2019年高考物理专题练习：机械能守恒及其条件(含解析)
高考物理机械能守恒定律和功能关系专题练习
2019-2019高考物理机械能守恒定律和功能关系专题练习在只有重力或系统内弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，但机械能保持不变，下面是机械能守恒定律和功能关系专题练习，请考生仔细练习。
1.(2019高考天津卷)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.现让圆环由静止起先下滑，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.弹簧弹性势能改变了mgLC.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解析：选B.圆环沿杆下滑的过程中，圆环与弹簧组成的系统机械能守恒，选项A、D错误;弹簧长度为2L时，圆环下落的高度h=L，依据机械能守恒定律，弹簧的弹性势能增加了Ep=mgh=mgL，选项B正确;圆环释放后，圆环向下先做加速运动，后做减速运动，当速度最大时，合力为零，下滑到最大距离时，具有向上的加速度，合力不为零，选项C错误.2.如图所示，可视为质点的小球A、B用不行伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍.当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高.将A由静止释放，B上升的最大高度是()A.2RB.C.D.解析：选C.如图所示，以A、B为系统，以地面为零势能面，设A质量为2m，B质量为m，依据机械能守恒定律有：2mgR=mgR+3mv2，A落地后B将以v做竖直上抛运动，即有mv2=mgh，解得h=R.则B上升的高度为R+R=R，故选项C正确.3.(2019山东潍坊二模)(多选)如图所示，足够长粗糙斜面固定在水平面上，物块a通过平行于斜面的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m.起先时，a、b均静止且a刚好不受斜面摩擦力作用.现对b施加竖直向下的恒力F，使a、b做加速运动，则在b下降h高度过程中()A.a的加速度为B.a的重力势能增加mghC.绳的拉力对a做的功等于a机械能的增加D.F对b做的功与摩擦力对a做的功之和等于a、b动能的增加解析：选BD.由a、b均静止且a刚好不受斜面摩擦作用知：FT=mg，FT=magsin .即：mg=magsinEpa=maghsin由得：Epa=mgh选项B正确.当有力F作用时，物块a与斜面之间有滑动摩擦力的作用，即绳子的拉力增大，所以a的加速度小于，选项A错误;对物块a、b 分别由动能定理得：WFT-magsin h+Wf=EkaWF-WFT+mgh=Ekb由式可知，选项C错、D对.4.(2019湖北八校高三联考)(多选)如图所示，足够长的传送带以恒定速率沿顺时针方向运转.现将一个物体轻轻放在传送带底端，物体第一阶段被加速到与传送带具有相同的速度，其次阶段匀速运动到传送带顶端.则下列说法中正确的是()A.第一阶段和其次阶段摩擦力对物体都做正功B.第一阶段摩擦力对物体做的功大于物体机械能的增加量C.其次阶段摩擦力对物体做的功等于其次阶段物体机械能的增加量D.第一阶段摩擦力与物体和传送带间的相对位移的乘积在数值上等于系统产生的内能解析：选ACD.第一阶段和其次阶段传送带对物体的摩擦力方向均沿传送带方向向上，故对物体都做正功，选项A正确;在第一阶段和其次阶段摩擦力对物体做的功等于物体机械能的增加量，选项B错误、选项C正确;第一阶段摩擦力与物体和传送带之间的相对位移的乘积数值上等于系统产生的内能，选项D正确.5.(多选)如图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块，现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为时小物块起先滑动，此时停止转动木板，小物块滑究竟端的速度为v，在整个过程中() A.木板对小物块做的功为mv2B.支持力对小物块做的功为零C.小物块的机械能的增量为mv2-mgLsinD.滑动摩擦力对小物块做的功为mv2-mgLsin解析：选AD.在运动过程中，小物块受重力、木板施加的支持力和摩擦力，整个过程重力做功为零，由动能定理W木=mv2-0，A 正确;在物块被缓慢抬高过程中摩擦力不做功，由动能定理得W 木-mgLsin =0-0，则有W木=mgLsin ，故B错误;由功能关系，机械能的增量为木板对小物块做的功，大小为mv2，C错误;滑动摩擦力对小物块做的功Wf=W木-W木=mv2-mgLsin ，D正确.6.(2019长春二模)(多选)如图所示，物体A的质量为M，圆环B 的质量为m，通过轻绳连接在一起，跨过光滑的定滑轮，圆环套在光滑的竖直杆上，设杆足够长.起先时连接圆环的绳处于水平，长度为l，现从静止释放圆环.不计定滑轮和空气的阻力，以下说法正确的是()A.当M=2m时，l越大，则圆环m下降的最大高度h越大B.当M=2m时，l越大，则圆环m下降的最大高度h越小C.当M=m时，且l确定，则圆环m下降过程中速度先增大后减小到零D.当M=m时，且l确定，则圆环m下降过程中速度始终增大解析：选AD.由系统机械能守恒可得mgh=Mg(-l)，当M=2m时，h=l，所以A选项正确;当M=m时，对圆环受力分析如图，可知FT=Mg，故圆环在下降过程中系统的重力势能始终在削减，则系统的动能始终在增加，所以D选项正确.7.(多选)如图为用一钢管弯成的轨道，其中两圆形轨道部分的半径均为R.现有始终径小于钢管口径的可视为质点的小球由图中的A位置以肯定的初速度射入轨道，途经BCD最终从E离开轨道.其中小球的质量为m，BC为右侧圆轨道的竖直直径，D点与左侧圆轨道的圆心等高，重力加速度为g，忽视一切摩擦以及转弯处能量的损失.则下列说法正确的是()A.小球在C点时，肯定对圆管的下壁有力的作用B.当小球刚好能通过C点时，小球在B点处轨道对小球的支持力为自身重力的6倍C.小球在圆管中运动时通过D点的速度最小D.小球离开轨道后的加速度大小恒定解析：选BD.当小球运动到C点的速度v=时，小球与轨道间没有力的作用，当v时，小球对轨道的上壁有力的作用;当v时，小球对轨道的下壁有力的作用，A错误;小球在C点对管壁的作用力为0时，有vC=，依据机械能守恒定律有mg2R+mv=mv，在B点时依据牛顿其次定律有N-mg=m，解得轨道对小球的支持力N=6mg，B正确;在B、C、D三点中瞬时速度最大的是B点，瞬时速度最小的是C点，C错误;小球从E点飞出后只受重力作用，加速度恒定，则小球做匀变速曲线运动，D正确.8.(2019名师原创卷)我国两轮电动摩托车的标准是：由动力驱动，整车质量大于40 kg，最高车速不超过50 km/h，最大载重量为75 kg.某厂欲生产一款整车质量为50 kg的电动摩托车，厂家已经测定该车满载时受水泥路面的阻力为85 N，g=10 m/s2.求：(1)请你设计该款电动摩托车的额定功率;(2)小王同学质量为50 kg，他骑着该电动车在平直的水泥路面上从静止起先以0.4 m/s2的加速度运动10 s，试求这10 s内消耗的电能.(设此时路面的阻力为65 N)解析：(1)该款摩托车满载时以额定功率匀速行驶，则P=FvF=f解得：P=1 181 W.(2)摩托车匀加速过程：F-f=ma解得F=105 N当达到额定功率时v1==11.2 m/s从静止起先以0.4 m/s2的加速度动身运动10 s的速度v2=at=4 m/s11.2 m/s故在10 s内做匀加速直线运动的位移x=at2=20 m牵引力做的功W=Fx=2 100 J由功能关系可得：E=W=2 100 J.答案：(1)1 181 W (2)2 100 J9.(2019高考福建卷)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点由静止起先沿轨道滑下，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，最终从C点滑出小车.已知滑块质量m=，在任一时刻滑块相对地面速度的水平重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，求：滑块运动过程中，小车的最大速度大小vm;滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小s.