球在自由落体过程中的机械能转化为动能，再转化为弹性势能。
我们可以将小球自由落体和弹起的过程分开来看。
首先，小球自由落体的过程中，机械能守恒定律可以表示为：mgh = 1/2mv^2其中m为小球的质量，g为重力加速度，h为初始高度，v为小球的速度。
解方程可得：v = √(2gh)接下来，小球弹起的过程中，机械能守恒定律可以表示为：1/2mv^2 = 1/2kx^2其中k为弹簧的弹性系数，x为小球弹起的距离。
由于小球弹起的高度为原来高度的一半，即h/2，所以x = h/2。
代入上式，解方程可得：v = √(gh/2)练习题二：一个滑块从高度为H的斜面上滑下，滑到底部后继续滑动在水平地面上，求滑块在水平地面上滑行的最大距离。
解析：在斜面上滑行的过程中，机械能守恒定律可以表示为：mgh = 1/2mv^2 + 1/2Iω^2其中m为滑块的质量，g为重力加速度，h为斜面的高度，v为滑块的速度，I 为滑块的转动惯量，ω为滑块的角速度。
由于滑块在水平地面上滑行时没有转动，所以转动惯量为零，即I = 0。
代入上式，解方程可得：v = √(2gh)滑块在水平地面上滑行的过程中，机械能守恒定律可以表示为：1/2mv^2 = 1/2mv'^2其中v'为滑块在水平地面上的速度。
代入上式，解方程可得：v' = v = √(2gh)滑块在水平地面上的滑行距离为：d = v't其中t为滑块滑行的时间。
由于滑块在水平地面上滑行的速度保持不变，所以滑行的时间为：t = d/v' = d/√(2gh)练习题三：一个弹簧的弹性系数为k，质量为m的物体以速度v撞击弹簧，弹簧压缩到最大值后物体停下来，求弹簧的最大压缩距离。
高中物理专题练习-动能定理 机械能守恒定律及功能关系的应用(含答案)
高中物理专题练习-动能定理机械能守恒定律及功能关系的应用（含答案）满分：100分时间：60分钟一、单项选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分.每小题只有一个选项符合题意.)1．(四川理综,1)在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出,不计空气阻力,则落在同一水平地面时的速度大小()A．一样大B．水平抛的最大C．斜向上抛的最大D．斜向下抛的最大2．(新课标全国卷Ⅱ,17)一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示.假定汽车所受阻力的大小f恒定不变.下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是()3．(新课标全国卷Ⅱ,16)一物体静止在粗糙水平地面上,现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v,若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v,对于上述两个过程,用W F1、W F2分别表示拉力F1、F2所做的功,W f1、W f2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则()A．W F2>4W F1,W f2>2W f1B．W F2>4W F1, W f2＝2W f1C．W F2<4W F1,W f2＝2W f1D．W F2<4W F1, W f2<2W f14．(新课标全国卷Ⅰ,17)如图,一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平.一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道.质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小.用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功.则()A．W＝12mgR,质点恰好可以到达Q点B ．W ＞12mgR ,质点不能到达Q 点C ．W ＝12mgR ,质点到达Q 点后,继续上升一段距离D ．W ＜12mgR ,质点到达Q 点后,继续上升一段距离5．(海南单科,4)如图,一半径为R 的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高,质量为m 的质点自轨道端点P 由静止开始滑下,滑到最低点Q 时,对轨道的正压力为2mg ,重力加速度大小为g .质点自P 滑到Q 的过程中,克服摩擦力所做的功为( ) A.14mgR B.13mgRC.12mgRD.π4mgR 6．(天津理综,5)如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m 的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态.现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L ,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L (未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中( ) A ．圆环的机械能守恒 B ．弹簧弹性势能变化了3mgLC ．圆环下滑到最大距离时,所受合力为零D ．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变二、多项选择题(本题共4小题,每小题7分,共计28分.每小题有多个选项符合题意.全部选对的得7分,选对但不全的得4分,错选或不答的得0分.)7．(浙江理综,18)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器.舰载机总质量为3.0×104kg,设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105 N ；弹射器有效作用长度为100 m,推力恒定.要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的20%,则( ) A ．弹射器的推力大小为1.1×106 N B ．弹射器对舰载机所做的功为1.1×108 J C ．弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107 WD ．舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s 28．(新课标全国卷Ⅱ,21)如图,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上,a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动,不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g.则() A．a落地前,轻杆对b一直做正功B．a落地时速度大小为2ghC．a下落过程中,其加速度大小始终不大于gD．a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg9．(江苏单科,9)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长.圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,AC＝h.圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A.弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g.则圆环()A．下滑过程中,加速度一直减小B．下滑过程中,克服摩擦力做的功为14m v2C．在C处,弹簧的弹性势能为14m v2－mghD．上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度10．(江苏南通一模)一质点在0～15 s内竖直向上运动,其加速度－时间图象如图所示,若取竖直向下为正,g取10 m/s2,则下列说法正确的是()A．质点的机械能不断增加B．在0～5 s内质点的动能增加C．在10～15 s内质点的机械能减少D．在t＝15 s时质点的机械能大于t＝5 s时质点的机械能三、计算题(本题共2小题,共计42分.解答时写出必要的文字说明,方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分.)11．(江苏单科,14)(20分)一转动装置如图所示,四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球及一小环通过铰链连接,轻杆长均为l,球和环的质量均为m,O端固定在竖直的轻质转轴上.套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间,原长为L.装置静止时,弹簧长为32L.转动该装置并缓慢增大转速,小环缓慢上升.弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g.求：(1)弹簧的劲度系数k；(2)AB杆中弹力为零时,装置转动的角速度ω0；(3)弹簧长度从32L缓慢缩短为12L的过程中,外界对转动装置所做的功W.12．(福建理综,21)(22分)如图,质量为M的小车静止在光滑水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点.一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下,重力加速度为g.(1)若固定小车,求滑块运动过程中对小车的最大压力；(2)若不固定小车,滑块仍从A点由静止下滑,然后滑入BC轨道,最后从C点滑出小车.已知滑块质量m＝M2,在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ,求：①滑块运动过程中,小车的最大速度大小v m；②滑块从B到C运动过程中,小车的位移大小s. 答案1． A [由机械能守恒定律mgh ＋12m v 21＝12m v 22知,落地时速度v 2的大小相等,故 A 正确.]2．A [当汽车的功率为P 1时,汽车在运动过程中满足P 1＝F 1v ,因为P 1不变,v 逐渐增大,所以牵引力F 1逐渐减小,由牛顿第二定律得F 1－f ＝ma 1,f 不变,所以汽车做加速度减小的加速运动,当F 1＝f 时速度最大,且v m ＝P 1F 1＝P 1f .当汽车的功率突变为P 2时,汽车的牵引力突增为F 2,汽车继续加速,由P 2＝F 2v 可知F 2减小,又因F 2－f ＝ma 2,所以加速度逐渐减小,直到F 2＝f 时,速度最大v m ′＝P 2f ,以后匀速运动.综合以上分析可知选项A 正确.]3．C [两次物体均做匀加速运动,由于时间相等,两次的末速度之比为1∶2,则由v ＝at 可知两次的加速度之比为a 1a 2＝12,F 1合F 2合＝12,又两次的平均速度分别为v 2、v ,故两次的位移之比为x 1x 2＝12,由于两次的摩擦阻力相等,由W f ＝fx 可知,W f 2＝2W f 1；由动能定理知W 合1W 合2＝ΔE k1ΔE k2＝14,因为W 合＝W F －W f ,故W F ＝W 合＋W f ；W F 2＝W 合2＋W f 2＝4W 合1＋2W f 1<4W 合1＋4W f 1＝4W F 1；选项C 正确.]4．C [根据动能定理得P 点动能E k P ＝mgR ,经过N 点时,由牛顿第二定律和向心力公式可得4mg－mg ＝m v 2R ,所以N 点动能为E k N ＝3mgR2,从P 点到N 点根据动能定理可得mgR －W ＝E k N －E k P ,即克服摩擦力做功W ＝mgR2.质点运动过程,半径方向的合力提供向心力即F N －mg cos θ＝ma ＝m v 2R ,根据左右对称,在同一高度处,由于摩擦力做功导致在右边圆形轨道中的速度变小,轨道弹力变小,滑动摩擦力F f ＝μF N 变小,所以摩擦力做功变小,那么从N 到Q ,根据动能定理－mgR －W ′＝E k Q －E k N ,Q 点动能E k Q ＝3mgR 2－mgR －W ′＝12mgR －W ′,由于W ′＜mgR2,所以Q 点速度仍然没有减小到0,会继续向上运动一段距离,对照选项,C 正确.]5．C [在Q 点质点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,两力的合力充当向心力,所以有F N －mg ＝m v 2R ,F N ＝2mg ,联立解得v ＝gR ,下滑过程中,根据动能定理可得mgR －W f ＝12m v 2,解得W f ＝12mgR ,所以克服摩擦力做功 12mgR ,C 正确.]6．