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=mv滑块在B点处，由牛顿其次定律得N-mg=m解得N=3mg由牛顿第三定律得N=3mg(2)①滑块下滑到达B点时，小车速度最大.由机械能守恒得mgR=Mv+m(2vm)2解得vm=②设滑块运动到C点时，小车速度大小为vC，由功能关系得mgR-mgL=Mv+m(2vC)2设滑块从B到C过程中，小车运动加速度大小为a，由牛顿其次定律得mg=Ma由运动学规律得v-v=-2as解得s=L答案：(1)3mg (2) L10.某电视消遣节目装置可简化为如图所示模型.倾角=37的斜面底端与水平传送带平滑接触，传送带BC长L=6 m，始终以v0=6 m/s 的速度顺时针运动.将一个质量m=1 kg的物块由距斜面底端高度h1=5.4 m的A点静止滑下，物块通过B点时速度的大小不变.物块与斜面、物块与传送带间动摩擦因数分别为1=0.5、2=0.2，传送带上表面距地面的高度H=5 m，g取10 m/s2，sin 37=0.6，cos 37=0.8.(1)求物块由A点运动到C点的时间;(2)若把物块从距斜面底端高度h2=2.4 m处静止释放，求物块落地点到C点的水平距离;(3)求物块距斜面底端高度满意什么条件时，将物块静止释放均落到地面上的同点D.解析：(1)A到B过程：依据牛顿其次定律mgsin 1mgcos =ma1=a1t代入数据解得a1=2 m/s2，t1=3 s所以滑到B点的速度：vB=a1t1=23 m/s=6 m/s物块在传送带上匀速运动到Ct2== s=1 s所以物块由A到C的时间：t=t1+t2=3 s+1 s=4 s.(2)在斜面上依据动能定理mgh2-1mgcos =mv2解得v=4 m/s6 m/s设物块在传送带先做匀加速运动达v0，运动位移为x，则：a2==2g=2 m/s2v-v2=2ax，x=5 m6 m所以物块先做匀加速直线运动后和传送带一起匀速运动，离开C 点做平抛运动s=v0t0，H=gt，解得s=6 m.(3)因物块每次均抛到同一点D，由平抛学问知：物块到达C点时速度必需有vC=v0当离传送带高度为h3时物块进入传送带后始终匀加速运动，则：mgh3-1mgcos 2mgL=mvh3=1.8 m当离传送带高度为h4时物块进入传送带后始终匀减速运动，则：mgh4-1mgcos 2mgL=mvh4=9.0 m所以当离传送带高度在1.8～9.0 m的范围内均能满意要求，即1.8 m9.0 m.答案：(1)4 s (2)6 m (3)1.8 m9.0 m机械能守恒定律和功能关系专题练习及答案共享到这里，更多内容请关注高考物理试题栏目。
高一物理机械能及其守恒条件试题答案及解析
高一物理机械能及其守恒条件试题答案及解析1.在下列物理现象或者物理过程中，机械能不守恒的是（）A．匀速下落的降落伞B．石块在空中做平抛运动（不计空气阻力）C．沿斜面匀速上行的汽车D．细绳拴着的小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动【答案】AC【解析】降落伞匀速下落的过程中，空气阻力做负功，机械能不守恒，故A错误；石块在空中做平抛运动，只受重力，机械能守恒，故B正确．匀速爬坡的汽车，动能不变，重力势能增加，故机械能不守恒，故C错误；细绳拴着的小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，动能和势能都不变，故机械能守恒，故D正确．【考点】考查了机械能守恒条件的应用2.下列几种运动过程中物体的机械能守恒的是A．匀速下落的雨滴B．在水中下沉的铁块C．“神舟”十号飞船穿过大气层返回地面D．用细线拴一个小球，使小球在竖直面内做圆周运动【答案】D【解析】根据机械能守恒定律可知：在只有重力做功的条件下，质点和地球构成的系统机械能守恒。
雨滴匀速下落时，必受竖直向上的阻力，且阻力做功，在水中下沉的铁块，水的浮力做功，“神舟”十号飞船穿过大气层时，由于速度很大，空气阻力不可忽略，且克服阻力做功，所以ABC错误；用细线拴一个小球，使小球在竖直面内做圆周运动，虽然绳对小球有作用力，但作用力方向始终和小球速度垂直，故，小球只有重力对它做功，所以D正确。
【考点】本题考查了对机械能守恒条件的理解。
3.如图所示的装置中，木块通过一细线系在O点，子弹沿水平方向射入木块（子弹射入木块过程时间极短，可认为细线不发生摆动）后留在木块内，接着细线摆过一角度θ。
若不考虑空气阻力，对子弹和木块组成的系统，下列说法正确的是A．在子弹射入木块的过程中机械能守恒B．在子弹射入木块后，细线摆动的过程机械能守恒C．从子弹开始射入木块到细线摆过θ角的整个过程机械能守恒D．无论是子弹射入木块过程，还是子弹射入木块后细线摆动的过程机械能都不守恒【答案】B【解析】在子弹射入木块的过程中由于有热能产生，所以机械能不守恒，选项AC错误；在子弹射入木块后，细线摆动的过程只有重力做功，所以机械能守恒，选项B正确，选项D错误；【考点】机械能守恒的条件。
高中物理机械能及守恒定律专题及解析
高中物理机械能及守恒定律专题及解析高中物理机械能及守恒定律专题及解析一、机械能的概念及计算公式机械能是指一个物体同时具有动能和势能的能量，它是物体运动时的总能量。
机械能可以通过以下公式计算：机械能 = 动能 + 势能其中，动能的公式为：动能 = 1/2 ×质量 ×速度²势能的公式为：势能 = 质量 ×重力加速度 ×高度二、机械能守恒定律的表述及应用机械能守恒定律指的是，在一个封闭系统中，如果只有重力做功，没有其他非保守力做功，那么该系统的机械能守恒，即机械能的总量不会发生变化。
这一定律可以通过以下实验进行验证：将一个小球从一定高度上自由落下，当小球下落到一定高度时，用一个弹性绳接住小球，使其反弹上升，然后再次自由下落。
实验结果表明，当小球反弹的高度恰好等于初始下落高度时，机械能守恒定律成立。
在实际应用中，机械能守恒定律常常用于解决与能量转换和效率有关的问题。
例如，我们可以利用机械能守恒定律计算斜面上物体的滑动速度或滑动距离，来评估机械装置的效率。
此外，机械能守恒定律还可以用于解决弹簧振子、单摆等周期性运动问题。
三、机械能守恒定律的应用实例分析1. 斜面上物体滑动问题假设一个物体从斜面的顶端自由滑下，忽略空气阻力和摩擦力，那么当物体滑到斜面的底端时，动能和势能的变化可以用机械能守恒定律来表达。
设物体的质量为m，斜面的高度差为h，斜面的倾角为θ。
假设物体在斜面上的速度为v，那么动能和势能的变化可以表示为：动能的变化：ΔK = K(终) - K(始) = 1/2 × m × v² - 0 = 1/2 × m ×v²势能的变化：ΔU = U(终) - U(始) = m × g × h × sinθ - 0 = m × g× h × sinθ根据机械能守恒定律，动能的变化等于势能的变化，即：1/2 × m × v² = m × g × h × sinθ通过求解上述方程，可以得到物体在斜面上的滑动速度v的数值。
2019年高考物理专题练习：机械能守恒及其条件(含解析)(1)
2019高考物理专题练习-机械能守恒及其条件（含解析）一、单选题1.如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆周轨道，圆心O在S的正上方．在O、P两点各有一质量为m的有物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑．以下说法正确的是（）A. a比b先到达S，它们在S点的动量不相等B. a与b同时到达S，它们在S点的动量不相等C. a比b先到达S，它们在S点的动量相等D. b比a先到达S，它们在S点的动量相等2.关于如图所示的伽利略的理想斜面实验，以下说法正确的是( )。
A. 小球从A运动到B的过程动能保持不变B. 小球从A运动到B的过程势能减少C. 小球只有从B运动到C的过程中动能和势能的总和不变D. 小球在斜面CD上运动的最大距离等于AB3.在高度为H的桌面上以速度v水平抛出质量为m的物体，当物体落到距地面高为h处，如图所示，不计空气阻力，选地面为零势能点，下列说法正确的是（）A. 物体在A点的机械能为B. 物体在A点的机械能为C. 物体在A点的动能为D. 物体在A点的动能为4.下列物体中，机械能守恒的是（）A. 被平抛出去的物体（空气阻力不能忽略）B. 被匀速吊起的集装箱C. 物体以的加速度竖直向上做减速运动D. 光滑曲面上自由运动的物体5.关于伽利略的斜面实验，下列说法正确的是( )A. 伽利略斜面实验对于任意斜面都适用，都可以使小球在另一个斜面上升到同样的高度B. 无论斜面是否光滑，都有可能重复伽利略实验C. 在伽利略斜面实验中，只有斜面“坡度”较缓才有可能使小球上升到同样高度D. 设想在伽利略斜面实验中，若斜面光滑，并且使斜面变成水平面，则可以使小球沿水平面运动到无穷远处6.伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地到达同它出发时相同高度的点，决不会更高一点，也不会更低一点。