B [圆环在下落过程中弹簧的弹性势能增加,由能量守恒定律可知圆环的机械能减少,而圆环与弹簧组成的系统机械能守恒,故A 、D 错误；圆环下滑到最大距离时速度为零,但是加速度不为零,即合外力不为零,故C 错误；圆环重力势能减少了3mgl ,由能量守恒定律知弹簧弹性势能增加了3mgl ,故B 正确.]7．ABD [设总推力为F ,位移x ,阻力F 阻＝20%F ,对舰载机加速过程由动能定理得Fx －20%F ·x＝12m v 2,解得F ＝1.2×106 N,弹射器推力F 弹＝F －F 发＝1.2×106 N －1.0×105 N ＝1.1×106 N,A 正确；弹射器对舰载机所做的功为W ＝F 弹·x ＝1.1×106×100 J ＝1.1×108 J,B 正确；弹射器对舰载机做功的平均功率P －＝F 弹·0＋v2＝4.4×107 W,C 错误；根据运动学公式v 2＝2ax ,得a ＝v 22x ＝32 m/s 2,D 正确.]8．BD [滑块b 的初速度为零,末速度也为零,所以轻杆对b 先做正功,后做负功,选项A 错误；以滑块a 、b 及轻杆为研究对象,系统的机械能守恒,当a 刚落地时,b 的速度为零,则mgh ＝12m v 2a ＋0,即v a ＝2gh ,选项B 正确；a 、b 的先后受力如图所示.由a 的受力图可知,a 下落过程中,其加速度大小先小于g 后大于g ,选项C 错误；当a 落地前b 的加速度为零(即轻杆对b 的作用力为零)时,b 的机械能最大,a 的机械能最小,这时b 受重力、支持力,且F N b ＝mg ,由牛顿第三定律可知,b 对地面的压力大小为mg ,选项D 正确.] 9．BD [由题意知,圆环从A 到C 先加速后减速,到达B 处的加速度减小为零,故加速度先减小后增大,故A 错误；根据能量守恒,从A 到C 有mgh ＝W f ＋E p ,从C 到A 有12m v 2＋E p ＝mgh ＋W f ,联立解得：W f ＝14m v 2,E p ＝mgh －14m v 2,所以B 正确,C 错误；根据能量守恒,从A 到B 有mgh 1＝12m v 2B 1＋ΔE p1＋W f 1,从C 到B 有12m v 2＋ΔE p2＝12m v 2B 2＋W f 2＋mgh 2,又有12m v 2＋E p ＝mgh ＋W f ,联立可得v B 2＞v B 1,所以D 正确.]10．CD [质点竖直向上运动,0～15 s 内加速度方向向下,质点一直做减速运动,B 错误；0～5 s内,a＝10 m/s2,质点只受重力,机械能守恒；5～10 s内,a＝8 m/s2,受重力和向上的力F1,F1做正功,机械能增加；10～15 s内,a＝12 m/s2,质点受重力和向下的力F2,F2做负功,机械能减少,A错误,C正确；由F合＝ma可推知F1＝F2,由于做减速运动,5～10 s内通过的位移大于10～15 s内通过的位移,F1做的功大于F2做的功,5～15 s内增加的机械能大于减少的机械能,所以D正确.]11．解析(1)装置静止时,设OA、AB杆中的弹力分别为F1、T1,OA杆与转轴的夹角为θ1小环受到弹簧的弹力F弹1＝k·L2小环受力平衡：F弹1＝mg＋2T1cos θ1小球受力平衡：F1cos θ1＋T1cos θ1＝mg, F1sin θ1＝T1sin θ1解得k＝4mg L(2)设OA、AB杆中的弹力分别为F2、T2,OA杆与转轴的夹角为θ2,弹簧长度为x 小环受到弹簧的弹力F弹2＝k(x－L)小环受力平衡：F弹2＝mg,得x＝54L对小球：F2cos θ2＝mg, F2sin θ2＝mω20l sin θ2且cos θ2＝x 2l解得ω0＝8g 5L(3)弹簧长度为L2时,设OA、AB杆中的弹力分别为F3、T3,OA杆与弹簧的夹角为θ3小环受到弹簧的弹力F弹3＝k·L2小环受力平衡：2T3cos θ3＝mg＋F弹3,且cos θ3＝L 4l对小球：F3cos θ3＝T3cos θ3＋mg；F3sin θ3＋T3sin θ3＝mω23l sin θ3解得ω3＝16g L整个过程弹簧弹性势能变化为零,则弹力做的功为零, 由动能定理：W －mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫3L 2－L 2－2mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫3L 4－L 4＝2×12m (ω3l sin θ3)2解得：W ＝mgL ＋16mgl 2L 答案 (1)4mgL (2)8g 5L (3)mgL ＋16mgl 2L12．解析 (1)滑块滑到B 点时对小车压力最大,从A 到B 机械能守恒mgR ＝12m v 2B ①滑块在B 点处,由牛顿第二定律知 N －mg ＝m v 2B R ② 解得N ＝3mg ③ 由牛顿第三定律知 N ′＝3mg ④(2)①滑块下滑到达B 点时,小车速度最大.由机械能守恒 mgR ＝12M v 2m ＋12m (2v m )2⑤ 解得v m ＝gR3⑥②设滑块运动到C 点时,小车速度大小为v C ,由功能关系 mgR －μmgL ＝12M v 2C ＋12m (2v C )2⑦ 设滑块从B 到C 过程中,小车运动加速度大小为a ,由牛顿第二定律 μmg ＝Ma ⑧ 由运动学规律v 2C －v 2m ＝－2as ⑨解得s ＝13L ⑩ 答案 (1)3mg (2)①gR 3 ②13L1．运用功能关系分析问题的基本思路(1)选定研究对象或系统,弄清物理过程；(2)分析受力情况,看有什么力在做功,弄清系统内有多少种形式的能在参与转化；(3)仔细分析系统内各种能量的变化情况、变化数量.2．功能关系。
机械能守恒定律练习题
机械能守恒定律练习题机械能守恒定律练习题机械能守恒定律是物理学中非常重要的一个定律，它描述了一个封闭系统中机械能的守恒。
在这篇文章中，我们将通过一些练习题来深入理解这个定律。
练习题1：自由落体问题假设一个物体从高度为h的地方自由落下，求它在落地前的速度。
解答：根据机械能守恒定律，物体的机械能在整个过程中保持不变。
在高度为h处，物体的机械能只有势能，即mgh，其中m为物体的质量，g为重力加速度。
在物体落地时，它的势能为0，因此速度最大。
根据机械能守恒定律，有mgh = 0.5mv^2，其中v为物体的速度。
解方程可得v = sqrt(2gh)。
练习题2：弹簧振子问题一个质量为m的物体放在一个劲度系数为k的弹簧上，求物体振动的周期。
解答：在弹簧振子的运动过程中，机械能守恒。
当物体位于最大位移处时，它的机械能只有势能，即0.5kx^2，其中x为物体相对平衡位置的位移。
当物体经过平衡位置时，它的机械能只有动能，即0.5mv^2，其中v为物体的速度。