这说明，小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是()A. 弹力B. 势能C. 速度 D. 能量7.以下运动中，物体的机械能一定守恒的是（）A. 在水平面上做匀速圆周运动的物体B. 在竖直平面内做匀速圆周运动的物体C. 运动过程中受合外力为零的物体D. 运动过程中不受摩擦力作用的物体8.在下列所描述的运动过程中，若物体所受的空气阻力均可忽略不计，则机械能守恒的是（）A. 小孩沿滑梯匀速滑下B. 电梯中的货物随电梯一起匀速下降C. 被投掷出的铅球在空中运动D. 发射过程中的火箭加速上升9.在下列实例中，不计空气阻力，机械能不守恒的是（）A. 做斜抛运动的手榴弹B. 沿竖直方向自由下落的物体C. 起重机将重物体匀速吊起D. 沿光滑竖直圆轨道运动的小球10.下列运动过程中，机械能一定守恒的是（）A. 做自由落体运动的小球B. 在竖直平面内做匀速圆周运动的物体C. 在粗糙斜面上匀加速下滑的物块D. 匀速下落的跳伞运动员11.在下列情况中，物体的机械能守恒的有（）A. 正在空中匀速下落的降落伞B. 在粗糙的环形轨道上运动的过山车C. 在空中作平抛运动的铅球D. 正在用力荡秋千的学生12.如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN是通过椭圆中心O 点的水平线．已知一小球从M点出发，初速率为v0，沿管道MPN运动，到N点的速率为v1，所需时间为t1；若该小球仍由M点以初速率v0出发，而沿管道MQN运动，到N点的速率为v2，所需时间为t2，则（）A. v1=v2，t1＞t2B. v1＜v2，t1＞t2C. v1=v2，t1＜t2D. v1＜v2，t1＜t213.以下物体运动过程中，满足机械能守恒的是（）A. 在草地上滚动的足球B. 从旋转滑梯上滑下的小朋友C. 竖直真空管内自由下落的硬币D. 匀速下落的跳伞运动员14.小球在坚直向下的力F作用下，静止在弹簧上端，某时刻起将力F撤去，小球向上弹起，不计空气阻力，则从撤去力F开始到小球运动到最高点的过程中（）A. 小球的动能最大时弹簧的弹性势能最小B. 小球的机械能先增大后减小C. 小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大D. 小球的动能与弹簧的弹性势能之和先增大后减小15.如图所示，细线上端固定于O点，其下端系一小球，静止时细线长L．现将悬线和小球拉至图中实线位置，此时悬线与竖直方向的夹角θ=60°，并于小球原来所在的最低点处放置一质量相同的泥球，然后使悬挂的小球从实线位置由静止释放，它运动到最低点时与泥球碰撞并合为一体，它们一起摆动中可达到的最大高度是（）A. B.C. D.16.一质量为m的物体，以初速度v0沿光滑斜面向上滑行，当滑行到h高处时，该物体的机械能一定是（以斜面底端所在水平面为零势能面）（）A. mv02B. mghC. mv02+mghD. mv02﹣mgh17.如图所示，悬挂的小球能在竖直平面内自由摆动，忽略空气阻力，下列说法正确的是（）A. 小球在最低点时，速度为0B. 小球在最高点时，加速度为0C. 小球在摆动过程中，机械能守恒D. 小球在摆动过程中，受到的重力不做功18.在下列情况下机械能守恒的有：（）A. 在空气中匀速下落的降落伞B. 在竖直面做匀速圆周运动的物体C. 做自由落体运动的物体D. 沿斜面匀速下滑的物体19.在不计空气阻力的情况下，下列运动中加点物体机械能守恒的是（）A. 雨滴在空中匀速下落B. 乘客随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程C. 物体在光滑的固定斜面上滑行D. 重物被起重机悬吊着匀加速上升20.如图所示，一个质量为m，均匀的细链条长为L，置于光滑水平桌面上，用手按住一端，使长部分垂在桌面下，（桌面高度大于链条长度），则链条上端刚离开桌面时的动能为（）A. 0B. mgLC. mgLD. mgL21.如图桌面高为h，质量为m的小球从离地面高H处自由落下，不计空气阻力．取桌面处的重力势能为零．则小球落到地面前瞬间的机械能为（）A. mghB. －mgh C. mgH D. mg(H－h)22.如图所示，一根轻弹簧下端固定, 竖直立在水平面上。
高一物理机械能及其守恒条件试题答案及解析
高一物理机械能及其守恒条件试题答案及解析1.下列运动过程中，机械能一定守恒的是：A．做自由落体运动的小球B．在竖直平面内做匀速圆周运动的物体C．在粗糙斜面上匀加速下滑的物块D．匀速下落的跳伞运动员【答案】A【解析】判断机械能是否守恒有两种方法，一是根据条件判断；二是直接判断动能和势能的总和是否保持不变．做自由落体运动的小球，只有重力做功，A正确；做竖直面上的匀速圆周运动的物体，在运动中重力势能改变，而动能不变，机械能不守恒，故B错误．沿粗糙斜面加速滑下的物块，由于摩擦力做功，所以机械能一定不守恒，C错误；跳伞员带着张开的降落伞匀速下降，动能不变，重力势能减小，所以机械能减小，故D错误。
【考点】考查了机械能守恒定律2.物体做下列几种运动，其中一定符合机械能守恒的运动是()A．自由落体运动B．匀速直线运动C．匀变速直线运动D．匀速圆周运动【答案】A【解析】机械能守恒的条件是：只有重力或弹力做功，其他力不做功或其他力做功的代数和为零；自由落体运动，只有重力做功，满足机械能守恒条件；匀速直线运动、匀变速直线运动和匀速圆周运动，不一定满足机械能守恒守恒条件，例如竖直方向的匀速直线运动，水平方向的匀变速直线运动，竖直平面内的匀速圆周运动，机械能不守恒，所以正确选项为A。
【考点】本题考查了机械能守恒条件。
3.神舟号载人飞船在发射至返回的过程中，以下哪些阶段返回舱的机械能是守恒的A．飞船升空的阶段B．飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段C．返回舱在大气层外向着地球做无动力飞行阶段D．降落伞张开后，返回舱下降的阶段【答案】BC【解析】根据机械能守恒的条件，只有重力（或引力）做功时机械能守恒。
飞船升空的阶段，燃料要对火箭产生动力，对火箭做正功，火箭的机械能增加；飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段，只有地球引力做功所以机械能守恒；返回舱在大气层外向着地球做无动力飞行阶段，也是只有地球引力做功，机械能守恒；降落伞张开后，返回舱下降的阶段，除重力做功外还有空气阻力做功，所以机械能减少。
高考物理一轮复习 考点15 功能关系 机械能守恒定律及其应用练习(含解析)-人教版高三全册物理试题
考点15 功能关系 机械能守恒定律与其应用题组一 根底小题1．如下关于功和能的说法正确的答案是( )A ．作用力做正功，反作用力一定做负功B ．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化C ．假设物体除受重力外，还受到其他力作用时，物体的机械能也可能守恒D ．竖直向上运动的物体重力势能一定增加，动能一定减少答案 C解析 当作用力做正功时，反作用力也可能做正功，如反冲运动中的物体，故A 错误；物体在合外力作用下做变速运动，动能不一定发生变化，比如匀速圆周运动，故B 错误；假设物体除受重力外，还受到其他力作用时，当其他的力做的功等于零时，物体的机械能也守恒，故C 正确；竖直向上运动的物体重力势能一定增加，假设同时物体受到的向上的拉力做正功，如此物体动能不一定减少，故D 错误。
2.如下列图，运动员把质量为m 的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最大高度为h ，在最高点时的速度为v ，不计空气阻力，重力加速度为g ，如此运动员踢球时对足球做的功为( )A.12mv 2 B ．mgh C ．mgh ＋12mv 2 D ．mgh ＋mv 2答案 C解析 足球被踢起后在运动过程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的机械能守恒，足球到达最高点时，其机械能为E ＝mgh ＋12mv 2，由机械能守恒定律得，足球刚被踢起时的机械能为E ＝mgh ＋12mv 2，足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功，因此运动员对足球所做的功为W ＝mgh ＋12mv 2，故A 、B 、D 错误，C 正确。