根据机械能守恒定律，有0.5kx^2 = 0.5mv^2。
由于振动是周期性的，物体在一个周期内的位移和速度都会重复。
因此，我们可以将x和v表示为振动的角频率ω和振幅A的函数，即x = Asin(ωt)和v = Aωcos(ωt)，其中t为时间。
将这两个式子代入机械能守恒的方程，化简可得k/m = ω^2，即ω = sqrt(k/m)。
振动的周期T为2π/ω，因此T = 2πsqrt(m/k)。
练习题3：滑块问题一个质量为m的滑块沿着光滑的水平面上有一段固定的轨道，轨道的高度为h，滑块从轨道的最高点释放，求滑块离开轨道时的速度。
解答：在滑块沿着轨道下滑的过程中，机械能守恒。
在滑块位于最高点时，它的机械能只有势能，即mgh。
在滑块离开轨道时，它的势能为0，速度最大。
根据机械能守恒定律，有mgh = 0.5mv^2。
解方程可得v = sqrt(2gh)。
练习题4：斜面问题一个质量为m的物体沿着一个倾角为θ的光滑斜面下滑，斜面的高度差为h，求物体离开斜面时的速度。
机械能守恒定律及其应用练习题
机械能守恒定律及其应用练习题基础达标1．质量为m的物体从距地面h高处的某点自由落下，在这过程中不计空气阻力，下列说法正确的是：（）A．重力对物体做功为mgh B．重力势能减少mghC．动能增加mgh D．机械能增加mgh2．关于机械能是否守恒的叙述，正确的是：（）A．作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B．作匀速直线运动的物体机械能可能守恒C．合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒3．在不计空气阻力的条件下，下列几种运动中机械能不守恒的是：（）A．氢气球匀速上升B．从高处向任意方向抛出的小球C．物体沿光滑曲面下滑D．一小球用一细绳拴着在摆动的过程中4．汽车上坡时，如果牵引力的大小等于摩擦力，不计空气阻力，那么，下列说法中哪一个是正确的：（）A．汽车匀速上坡B．汽车在上坡过程中机械能减小C．汽车在上坡过程中机械能增大D．汽车在上坡过程中，动能减小，势能增大，总的机械能不变5．物体静止在某一高处时具有60J的势能。
当它从该处自由下落至另一位置时所具的势能为动能的一半，那么，物体所减少的势能是下列中的哪一个：（）A．20J B．30J C．40J D．60J6．质量为m的物体从距地面高为H的平台边缘以初速度v0竖直向下抛出。
若不计空气阻力，则物体下落到距地面高为h时的动能为下列中的哪一种：（）A．mgh+B．mgH-mgh C．mgH+-mgh D．mgH++ mgh7．如图所示，m1＞m2，滑轮光滑且质量不计，在m1下降一段距离d的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是：（）A．m1的机械能增加B．m2的机械能增加C．m1和m2的总机械能减少D．m1和m2的总机械能不变8．某同学身高1.8m，在运动会上参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆，据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为：（）（g取10m/s2）A．2m/s B．4m/s C．6m/s D．8m/s9．如图所示，一匀质直杆AB长为，从图示位置由静止沿光滑面ABD滑动，AB是半径为r的四分之一圆弧，BD为水平面，求直杆全部滑到BD时的速度大小。
机械能守恒定律练习题及答案
机机械械能能守守恒恒定定律律练练习习一、选择题1、以下说法正确的是A ．只有物体所受合外力为零时动能才守恒B ．若合外力对物体做功为零则物体机械能守恒C ．物体所受合外力为零时动能必守恒D ．物体除受重力，弹力外不受其它力，机械能才守恒2、下列哪些过程机械能守恒A ．物体在竖直平面内做匀速圆周运动B ．在倾角为θ的斜面上匀速下滑的物体C ．铁球在水中下落D ．用细线拴着小球在竖直平面内做圆周运动3、球m 用轻弹簧连接，由水平位置释放，在球摆至最低点的过程中A ．m 的机械能守恒B．m的动能增加C．m的机械能减少D．m、弹簧、和地球构成的系统的机械能守恒4、重为100N长1米的不均匀铁棒平放在水平面上，某人将它一端缓慢竖起，需做功55J，将它另一端竖起，需做功A．45J B．55J C．60J D．65J5、下列说法正确的是A．摩擦力对物体做功，其机械能必减少B．外力对物体做功，其机械能必不守恒C．做变速运动的物体可能没有力对它做功D．物体速度增加时，其机械能可能减少6、如图，一小物块初速V1，开始由A点沿水平面滑至B点时速度为V2，若该物块仍以速度V1从A点沿两斜面滑动至B点时速度为V2ˊ，已知斜面和水平面与物块的动摩擦因数相同，则A。
V2＞V2ˊB．V2＜V2ˊC．V2＝V2ˊD．沿水平面到B点时间与沿斜面到达B点时间相等7、右图M l＞M2滑轮光滑轻质，阻力不计，M l离地高度为H在M l下降过程中A．M l的机械能增加B．M2的机械能增加C．M l和M2的总机械能增加D．M l和M2的总机械能守恒8、一个物体在运动过程中始终有加速度，则A．它的动能必有变化B．它的机械能必有变化C．它的动量必有变化D．一定受到恒力作用9、如图，光滑水平面上，子弹m水平射人木块后留在木块内现将子弹、弹簧、木块合在一起作为研究对象，则此系统从子弹开始射人木块到弹簧压缩到最短的整个过程中，系统A．动量守恒机械能不守恒B．动量不守恒机械能不守恒C．动量机械能均守恒D．动量不守恒机械能守恒10、如图，小球用细线悬挂在光滑静止的小车上，细线呈水平位置，现无初速释放小球，下摆过程中A．线的拉力对小球不做功B．合外力对小球不做功C．细线拉力对小车做正功D．小球和小车的总机械能、总动量均守恒二、填空题(每题4分，4×5＝20)11、如图，小球m从斜面上高H处自由下滑，后进入半径为R的圆轨道，不计摩擦，则H为＿＿＿＿＿才能使球m能运动到轨道顶端12、如图，均匀链条长为L，水平面光滑，L／2垂在桌面下，将链条由静止释放，则链条全部滑离桌面时速度为＿＿＿＿＿＿。
机械能守恒定律的综合应用经典例题
机械能守恒定律的综合应用例1、如图所示，质量分别为2 m 和3m 的两个小球固定在一根直角尺的两端A 、B ，直角尺的顶点O 处有光滑的固定转动轴。
AO 、BO 的长分别为2L 和L 。
开始时直角尺的AO 部分处于水平位置而B 在O 的正下方。
让该系统由静止开始自由转动，求：⑴当A 到达最低点时，A 小球的速度大小v ；⑵ B 球能上升的最大高度h ；⑶开始转动后B 球可能达到的最大速度v m 。