3.如下列图，一辆小车在牵引力作用下沿弧形路面匀速率上行，小车与路面间的阻力大小恒定，如此上行过程中( )A ．小车处于平衡状态，所受合外力为零B ．小车受到的牵引力逐渐增大C ．小车受到的牵引力对小车做的功一定大于小车重力势能的增加量D ．小车重力的功率逐渐增大答案 C解析 小车做匀速圆周运动，合力充当向心力，不为零，故A 错误；对小车受力分析，牵引力F ＝f ＋mg sin θ，阻力大小恒定，θ变小，所以F 变小，故B 错误；由功能关系得：小车受到的牵引力对小车做的功等于小车重力势能的增加量和因摩擦生成的热量，即牵引力对小车做的功一定大于小车重力势能的增加量，故C 正确；小车重力的功率P ＝mgv sin θ，θ变小，P 减小，故D 错误。
机械能守恒(解析版)
第八章 机械能守恒定律第四节 机械能守恒定律[核心素养·明目标]核心素养学习目标物理观念围绕功能关系的基本线索，建立“通过做功的多少，定量的研究能量及其相互转化”的观念，进而理解机械能守恒定律。
科学思维 初步学会从能量守恒的角度来解释物理现象，分析物理问题。
科学探究 体会自然界中“守恒”思想和利用“守恒”思想解决问题的方法。
科学态度与责任通过机械能守恒的学习，使学生树立科学观点，理解和利用自然规律，解决实际问题。
1.机械能(1)定义：物体的动能与重力势能(弹性势能)之和称为机械能。
(2)表达式：E ＝E p ＋E k ，其中E 表示机械能。
2.机械能守恒定律(1)内容：在只有重力或弹力这类力做功的情况下，物体系统的动能与势能相互转化，但机械能的总量保持不变。
(2)表达式：12mv 22＋mgh 2＝12mv 21＋mgh 1或E k2＋E p2＝E k1＋E p1。
3.机械能的理解(1)机械能⎩⎪⎨⎪⎧动能：E k＝12mv 2势能⎩⎪⎨⎪⎧重力势能：E p＝mgh 弹性势能(2)机械能的性质①状态量：做机械运动的物体在某一位置时，具有确定的机械能。
②相对性：其大小与参考系、零势能面的选取有关。
③系统性：是物体、地球和弹性系统所共有的。
(3)动能和势能可以相互转化。
4.守恒条件的理解只有重力或弹力做功的物体系统，可从三个方面理解： (1)受力：物体系统只受重力或弹力作用。
(2)做功：物体系统存在其他力作用，但其他力不做功，只有重力或弹力做功。
(3)转化：相互作用的物体组成的系统只有动能和势能的相互转化，无其他形式能量的转化。
注意：“只有重力或弹力做功”并非“只受重力或弹力作用”，也不是合力的功等于零，更不是某个物体所受的合力等于零。
知识点二 机械能守恒定律的应用 1.公式的证明如图，质量为m 的小球从光滑曲面上滑下。
当它到达高度为h 1的位置A 时，速度的大小为v 1，滑到高度为h 2的位置B 时，速度的大小为v 2。
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知识回顾1．机械能守恒的判定(1)若物体只有重力和弹簧弹力做功，则物体和弹簧组成的系统机械能守恒．(2)若系统只有动能和势能的相互转化，没有机械能与其他形式的能的相互转化，如摩擦热等，则系统机械能守恒．2．机械能守恒的形式规律方法一物体或多物体参与多个运动过程的求解方法(1)若一个物体或多个物体参与了多个运动过程，有的过程只涉及运动和力的问题或只要求分析物体的动力学特点，则要用动力学方法求解．(2)若某过程涉及做功和能量转化问题，则要考虑应用动能定理、机械能守恒定律或功能关系求解．例题分析【例1】 (2017年安徽六校联考)一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m 和2m 的小球A 和B .支架的两直角边长度分别为2l 和l ，支架可绕固定轴O 在竖直平面内无摩擦转动，如图所示．开始时OA 边处于水平位置，由静止释放，则( )A ．A 球的最大速度为2B ．A 球速度最大时，B 球的重力势能最小C ．A 球速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为45°D ．A 、B 两球最大速度之比v A ∶v B ＝1∶2【答案】 C【例2】 (2017年重庆调研)如图所示，A 、B 、C 三个可视为质点的物体通过轻绳连接，A 、B 间轻绳长为L .C 静置于水平地面上，用手托住A ，两段轻绳都伸直，A 距水平地面高也为L ，然后将A 从静止开始释放．已知物体A 、B 的质量均为m ，物体C 的质量为23m ，重力加速度为g ，定滑轮光滑且质量不计，不计空气阻力，物体A 着地后不反弹．求：(1)刚释放A 时，A 、B 间绳的弹力大小F T ；(2)运动过程中，物体C 距离地面的最大高度H .【答案】F T ＝76mg ； H ＝712L【解析】 (1)刚释放A 时，物体加速度大小为a ，将A 、B 、C 看成一个系统，由牛顿第二定律得2mg －23mg ＝m 3a以物体A 为研究对象．由牛顿第二定律得mg －F T ＝ma解得运动过程中，物体C 距离地面的最大高度为H ＝L ＋h ＝712L 。
2019届高考物理一轮阶段考查【5】机械能及其守恒定律(含答案)
阶段考查(五) 机械能及其守恒定律第Ⅰ卷 选择题，共48分一、选择题(本大题共8小题，每小题6分，共48分)图5－11.光滑水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道，俯视如图5－1所示．一个小球以一定速度沿轨道切线方向从A 处进入，沿着轨道运动到O 处，在此过程中( )A ．轨道对小球不做功，小球的角速度不断增大B ．轨道对小球不做功，小球的线速度不断增大C ．轨道对小球做正功，小球的角速度不断增大D ．轨道对小球做正功，小球的线速度不断增大解析：小球所受轨道的弹力总垂直于小球所在位置轨道的切线方向，即总垂直于小球的速度方向，因此轨道对小球不做功，小球的线速度大小不变，随着轨道半径减小其角速度增大，A 正确．答案：A图5－22.[2018·福建卷]如图5－2，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A 、B 用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)．初始时刻，A 、B 处于同一高度并恰好处于静止状态．剪断轻绳后A 下落、B 沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块( )A ．速率的变化量不同B ．机械能的变化量不同C ．重力势能的变化量相同D ．重力做功的平均功率相同解析：由题意根据力的平衡有m A g ＝m B gsin θ，所以m A ＝m B sin θ.根据机械能守恒定律mgh ＝12mv 2，得v ＝2gh ，所以两物块落地速率相等，选项A错；因为两物块的机械能守恒，所以两物块的机械能变化量都为零，选项B 错误；根据重力做功与重力势能变化的关系，重力势能的变化为ΔE p＝－W G＝－mgh，选项C错误；因为A、B两物块都做匀变速运动，所以A重力的平均功率为P A＝m A g·v2，B的平均功率P B＝m B g·v2cos⎝⎛⎭⎪⎫π2－θ，因为m A＝m B sinθ，所以P A＝P B，选项D正确．答案：D图5－33.(多选题)带电荷量为＋q、质量为m的滑块，沿固定的斜面匀速下滑，现加上一竖直向上的匀强电场(如图5－3所示)，电场强度为E，且qE＜mg，对物体在斜面上的运动，以下说法正确的是( ) A．滑块将沿斜面减速下滑B．滑块仍沿斜面匀速下滑C．加电场后，重力势能和电势能之和不变D．加电场后，重力势能和电势能之和减小解析：没加电场时，滑块匀速下滑，有：mgsinθ＝μmgcosθ，加上电场后，因(mg－Eq)sinθ＝μ(mg－Eq)cosθ，故滑块仍匀速下滑，B正确．加电场后，因重力做正功比电场力做负功多，所以重力势能减少得多，电势能增加得少，重力势能和电势能之和减小，C错误，D正确．答案：BD4．[2018·抚顺市六校联考]物体在变力F作用下沿水平方向做直线运动，物体质量m＝10 kg，F随坐标x 的变化情况如图5－4所示．若物体在坐标原点处由静止出发，不计一切摩擦．借鉴教科书中学习直线运动时由v－t图象求位移的方法，结合其他所学知识，根据图示的F－x图象，可求出物体运动到x＝16 m处，速度大小为( )图5－4A．3 m/s B．4 m/sC ．2 2 m/s D.17 m/s解析：F －x 图线与x 轴所夹面积表示功，再结合动能定理W ＝12mv 2解得v ＝2 2 m/s.答案：C图5－55．(多选题)[2018·云南省昆明一中月考]如图5－5所示，穿在水平直杆上质量为m 的小球开始时静止．现对小球沿杆方向施加恒力F 0，垂直于杆方向施加竖直向上的力F ，且F 的大小始终与小球的速度成正比，即F ＝kv(图中未标出)．已知小球与杆间的动摩擦因数为μ，已知小球运动过程中未从杆上脱落，且F 0>μmg.下列说法正确的是( )A ．小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动直到静止B ．小球先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速运动，直到最后做匀速运动C ．小球的最大加速度为F 0mD ．恒力F 0的最大功率为F 20＋F 0μmgμk解析：刚开始，F ＝0，a ＝F 0－μmg m ，之后v 增大，a ＝F 0－μmg ＋μkvm 逐渐增大，当F ＝kv ＝mg 时，加速度达到最大，即a m ＝F 0m ；当速度继续增大，F ＝kv ＞mg 时，a ＝F 0－μ－m不断减小，当μ(F －mg)＝F 0，即μ(kv －mg)＝F 0时，a ＝0，速度达到最大，所以v m ＝F 0＋μmgμk时，此后小球做匀速运动．根据以上分析，选项B 、C 正确；P m ＝F 0v m ＝F 20＋F 0μmgμk，选项D 正确．答案：BCD图5－66．如图5－6所示，一个质量为m 的物体静止放在光滑水平面上，在互成60°角的大小相等的两个水平恒力作用下，经过一段时间，物体获得的速度为v ，在两个力的方向上的速度分量分别为v 1、v 2，那么在这段时间内，其中一个力做的功为( )A.16mv 2B.14mv 2C.13mv 2D.12mv 2 解析：在合力F 的方向上，由动能定理得，W ＝Fs ＝12mv 2，某个分力的功为W 1＝F 1scos30°＝F2cos30°scos30°＝12Fs ＝14mv 2，故B 正确． 答案：B图5－77．如图5－7所示，质量为m 1、m 2的两物体，静止在光滑的水平面上，质量为m 的人站在m 1上用恒力F 拉绳子，经过一段时间后，两物体的速度大小分别为 v 1和v 2，位移分别为x 1和x 2，则这段时间内此人所做的功的大小等于( )A ．Fx 2B ．F(x 1＋x 2) C.12m 2v 22＋12(m ＋m 1)v 21 D.12m 2v 22 解析：根据能量守恒可知，人通过做功消耗的化学能将全部转化为物体m 1和m 2的动能以及人的动能，所以人做的功等于F(x 1＋x 2)＝12m 2v 22＋12(m ＋m 1)v 21，即B 、C 两选项正确．答案：BC图5－88．[2018·黑龙江省哈师大附中期中考试]如图5－8所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，Oa 为过原点的倾斜直线，ab 段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc 段是与ab 段相切的水平直线，则下述说法正确的是( )A ．0～t 1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B ．t 1～t 2时间内汽车牵引力做功为12mv 22－12mv 21C ．t 1～t 2时间内的平均速度为12(v 1＋v 2)D ．在全过程中t 1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t 2～t 3时间内牵引力最小解析：0～t 1时间内汽车做匀加速运动，牵引力F 大小恒定，但汽车的速度v 逐渐增大，所以其功率逐渐增大，选项A 错误；在t 1～t 2时间内，牵引力做正功，摩擦力做负功，合外力做功之和等于动能的改变量，所以选项B 错误；根据“面积”法求位移，在t 1～t 2时间内汽车的位移s ＞12(v 1＋v 2)(t 2－t 1)，所以平均速度v －＝s t 2－t 1>12(v 1＋v 2)，选项C 错误；在全过程中t 1时刻的斜率最大，加速度a 1也最大，根据F 1＝f ＋ma 1可知，此时牵引力F 1最大，此时刻的功率P 1也是在0～t 1时间内最大的，在t 1时刻之后，汽车的功率保持P 1不变，所以P 1是整个过程中的最大值，在t 2～t 3时间内牵引力等于摩擦力，牵引力最小，所以选项D 正确．答案：D第Ⅱ卷 非选择题，共52分二、实验题(本大题共2小题，共15分)图5－99．(7分)光电计时器是物理实验中经常用到的一种精密计时仪器，它由光电门和计时器两部分组成，光电门的一臂的内侧附有发光装置(发射激光的装置是激光二极管，发出的光束很细)，如图5－9中的A 和A′，另一臂的内侧附有接收激光的装置，如图5－9中的B 和B′，当物体在它们之间通过时，二极管发出的激光被物体挡住，接收装置不能接收到激光信号，同时计时器就开始计时，直到挡光结束，光电计时器停止计时，故此装置能精确地记录物体通过光电门所用的时间．现有一小球从两光电门的正上方开始自由下落，若要用这套装置来验证机械能守恒定律，则要测量的物理量有__________(每个物理量均用文字和字母表示，如高度H)；验证机械能守恒的关系式为__________．解析：本实验是围绕机械能守恒定律的验证设计的，关键是速度的测定，本题改打点计时器测量速度为光电门测量．由于本装置可记录小球通过光电门的时间Δt ，则将小球的直径D 除以Δt ，即可求出小球经过光电门的速度，若再测出两光电门间相距的高度H ，即可验证机械能守恒定律，故需要测量的物理量有：小球直径D ，两光电门间的竖直高度H ，小球通过上下两光电门的时间Δt 1、Δt 2，则小球通过上、下两光电门处的速度分别为DΔt1、DΔt2.则验证机械能守恒的关系式为：12m⎝⎛⎭⎪⎫DΔt22－12m⎝⎛⎭⎪⎫DΔt12＝mgH，化简得：D2Δt22－D2Δt21＝2gH.答案：小球直径D、两光电门间的竖直高度H及小球通过两光电门的时间Δt1、Δt2D2Δt22－D2Δt21＝2gH图5－1010．(8分)某探究学习小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它做功的关系”，在实验室设计了一套如图5－10所示的装置，图中A为小车，B为打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶(内有砂子)，M是一端带有定滑轮的足够长的水平放置的木板．(1)要顺利完成该实验，除图中实验仪器和低压交变电源(含导线)外，还需要的两个实验仪器是________、________.(2)小组中一位成员在完成该实验后发现系统摩擦力对实验结果影响较大，请你帮助该同学设计一种能够测出系统摩擦力大小的方法．解析：(1)利用刻度尺测出纸带上点之间的距离，然后计算速度．利用天平测小车的质量．(2)当小车做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数等于绳子上的拉力，又由平衡条件可知，绳子上的拉力等于小车受到的阻力．答案：(1)刻度尺天平(2)调整小桶内砂子的质量，当打点计时器在纸带上打了间隔均匀的点迹时，弹簧测力计的读数即为系统摩擦力的大小(只要原理正确、方法得当、结论正确，均正确)三、计算题(本大题共2小题，共37分)11．(17分)[2018·四川省成都七中月考]如图5－11所示为一传送装置，其中AB段粗糙，AB段长为L＝0.2 m，动摩擦因数μ＝0.6，BC、DEN段均可视为光滑，且BC的始、末端均水平，具有h＝0.1 m的高度差，DEN 是半径为r＝0.4 m的半圆形轨道，其直径DN沿竖直方向，C位于DN竖直线上，CD间的距离恰能让小球自由通过．在左端竖直墙上固定有一轻质弹簧，现有一可视为质点的小球，小球质量m＝0.2 kg，压缩轻质弹簧至A点后由静止释放(小球和弹簧不粘连)，小球刚好能沿DEN轨道滑下．求：图5－11(1)小球到达N 点时速度的大小； (2)压缩的弹簧所具有的弹性势能．解析：(1)“小球刚好能沿OEN 轨道滑下”，在圆周最高点D 必点必有：mg ＝m v 2Dr .