解析：以直角尺和两小球组成的系统为对象，由于转动过程不受摩擦和介质阻力，所以该系统的机械能守恒。
⑴过程中A 的重力势能减少， A 、B 的动能和B 的重力势能增加，A 的即时速度总是B 的2倍。
222321221322⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+⋅⋅+⋅=⋅v m v m L mg L mg ，解得118gL v = ⑵B 球不可能到达O 的正上方，它到达最大高度时速度一定为零，设该位置比OA 竖直位置向左偏了α角。
2mg ∙2L cos α=3mg ∙L （1+sin α），此式可化简为4cos α-3sin α=3，解得sin （53°-α）=sin37°，α=16°⑶B 球速度最大时就是系统动能最大时，而系统动能增大等于系统重力做的功W G 。
设OA 从开始转过θ角时B 球速度最大，()223212221v m v m ⋅⋅+⋅⋅=2mg ∙2L sin θ-3mg ∙L （1-cos θ） =mgL （4sin θ+3cos θ-3）≤2mg ∙L ，解得114gL v m =例2、如图所示，半径为R 的光滑半圆上有两个小球B A 、，质量分别为M m 和，由细线挂着，今由静止开始无初速度自由释放，求小球A 升至最高点C 时B A 、两球的速度？解析：A 球沿半圆弧运动，绳长不变，B A 、两球通过的路程相等，A 上升的高度为R h =；B 球下降的高度为242R R H ππ==；对于系统，由机械能守恒定律得：K P E E ∆=∆- ；2)(212v m M mgR R Mg E P +=+-=∆∴π m M mgR RMg v c +-=∴2π例3、如图所示，均匀铁链长为L ，平放在距离地面高为L 2的光滑水平面上，其长度的51悬垂于桌面下，从静止开始释放铁链，求铁链下端刚要着地时的速度？ 解：选取地面为零势能面：2212)102(51254mv L mg L L mg L mg +=-+ 得：gL v 7451=v 1⑴ ⑵⑶例4、如图所示，粗细均匀的U 形管内装有总长为4L 的水。
机械能守恒定律练习题(题目)
1机械能及其守恒定律一、选择题（每小题中至少有一个答案是符合题意的）1、下列叙述中正确的是（ ）A ．合外力对物体做功为零的过程中，机械能一定守恒；B ．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒；C ．做匀变速运动的物体机械能可能守恒；D ．当只有重力对物体做功时，物体的机械能守恒。
2. 一质量为m 的木块静止在光滑的水平地面上，从t=0开始，将一个大小为F 的水平恒力作用在该木块上，在t=t 1时刻力F 的功率是（ ） A. 122t m F B. 2122t m F C. 12t m F D. 212t m F3. 质量为m 的物体，在距地面h 高处以3g 的加速度由静止竖直下落到地面。
下列说法中正确的是（ ）A. 物体的重力势能减少31mgh B. 物体的动能增加31mgh C. 物体的机械能减少31mgh D. 重力做功31mgh4.一物体在距地面h 高处被以初速度v 竖直上抛，恰好能上升到距地面H 高的天花板处。
若以天花板为零势能面，忽略空气阻力。
则物体落回地面时的机械能可能是（ ）A. mgh+221mv B. mg(h+H) C. 0 D. mgH 5. 自由下落的小球，从接触竖直放置的轻弹簧开始，到压缩弹簧有最大形变的过程中，以下说法中正确的是（ ）A. 小球的动能逐渐减少B. 小球的重力势能逐渐减少C. 小球的机械能不守恒D. 小球的加速度逐渐增大2二、计算题6、如图所示，质量是20kg 的小车，在一个与斜面平行的200N 的拉力作用下，由静止开始前进了3m ，斜面的倾角为300，小车与斜面间的摩擦力忽略不计．求这一过程中：(1)物体的重力势能增加了多少? (2)物体的动能增加了多少?(3)拉力F 做的功是多少?7如图所示，粗糙的水平面与竖直平面内的光滑弯曲轨道BC 在B 点吻接。
一小物块从AB 上的D 点以初速v0 = 8m/s 出发向B 点滑行，DB 长为12m ，物块与水平面间动摩擦因数μ=0.2，求：(1) 小物块到达B 点时的速度(2) 物体能够上滑的最大高度8.一列火车质量是1000t ，由静止开始以额定功率沿平直轨道向某一方向运动，经1min 前进900m 时达到最大速度。
机械能守恒定律的综合应用经典例题
机械能守恒定律及其综合运用【知识点归纳】机械能守恒条件： （1）外力：只有重力做功（2）内力：系统内没有机械能与其他形式的能发生相互转化 系统机械能守恒的表达式：E k1+E p1 = E k2 + E p2【经典例题】【例1】木块静挂在绳子下端，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到一定高度，如图7-6-7所示.从子弹开始射入到共同上摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是A.子弹的机械能守恒B.木块的机械能守恒C.子弹和木块的总机械能守恒D.以上说法都不对【例2】如图所示，一物体自某一高度处自由下落，恰好落在直立于地面的轻质弹簧上的a 点外，到b 点处弹簧被压缩到最短，并又将物体弹回.设弹簧始终处于弹性形变范围内，以下判断正确的是A.物体以a 下降到b 的过程中，动能不断变小；B.物体从b 上升到a 的过程中，动能不断变大；C.物体从a 下降到b ，以及从b 上升到a 的过程中，动能都是先增大后减小；D.物体在b 点时，所受合力不为零.【例3】如图所示，一光滑圆环竖直放置，AB 为其水平方向的直径，甲、乙两球以同样大小的初速度从A 处出发，沿环的内侧，且始终不脱离圆环运动到达B 点.则有（）A.甲先到达B 点B.乙先到达B 点C.同时到达B 点D.若质量相等，它们同时到达B 点【例4】如图所示，物体从A 处开始沿光滑斜面AO 下滑， 又在粗糙水平面上滑动，最终停在B 处。
已知A 距水平面OB 的高度为h ，物体的质量为m ，现将物体m 从B 点沿原路送回至AO 的中点C 处，需外力做的功至少应为（ ） A ．12mgh B ．mghC ．32mgh D ．2mgh【例5】如图所示，质量分别为m 和2m的两个物体可视为质点，用轻质细线连接，跨过光滑圆柱体，起初轻物体A 着地，较重物体恰好与圆心一样高，现无初速度地释放重物，则轻物上升的最大高度为 （）A ．RB ．4R/3C ．R/3D ．2R【例6】如图所示，一质量可以不计的细线一端挂一质量为M 的砝码，另一端系在质量为m 的圆环上，圆环套在光滑的竖直细杆上，光滑的滑轮与细杆相距0.3m ，现将环拉到与滑轮在同一高度上时由静止释放圆环，圆环能沿杆下滑的最大距离为0.4m ，试求砝码与圆环的质量之比．【例7】用一根长l 的细线，一端固定在顶板上，另一端拴一个质量为m 的小球。