从D 点到N 点，由机械能守恒得： 12mv 2D ＋mg×2r＝12mv 2N ＋0. 联立以上两式并代入数据得：v D ＝2 m/s ，v N ＝2 5 m/s.(2)弹簧推开小球过程中，弹簧对小球所做的功W 等于弹簧所具有的弹性势能E p ，根据动能定理得 W －μmgL ＋mgh ＝12mv 2D －0.代入数据得W ＝0.44 J.即压缩的弹簧所具有的弹性势能为0.44 J. 答案：(1)2 5 m/s (2)0.44 J12．(20分)如图5－12所示的木板由倾斜部分和水平部分组成，两部分之间由一段圆弧面相连接．在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道，斜面的倾角为θ.现有10个质量均为m 、半径均为r 的均匀刚性球，在施加于1号球的水平外力F 的作用下均静止，力F 与圆槽在同一竖直面内，此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h.现撤去力F 使小球开始运动，直到所有小球均运动到水平槽内．重力加速度为g.求：图5－12(1)水平外力F 的大小；(2)1号球刚运动到水平槽时的速度；(3)整个运动过程中，2号球对1号球所做的功．解析：(1)以10个小球整体为研究对象，由力的平衡条件可得tan θ＝F10mg得F ＝10 mgtan θ.(2)以1号球为研究对象，根据机械能守恒定律可得mgh ＝12mv 2解得v ＝2gh.(3)撤去水平外力F 后，以10个小球整体为研究对象，利用机械能守恒定律可得：10 mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫h ＋18r 2sin θ＝12·10 m·v 21解得v 1＝2gh ＋9rsin θ以1号球为研究对象，由动能定理得 mgh ＋W ＝12mv 21得W ＝9mgrsin θ.答案：(1)10mgtan θ (2)2gh (3)9mgrsin θ。
2019年高考物理总复习(教科版)试题：第五章 机械能 第2课时 机械能守恒定律 含解析
第2课时机械能守恒定律1、(2018·海南海口质检)如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( C )A、(甲)图中,火箭升空的过程中,若匀速升空机械能守恒,若加速升空机械能不守恒B、(乙)图中物体匀速运动,机械能守恒C、(丙)图中小球做匀速圆周运动,机械能守恒D、(丁)图中,轻弹簧将A,B两小车弹开,两小车组成的系统机械能守恒【解析】：(甲)图中,不论是匀速还是加速,由于推力对火箭做功,火箭的机械能不守恒,是增加的,选项A错误;物体匀速运动上升,动能不变,重力势能增加,则机械能必定增加,选项B错误;小球在做圆锥摆的过程中,细线的拉力不做功,机械能守恒,选项C正确;轻弹簧将A,B 两小车弹开,弹簧的弹力对两小车做功,则两车组成的系统机械能不守恒,但两小车和弹簧组成的系统机械能守恒,选项D错误、2、如图所示,斜面体置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,在物体下滑过程中,下列说法正确的是( D )A、物体的重力势能减少,动能不变B、斜面体的机械能不变C、斜面对物体的作用力垂直于接触面,不对物体做功D、物体和斜面体组成的系统机械能守恒【解析】：物体由静止开始下滑的过程其重力势能减少,动能增加,选项A错误;物体在下滑过程中,斜面体做加速运动,其机械能增加,选项B错误;物体沿斜面下滑时,既沿斜面向下运动,又随斜面向右运动,其合速度方向与弹力方向不垂直,弹力方向垂直于接触面,但与速度方向之间的夹角大于90°,所以斜面对物体的作用力对物体做负功,选项C错误;对物体与斜面体组成的系统,只有物体的重力和物体与斜面间的弹力做功,机械能守恒,选项D正确、3、(2017·河南郑州一模)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( C )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,选项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,选项B错误;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,若圆环的机械能减少了mgh,则橡皮绳的弹性势能增加mgh,选项C正确;在圆环下滑过程中,橡皮绳再次到达原长时,该过程中动能一直增大,但不是最大,沿杆方向合力为零的时刻,圆环的速度最大,选项 D 错误、4,长为L的均匀链条放在光滑水平桌面上,,松手后链条从静止开始沿桌边下滑,则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为( C )A B、C、4【解析】：由机械能守恒定律ΔE p减=ΔE k增,即mg··2,所以,选项C正确、5、如图所示,物体B的质量是物体A在不计摩擦阻力的情况下,物体A自H高处由静止开始下落、以地面为参考平面,当物体A的动能与其重力势能相等时(物体B未到达滑轮处),物体A距地面的高度是( B )A【解析】：物体A下落过程中,A,B组成的系统机械能守恒,则有mg(H-h)=2,又有mgh=2,解得h=选项B正确、6导学号 58826109(2018·山东青岛模拟)在儿童乐园的蹦床项目中,小孩在两根弹性绳和弹性床的协助下实现上下弹跳、如图所示,某次蹦床活动中小孩静止时处于O点,当其弹跳到最高点A后下落可将蹦床压到最低点B,小孩可看成质点,不计空气阻力、下列说法正确的是( A )A、从A运动到O,小孩重力势能减少量大于动能增加量B、从O运动到B,小孩动能减少量等于蹦床弹性势能增加量C、从A运动到B,小孩机械能减少量小于蹦床弹性势能增加量D、从B返回到A,小孩机械能增加量等于蹦床弹性势能减少量【解析】：将小孩和弹簧看做一个系统,系统的机械能守恒、从A运动到O,小孩重力势能减少量等于动能增加量与弹性绳和蹦床的弹性势能的增加量之和,选项A正确;从O运动到B,小孩动能和重力势能的减少量等于弹性绳和蹦床的弹性势能的增加量,选项B错误;从A运动到B,小孩机械能的减少量大于蹦床弹性势能的增加量,选项C错误;若从B返回到A,小孩的机械能增加量等于蹦床和弹性绳弹性势能减少量之和,选项D错误、7、(多选)如图所示,质量均为m的A,B两个小球,用长为2L的轻质杆相连接,在竖直平面内,绕固定轴O沿顺时针方向自由转动(转动轴在杆的中点),不计一切摩擦,某时刻A,B球恰好在如图所示的位置,A,B 球的线速度大小均为v,下列说法正确的是( BD )A、运动过程中B球机械能守恒B、运动过程中B球速度大小不变C、B球在运动到最高点之前,单位时间内机械能的变化量保持不变D、B球在运动到最高点之前,单位时间内机械能的变化量不断改变【解析】：以A,B球为系统,以过O点的水平面为零势能参考平面时,系统的总机械能为E=22=mv2、假设A球下降h,则B球上升h,此时两球的速度大小是v′,由机械能守恒定律知mv2=mv′2×2+mgh-mgh,得到v′=v,故运动过程中B球速度大小不变,当单独分析B球时,B球在运动到最高点之前,动能保持不变,重力势能在不断增加,可得单位时间内机械能的变化量是不断改变的,选项B,D正确、8,可视为质点的小球A和B用一根长为0、2 m的轻杆相连,两球质量相等,开始时两小球置于光滑的水平面上,并给两小球一个2 m/s的初速度,经一段时间两小球滑上一个倾角为30°的光滑斜面,不计球与斜面碰撞时的机械能损失,g取10 m/s2,在两小球的速度减小为零的过程中,下列判断正确的是( D )A、杆对小球A做负功B、小球A的机械能守恒C、杆对小球B做正功D、小球B速度为零时距水平面的高度为0、15 m【解析】：将小球A,B视为一个系统,设小球的质量均为m,最后小球B上升的高度为h,2mv2=mgh+mg(h+0、2 m×sin 30°),解得h=0、15 m,选项D正确;以小球A为研究对象,由动能定理有-mg(h+0、2 m×sin 30°)+W=0-2,可知W>0,可见杆对小球A做正功,选项A,B错误;由于系统机械能守恒,故小球A增加的机械能等于小球B减小的机械能,杆对小球B做负功,选项C错误、9、(多选)如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧,一端系在竖直放置的半径为R的圆环顶点P,另一端系一质量为m的小球,小球穿在圆环上做无摩擦的运动、设开始时小球置于A点,弹簧处于自然状态,当小球运动到最低点时速率为v,对圆环恰好没有压力、下列分析正确的是( BC )A、从A到B的过程中,小球的机械能守恒B、从A到B的过程中,小球的机械能减少C、小球过B点时,弹簧的弹力为mg+mD、小球过B点时,弹簧的弹力为mg+m【解析】：从A到B,弹簧和小球组成的系统机械能守恒,而弹簧的弹性势能增加,故小球机械能减少;在最低点时,小球对环没有作用力,弹簧弹力与小球重力的合力提供向心力,即10·山东潍坊模拟)(多选)如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上A点,光滑定滑轮与直杆的距离为d、A点与定滑轮等高,B点在距A点正下方d处、现将环从A处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是( BC )A、环到达B处时,重物上升的高度h=dB、环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能C、环从AD、当环到达B处时,环与重物的速度大小相等【解析】：根据几何关系有,环从A下滑至B点时,重物上升的高度选项A错误;环下滑过程中无摩擦力对系统做功,故系统机械能守恒,即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能,选项B正确;设环下滑到最大高度为H时环和重物的速度均为0,此时重物上升根据机械能守恒有解得选项C正确;当环到达B处时,环沿绳方向的分速度与重物速度大小相等,选项D错误、11、(2018·广州模拟)如图所示,竖直平面内固定着由两个半径为R 的四分之一圆弧构成的细管道ABC,圆心连线O1O2水平、轻弹簧左端固定在竖直挡板上,右端靠着质量为m的小球(小球的直径略小于管道内径),长为R的薄板DE置于水平面上,板的左端D到管道右端C的水平距离为R,开始时弹簧处于锁定状态,具有一定的弹性势能,重力加速度为g,解除锁定,小球离开弹簧后进入管道,最后从C点抛出(不计小球与水平面和细管的摩擦)、(1)若小球经C点时对轨道外侧的弹力的大小为mg,求弹簧锁定时具有的弹性势能E p;(2)试通过计算判断能否落在薄板DE上、【解析】：(1)设小球到达C点的速度大小为v1,解除弹簧锁定后小球运动到C点过程,弹簧和小球组成的系统机械能守恒,由机械能守恒定律得E p=2mgR+小球经过C点所受的弹力大小为mg,方向向下在C点由牛顿第二定律得解得E p=3mgR、(2)小球离开C后做平抛运动,由平抛运动的规律得2,x=v1t,联立解得因为x>2R,所以小球不能落在薄板DE上、答案：(1)3mgR (2)见【解析】12、如图所示,用长为L的细绳悬挂一个质量为m的小球,悬点为O点,把小球拉至A点,使悬线与水平方向成30°角,然后松手,问：(1)小球运动到C点时的速度为多大?(2)小球运动到悬点的正下方B点时,悬线中的张力为多大?【解析】：(1)小球从A点到C点做自由落体运动,下落高度为L,则v C(2)当小球落到A点的正下方C点,OC=L时绳又被拉紧,此时由于绳子的冲量作用,使小球沿绳方向的速度分量减为零,小球将以L为半径、以v1为初速度从C开始做圆周运动,如图,其切向分量为v1=v C cos 30°小球从C点到B点过程中,由机械能守恒定律mgL(1-sin 30°将v1gL在B点,由向心力公式得解得、答案：(2)13、(2017·黑龙江哈尔滨二模)如图所示,在竖直方向上A,B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上;B,C两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上、用手拿住C,使细线刚刚伸直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直,cd段的细线与斜面平行、已知A,B的质量均为m,斜面倾角为θ=37°,重力加速度为g,滑轮的质量和摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态、C释放后沿斜面下滑,当A刚要离开地面时,B的速度最大,(sin 37°= 0、6,cos 37°=0、8)求：(1)从开始到物体A刚要离开地面的过程中,物体C沿斜面下滑的距离;(2)C的质量;(3)A刚要离开地面时,C的动能、【解析】：(1)设开始时弹簧压缩的长度为x B,则有kx B=mg、设当物体A刚要离开地面时,弹簧的伸长量为x A,则有kx A=mg,当物体A刚要离开地面时,物体B上升的距离与物体C沿斜面下滑的距离相等,为h=x A+x B,解得(2)物体A刚要离开地面时,以B为研究对象,物体B受到重力mg、弹簧的弹力kx A、细线的拉力T三个力的作用,设物体B的加速度为a,根据牛顿第二定律,对B有T-mg-kx A=ma对C有m C gsin θ-T=m C aB获得最大速度时,有a=0解得m C m、(3)法一由于x A=x B,弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等,且物体A刚好离开地面时,B,C两物体的速度大小相等,设为v0,由机械能守恒定律得m C ghsin θC解得所以E kC=m法二根据动能定理,对C有m C ghsin θ-W T=E kC-0,对B有W T-mgh+W弹=E kB-0其中W弹=0又E kC∶E kB=10∶3解得E kC答案：(1)。
2019高考物理新一轮总复习阶段示范性测试5机械能及其守恒定律(含解析)
阶段示范性金考卷(五)本卷测试内容：机械能及其守恒定律本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共110分。
测试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共50分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。
在每小题给出四个选项中,第2、4、5、8小题,只有一个选项正确；第1、3、6、7、9、10小题,有多个选项正确,全部选对得5分,选对但不全得3分,有选错得0分。
)1、[2015·长春模拟]如图所示,小球m用一条不可伸长轻质细线拴住后悬于O点,小球置于一个斜面不光滑斜劈M上,用水平力F向左推动斜劈M在光滑水平桌面上由位置甲向左缓慢移动到位置乙,在此过程中,正确说法是( )A、M、m间摩擦力对m不做功B、M、m间摩擦力对m做负功C、F对M所做功与m对M所做功绝对值相等D、M、m间弹力对m做正功解析：小球在向左摆动过程中,M对m摩擦力方向与小球m位移方向间夹角小于90°,故摩擦力对m做正功,选项A、B均错误；因M 缓慢向左运动,地面对M支持力和M重力不做功,一定有F对M所做功与m对M所做功绝对值相等,选项C正确；M对m弹力方向与m位移方向夹角小于90°,故对m 做正功,选项D 正确。
答案：CD2、 [2015·聊城模拟]质量为m 汽车,启动后发动机以额定功率P 沿水平道路行驶,经过一段时间后以速度v 匀速行驶。
若行驶中受到摩擦阻力大小不变,则在加速过程中车速为v 3时,汽车加速度为( )A 、 3P mvB 、 2P mvC 、 P mvD 、 0解析：由题意可知汽车最大速度为v ,设阻力为F f ,则有P ＝F f v ,当车速为v 3时,P ＝F ·v 3,再根据牛顿第二定律F －F f ＝ma 可得a ＝F －F f m＝2P mv,故本题选B 。
答案：B3、 [2014·太原高三调研]如图所示,一直角斜面固定在水平地面上,右边斜面倾角为60°,左边斜面倾角为30°,A 、B 两物体分别系于一根跨过定滑轮轻绳两端,置于两斜面上,且位于同高度处于静止状态。
高三物理机械能及其守恒条件试题答案及解析
高三物理机械能及其守恒条件试题答案及解析1.利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离， b 表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。