机械能守恒定律练习题(含答案)全文编辑修改
精选全文完整版可编辑修改机械能守恒定律复习测试题1．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等高的B点．关于其原因，下列说法中正确的是()A．是因为小球总是记得自己的高度B．是因为小球在运动过程中，始终保持能量守恒C．是因为小球在运动过程中，始终保持势能守恒D．是因为小球在运动过程中，始终保持动能守恒2．下面的物体中，只具有动能的是()，只具有势能的是()，既具有动能又具有势能的是()．(以地面为参考平面)A．停在地面上的汽车B．在空中飞行的飞机C．被起重机吊在空中静止的货物D．压缩的弹簧E．正在水平铁轨上行驶的火车3.在伽利略的理想斜面实验中，小球停下来的高度为h1与它出发时的高度h2相同，我们把这一事实说成是“有某一量守恒”，下列说法正确的是()A．小球在运动的过程中速度是守恒的B．小球在运动的过程中高度是守恒的C．小球在运动的过程中动能是守恒的D．小球在运动的过程中能量是守恒的4.质量是2kg的物体，受到24N竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过F5s；求：①5s内拉力的平均功率②5s末拉力的瞬时功率（g取10m/s2）mg5.如图所示，光滑的水平轨道与光滑半圆弧轨道相切.圆轨道半径R=0.4m，一小球停放在光滑水平轨道上，现给小球一个v0=5m/s的初速度，求：小球从C点抛出时的速度（g取10m/s2）.RV0A B6.如图，长l=80cm的细绳上端固定，下端系一个质量m＝100g的小球.将小球拉起至细绳与竖立方向成60°角的位置，然后无初速释放.不计各处阻力，求小球通过最低点时，细绳对小球拉力多大？取g=10m/s2.机械能守恒参考答案1、B 解析：小球在运动过程中守恒的“东西”是能量．2、答案：E CD B3.D4.【解析】物体受力情况如图5-2-5所示，其中F 为拉力，mg 为重力由牛顿第二定律有F －mg=ma解得 =a 2m/s 25s 内物体的位移221at s ==2.5m 所以5s 内拉力对物体做的功W =FS =24×25=600J5s 内拉力的平均功率为5600==t W P =120W 5s 末拉力的瞬时功率P =Fv =Fat =24×2×5=240W5.【解析】由于轨道光滑，只有重力做功，小球运动时机械能守恒.即 22021221C mv R mgh mv += 解得=C v 3m/s 6．【解析】小球运动过程中，重力势能的变化量)60cos 1(0--=-=∆mgl mgh E p ，此过程中动能的变化量221mv E k =∆.机械能守恒定律还可以表达为0=∆+∆k p E E 即0)60cos 1(2102=--mgl mv 整理得)60cos 1(202-=mg l v m 又在最低点时，有lv m mg T 2=- 在最低点时绳对小球的拉力大小图5-2-5N N mg mg mg lv mmg T 2101.022)60cos 1(202=⨯⨯==-+=+=。
机械能守恒定律及其应用测试题及解析
机械能守恒定律及其应用测试题及解析1.(2018·天津高考)滑雪运动深受人民群众喜爱。
某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB ，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解析：选C 运动员从A 点滑到B 点的过程做匀速圆周运动，合外力指向圆心，不做功，故A 错误，C 正确。
如图所示，沿圆弧切线方向运动员受到的合力为零，即F f ＝mg sin α，下滑过程中α减小，sin α变小，故摩擦力F f 变小，故B 错误。
运动员下滑过程中动能不变，重力势能减小，则机械能减小，故D 错误。
2．(2019·内江一模)如图所示，弹性轻绳的一端套在手指上，另一端与弹力球连接，用手将弹力球以某一竖直向下的初速度向下抛出，抛出后手保持不动。
从球抛出瞬间至球第一次到达最低点的过程中(弹性轻绳始终在弹性限度内，空气阻力忽略不计)，下列说法正确的是( )A ．绳伸直以后，绳的拉力始终做负功，球的动能一直减小B ．该过程中，手受到的绳的拉力先增大后减小C ．该过程中，重力对球做的功大于球克服绳的拉力做的功D ．在最低点时，球、绳和地球组成的系统势能最大解析：选D 绳伸直以后，绳的拉力始终做负功，但重力大于拉力时球的速度增大，故球的动能增大，当重力与拉力相等时球的速度最大，动能最大，继续向下，当重力小于拉力时球的速度减小，则球的动能减小，A 错误；该过程中，手受到绳的拉力一直增大，B 错误；由动能定理可得W G －W 克绳＝0－12m v 02，该过程中重力对球做的功小于球克服绳的拉力做的功，C 错误；在最低点时，小球的动能为零，球、绳和地球组成的系统势能最大，D 正确。
3．[多选]如图所示，光滑长铁链由若干链节组成，全长为L ，圆形管状轨道半径为R ，L >2πR ，R 远大于一节铁链的高度和长度。
机械能守恒定律及其应用习题
机械能守恒定律及其应用习题1．关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是 ( )A ．做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒B ．做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒C ．外力对物体所做的功等于零时，机械能一定守恒D ．物体若只有重力做功，机械能一定守恒2. 下列说法中，正确的是 ( )A ．物体克服重力做功，物体的重力势能一定增加，机械能可能不变B ．物体克服重力做功，物体的重力势能一定增加，机械能一定增加C ．重力对物体做正功，物体的重力势能一定减小，动能可能不变D ．重力对物体做正功，物体的重力势能一定减小，动能一定增加3.如图，质量相同的球先后沿光滑的倾角分别为θ=30°，60°斜面下滑，达到最低点时，重力做功的瞬时功率是否相等？全过程重力做功的平均功率是否相等？（设初始高度相同）4．质量均为ｍ的甲、乙、丙三个小球，在离地面高为h 处以相同的动能在竖直平面内分别做平抛、竖直下抛、沿光滑斜面下滑，则( )A ．三者到达地面时的速率相同B ．三者到达地面时的动能相同C ．三者到达地面时的机械能相同D ．以上说法都不正确5．下列实例（均不计空气阻力）中的运动物体，机械能守恒的应是 ( )A ．被起重机吊起的货物正在加速上升B ．物体水平抛出去C ．物体沿粗糙斜面匀速下滑D ．一个轻质弹簧上端固定，下端系一重物，重物沿竖直方向做上下振动6．一个人把重物加速上举到某一高度，下列说法正确的是 ( )A ．物体所受的合外力对它所做的功等于物体机械能的增量B ．物体所受合外力对它所做的功等于物体的动能的增量C ．人对物体所做的功和重力对物体所做的功的代数和等于物体机械能的增量D ．克服重力所做的功等于物体的重力势能的增量7．从离地高为H 的阳台上以速度v 竖直向上抛出质量为ｍ的物体，它上升h 后又返回下落，最后落在地面上，则下列说法中不正确的是（不计空气阻力，以地面为参考面）( )A ．物体在最高点时机械能为mg （H ＋h ）B ．物体落地时的机械能为mg （H ＋h ）＋21mv 2 C ．物体落地时的机械能为mgH ＋21mv 2 D ．物体在落回过程中，经过阳台时的机械能为mgH ＋21mv 2 8．质量为m 的小球，从离桌面高H 处由静止下落，桌面离地面高h ，如图１所示，设桌面处物体重力势能为零，空气阻力不计。
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机械能守恒定律及其应用练习题基础达标1．质量为m的物体从距地面h高处的某点自由落下，在这过程中不计空气阻力，下列说法正确的是：（）A．重力对物体做功为mgh B．重力势能减少mghC．动能增加mgh D．机械能增加mgh2．关于机械能是否守恒的叙述，正确的是：（）A．作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B．作匀速直线运动的物体机械能可能守恒C．合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒3．在不计空气阻力的条件下，下列几种运动中机械能不守恒的是：（）A．氢气球匀速上升B．从高处向任意方向抛出的小球C．物体沿光滑曲面下滑D．一小球用一细绳拴着在摆动的过程中4．汽车上坡时，如果牵引力的大小等于摩擦力，不计空气阻力，那么，下列说法中哪一个是正确的：（）A．汽车匀速上坡B．汽车在上坡过程中机械能减小C．汽车在上坡过程中机械能增大D．汽车在上坡过程中，动能减小，势能增大，总的机械能不变5．物体静止在某一高处时具有60J的势能。
当它从该处自由下落至另一位置时所具的势能为动能的一半，那么，物体所减少的势能是下列中的哪一个：（）A．20J B．30J C．40J D．60J6．质量为m的物体从距地面高为H的平台边缘以初速度v0竖直向下抛出。
若不计空气阻力，则物体下落到距地面高为h时的动能为下列中的哪一种：（）A．mgh+B．mgH-mgh C．mgH+-mghD．mgH++ mgh7．如图所示，m1＞m2，滑轮光滑且质量不计，在m1下降一段距离d的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是：（）A．m1的机械能增加B．m2的机械能增加C．m1和m2的总机械能减少D．m1和m2的总机械能不变8．某同学身高1.8m，在运动会上参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆，据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为：（）（g取10m/s2）A．2m/s B．4m/s C．6m/s D．8m/s9．如图所示，一匀质直杆AB长为，从图示位置由静止沿光滑面ABD滑动，AB 是半径为r的四分之一圆弧，BD为水平面，求直杆全部滑到BD时的速度大小。
10．将质量为m的物体以初速度竖直向上抛出，忽略空气阻力，取g取10m/s2，则：（1）物体上升的最大高度是多少？（2）上升过程中何处重力势能与动能相等？11．如图所示，在光滑的水平桌面上，放一根长为的链条，链条沿桌边挂在桌外的长度为a，链条由静止开始释放，求链条全部离开桌面时的速度。
12．如图，AB是高h1=0.6m、倾角的斜面，放置在水平桌面上，斜面下端是与桌面相切的一段圆弧，且紧靠桌子边缘。
桌面距地面的高度h2=1.8m。
一个质量m=1.0kg的小滑块从斜面顶端A由静止开始沿轨道下滑，运动到斜面底端B时沿水平方向离开斜面，落到水平地面上的C点。
滑块与斜面间的动摩擦因数。
不计空气阻力，g=10m/s2。
求：（1）小滑块经过B点时的速度；（2）小滑块落地点C距桌面的水平距离；（3）小滑块落地时的速度大小。
13．（2010江苏单科）在游乐节目中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后对此进行了讨论。
如图所示，他们将选手简化为质量m=60kg的质点，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角=，绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m，不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深。
取中立加速度，，（1）求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F；（2）若绳长l=2m, 选手摆到最高点时松手落入手中。
设水对选手的平均浮力，平均阻力，求选手落入水中的深度；（3）若选手摆到最低点时松手，小明认为绳越长，在浮台上的落点距岸边越远；小阳认为绳越短，落点距岸边越远，请通过推算说明你的观点。
答案与解析1．ABC解析：物体自由下落，只有重力做功，机械能守恒，Ｄ选项错误；物体下落ｈ重力对物体做功为mgh，重力势能减少mgh，动能增加mgh，故ABC正确。
2．BD解析：判断机械能是否守恒，依据是重力以外的力是否做了功，不管物体是做匀速还是变速运动，也不管物体是直线运动还是曲线运动，只要重力以外的力不做功或做功之和为零，机械能就守恒。
合外力做功为零，并不意味着重力以外的力做功之和为零，故机械能不一定守恒，故BD选项正确。
3．A解析：A选项中氢气球匀速上升受浮力和重力，且浮力做功，故不守恒，其他选项只有重力做功，故守恒，D选项绳子拉力方向始终与速度方向垂直，故不做功，也守恒。
4．D解析：因为汽车牵引力的大小等于摩擦力，故合外力为重力，在上坡过程中只有重力做负功，动能减小，势能增大，总的机械能不变，故D选项正确。
5．C解析：物体自由下落机械能守恒，设初状态的势能为E p，此时的势能为E p1，则动能为2E p1，根据机械能守恒可知：减少的势能为，故C选项正确。
6．C解析：根据机械能守恒可知：故C选项正确。
7．BD解析：对于系统机械能守恒，故D选项正确；但对于单个物体机械能不守恒，绳子拉力对做负功，其机械能减少，绳子拉力对做正功，其机械能增加，故B选项正确。
8．B解析：根据机械能守恒，该同学重心上移了，由机械能守恒可知：故B选项正确。
9．解析：物体沿光滑轨道运动，仅有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律，有10．解析：(1)根据机械能守恒可知：（2）重力势能与动能相等即：11．解析：选择桌面上和挂出部分的链条作为研究对象，从图中位置到全部移开桌面过程中，系统重力势能的减小等整个链子动能增加，由机械能守恒得（设链子单位长度质量为）则：∴12．解析:(1)滑块在斜面上受力图如图所示：垂直于斜面方向:沿斜面方向:求出a=2.0m/s2由v B2=2as求出v B=2.0m/s(2)设滑块从B到C所用时间为t由，求出x=1.2m(3)从B到C，取地面为零势能面，由机械能守恒定律有：求出13．（1）1080N（2）1.2m（3）见解析解析：（1）机械能守恒圆周运动解得人对绳的拉力F＝F′则F＝1080N（2）动能定理则解得d=1.2m（3）选手从最低点开始做平抛运动x=vt且由①式及以上两式解得当时，x有最大值，解得l=1.5m因此，两人的看法均不正确。
当绳长越接近1.5m时，落点距岸边越远。
能力提升1．长度为的均匀链条放在光滑水平桌面上，使其长度的垂在桌边，如图所示，松手后链条从桌边下滑，则链条滑至刚离开桌面时的速度大小为（桌面的高度大于链条的长度）（）A． B． C． D．2．如图，质量分别为m和2m的两个小球A和B，中间用轻质杆相连，在杆的中点O处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在B球顺时针摆动到最低位置的过程中：（）A．B球的重力势能减少，动能增加，B球和地球组成的系统机械能守恒B．A球的重力势能增加，动能也增加，A球和地球组成的系统机械能不守恒C．A球、B球和地球组成的系统机械能守恒D．A球、B球和地球组成的系统机械不守恒3．（2010 北京崇文模拟）一轻质细绳的下端系一质量为m的小球，绳的上端固定于O点，现用手将小球拉至水平位置（绳处于水平拉直状态），松手后小球由静止开始运动，在小球摆动过程中绳突然被拉断，绳断时与竖直方向的夹角为，已知绳能承受的最大拉力为F，若想求出值，你有可能不会求解，但是你可以通过一定的物理分析，对下列结果的合理性做出判断。
根据你的判断值应为（）A．B．C． D．4．质量为m的物体，从静止开始以2g的加速度竖直向下运动h高度，下列说法中正确的是（）A．物体的势能减小2mgh B．物体的机械能保持不变C．物体的动能增加2mgh D．物体的机械能增加mgh5．距离地面高为5m的小球以初速度10m/s斜向上抛出，不计空气阻力，取g=10m/s2，小球落地时速度为多大？6．如图所示，质量为m的物体，以某一初速度从A点向下沿光滑的轨道运动，不计空气阻力，若物体通过最低点B点时的速度为，求物体在A点时的速度是多少？7．如图所示，物体A和B系在跨过定滑轮的细绳两端，物体A 的质量m A=1.5，物体B 的质量m B=1kg，开始时把A托起，使B刚好与地面接触，此时物体A离地高度为1m。
放手让A从静止开始下落，求：（1）当A着地时，B的速率多大？（2）物体A落地后， B还能升高多少？8．如图所示，用一条细绳通过一个光滑的滑轮将一个0.20kg的砝码和光滑桌面上的一个0.80kg的小车连接在一起。
开始时用手握住小车使砝码离开地面1.0m，然后放手使小车从静止开始运动。
试计算：（1）开始时砝码的重力势能（g取10m/s2）；（2）放手后在砝码到达地面时小车的速度。
9．如图所示，某人乘坐雪橇从雪坡经A点滑至B点。
接着沿水平路面滑至C点停止，人与雪橇的总质量为70kg。
表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：(1)人与雪橇从A(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小（g=10m/s2）10．在倾角的光滑斜面顶端固定着一个光滑的定滑轮。
A、B两个物体的质量分别m A=2kg和m B=4kg，跨过定滑轮用细绳相连。
B物体距地面高度H=2m。
求将B由静止释放后，A物体能够达到的最大速度是多少?答案与解析1．B解析：由于链条在运动过程中，只有重力做功，故链条的机械能守恒。
设链条的总质量为，取桌面处的重力势能为零，则初状态链条的机械能为：；末状态的机械能。
由得所以2．BC解析：B球从水平位置下摆到最低点过程中，受重力和杆的作用力，杆的作用力方向待定。
下摆过程中重力势能减少动能增加，但机械能是否守恒不确定。
A球在B下摆过程中，重力势能增加，动能增加，机械能增加。
由于A+B系统只有重力做功，系统机械能守恒，A球机械能增加，B球机械能一定减少。
所以B，C选项正确。
3．答案：D本题可以用特殊值法。
假设绳能承受的最大拉力F为0，则F=0时，只能取90°，，所以选项A、B排除，若绳子在小球下落到最低点时断裂，则由机械能守恒定律或动能定理可以列出有关方程：，小球在最低点，由牛顿第二定律，，联立可解得，即若能承受的最大拉力F为3mg，则，cos0°=1，再排除C选项，所以正确答案为D。
4．CD解析：因重力做正功mgh，所以重力势能减少mgh，除了重力做功以外，还有其他力做功，故机械能不守恒。
以物体为研究对象，合力的功为2mgh，所以物体的动能增加为2mgh，以物体和地球为系统，外力做正功为mgh，故物体的机械能增加mgh，故CD选项正确。
5．解析：根据机械能守恒，取地面为零势能面，则有：6．解析：从A点到B点只有重力做功，机械能守恒，取B点为零势能面，则根据机械能守恒可知：又因可解得：7．解析：（1）系统机械能守恒可知：（2）对B利用机械能守恒：设还能升高，取离地面1m处为零势能面8．解析：（1）取地面为零势能面，则砝码的重力势能为：（2）根据机械能守恒可知，砝码减少的重力势能等于砝码和小车共同增加的动能，即：9．解析：（1）从A到B的过程中，人与雪橇损失的机械能（2）人与雪橇在BC段做减速运动的加速度根据牛顿第二定律：即人与雪橇所受阻力大小为140N10．解析：B竖直下落，A沿光滑斜面上升过程中，A、B组成的机械能守恒，所以A上升的最大速度是。