⑴用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图所示，由此读出b=mm；⑵滑块通过B点的瞬时速度可表示为；⑶某次实验测得倾角，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk=，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=，在误差允许的范围内，若ΔEk = ΔEp则可认为系统的机械能守恒；⑷在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的图象如图所示，并测得M=m，则重力加速度g＝m/s2。
【答案】⑴3.85mm⑵⑶，⑷ 9.6【解析】⑴游标卡尺的读数为：⑵因为滑块比较小，通过光电门的平均速度可看做瞬时速度，即通过B的速度为⑶系统动能增加量可表示为系统的重力势能减少量可表示为（4）根据机械能守恒可得即，代入数据可得【考点】验证机械能守恒定律2.(9分)如图示，竖直平面内一光滑水平轨道左边与墙壁对接，右边与一足够高的1/4光滑圆弧轨道平滑相连，木块A、B静置于光滑水平轨道上，A、B质量分别为1.5kg和0.5kg。
现让A以6m/s的速度水平向左运动，之后与墙壁碰撞，碰撞时间为0.3s，碰后速度大小变为4m/s。
当A 与B碰撞后会立即粘在一起运动，已知g=10m/s2求：①A与墙壁碰撞过程中，墙壁对小球平均作用力的大小；②A、B滑上圆弧轨道的最大高度。
【答案】①②h=0.45m【解析】①设水平向右为正方向，当A与墙壁碰撞时根据动能定理有：. ........ 2分解得方向水平向左. …… 2分②当A与B碰撞时，设碰撞后两物体的速度为v，根据动量守恒定律有…… …. 2分A B在光滑圆形轨道上升时，机械能守恒，由机械能守恒定律得…… .. 2分解得h=0.45m …… ..1分【考点】本题考查动量定理、动量守恒、机械能守恒3.下列关于机械能守恒的说法中，正确的是A．若只有重力做功，则物体机械能一定守恒B．若物体的机械能守恒，一定是只受重力C．作匀变速运动的物体机械能可能守恒D．物体所受合外力不为零，机械能一定守恒【答案】AC【解析】若只有重力做功，则物体机械能一定守恒; 若物体的机械能守恒，物体不一定是只受重力，也许受其它力，但其它力做功的代数和为零；作匀变速运动的物体，如果除重力外的其它力做功为零，则机械能可能守恒；物体所受合外力不为零，但是如果除重力外的其它力做功不为零，则机械能也不一定守恒。
高三物理机械能及其守恒条件试题答案及解析
高三物理机械能及其守恒条件试题答案及解析1.（9分）如图，质量分别为、的两个小球A、B静止在地面上方，B球距地面的高度h=0.8m，A球在B球的正上方。
先将B球释放，经过一段时间后再将A球释放。
当A球下落t=0.3s时，刚好与B球在地面上方的P点处相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间A球的速度恰为零。
已知，重力加速度大小为，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失。
（i）B球第一次到达地面时的速度；（ii）P点距离地面的高度。
【答案】【解析】（i）B球总地面上方静止释放后只有重力做功，根据动能定理有可得B球第一次到达地面时的速度（ii）A球下落过程，根据自由落体运动可得A球的速度设B球的速度为，则有碰撞过程动量守恒碰撞过程没有动能损失则有解得，小球B与地面碰撞后根据没有动能损失所以B离开地面上抛时速度所以P点的高度【考点】动量守恒定律能量守恒2.把质量为m的小球（可看做质点）放在竖直的轻质弹簧上，并把小球下按到A的位置（图甲），如图所示。
迅速松手后，弹簧把小球弹起，球升至最高位置C点（图丙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙）。
已知AB的高度差为h1，BC的高度差为h2，重力加速度为g，不计空气阻力。
则A．小球从A上升到B位置的过程中，动能增大B．小球从A上升到C位置的过程中,机械能一直增大C．小球在图甲中时，弹簧的弹性势能为D．一定有【答案】C【解析】小球上升时先加速后减速，当时，加速度为零速度最大，此时弹簧还处于压缩状态，选项A错误.从A到B，小球和弹簧的系统机械能守恒，弹性势能减小，小球的机械能增大；而从B到C，小球只有重力做功，机械能不变，选项B错误.由A到C系统的机械能守恒可知，弹性势能全部转化为重力势能，故，选项C正确. 由A到C弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能，动能最大位置在B点下方，故可等于零，选项D错误.故选C.【考点】本题考查了机械能守恒定律.3.如图，倾角为的光滑斜面体C固定于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，释放后，A将向下运动，则在A碰地前的运动过程中（）A．A的加速度大小为gB．A物体机械能不守恒C．由于斜面光滑，所以B物体机械能守恒D．A、B组成的系统机械能守恒【答案】BD【解析】在A下降的过程中，绳对A由向上的拉力，根据牛顿第二定律知，A的加速度小于g，所以A错误；绳子的拉力对A做负功，故A的机械能减小，所以B正确；由题意知绳子对B的拉力做正功，故B的机械能增加，所以C错误；A、B组成的系统合满足机械能守恒，故D正确。
四川省2019高考物理温习全辑第5讲机械能守恒定律能量守恒定律讲与练(必修2,含解析)
第5讲机械能守恒定律能量守恒定律李仕才考试内容及要求知识内容学考要求2015.10考题2016.4考题2016.10考题2017.4考题2017.11考题2018.4考题2018.6考题机械能守恒定律d8******* 能量守恒定律与能源c54、20一、机械能守恒定律1．机械能(1)机械能：动能和势能的总和称为机械能，其中势能包括重力势能和弹性势能．(2)表达式：E＝E k＋E p.2．机械能守恒定律(1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变．(2)表达式：①12mv12＋mgh1＝12mv22＋mgh2；②E k1＋E p1＝E k2＋E p2.3．机械能守恒的条件只有重力(或弹力)做功；只发生动能和势能的转化．4．机械能守恒的判断(1)利用机械能的定义判断：分析动能和势能的和是否变化．(2)用做功判断：若物体系统内只有重力(或弹力)做功，或有其他力做功，但其他力做功的代数和为零，则机械能守恒．(3)用能量转化来判断：若物体系统内只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒．例1(2018·嘉兴市第一中学期中测试)如图1所示，根据机械能守恒条件，下列说法正确的是( )图1A．甲图中，火箭升空的过程中，若匀速升空机械能守恒，若加速升空机械能不守恒B．乙图中物体沿着固定斜面匀速向上运动，机械能守恒C．丙图中小球做匀速圆周运动，机械能守恒D．丁图中，轻弹簧将A、B两小车弹开，两小车组成的系统(不包括弹簧)机械能守恒答案 C解析题图甲中，不论是匀速还是加速，由于推力对火箭做功，火箭的机械能不守恒，是增加的，故A错误；物体沿着固定斜面匀速向上运动，动能不变，重力势能增加，则机械能必定增加，故B错误；小球在做圆锥摆运动的过程中，细线的拉力不做功，机械能守恒，故C 正确；轻弹簧将A、B两小车弹开，弹簧的弹力对两小车做功，则两小车(不包括弹簧)组成的系统机械能不守恒，但对两小车和弹簧组成的系统机械能守恒，故D错误．例2(2018·浙江6月学考·10)如图2所示，质量为m的小球，从距桌面h1高处的A点自由下落到地面上的B点，桌面离地高为h2，选择桌面为参考平面，则小球( )图2A．在A点时的重力势能为mg(h1＋h2)B．在A点时的机械能为mg(h1＋h2)C．在B点时的重力势能为0D．落到B点时的动能为mg(h1＋h2)答案 D解析以桌面为重力势能参考面，所以A点机械能(重力势能)为mgh1，选项A、B错误；在B点重力势能为－mgh 2，选项C 错误．在整个过程中小球机械能守恒，因此在B 点的动能为mg (h 1＋h 2)，选项D 正确．二、机械能守恒定律的应用1．在满足机械能守恒的条件下，无论物体做直线运动还是曲线运动，所受外力是恒力还是变力，均可列出相应的关系式，为解决曲线运动、变力问题提供了简捷、有效的方法． 2．当有弹力做功时，弹性势能与动能、重力势能相互间发生转化．需要注意，涉及弹性势能的转化时研究对象是否包括弹簧． 3．解决竖直面内圆周运动问题的注意点 (1)竖直面内圆周运动一般为变速圆周运动．(2)确定物体的运动属于“绳模型”还是“杆模型”，充分利用其“约束”或“临界”条件． (3)一般只在最高点或最低点列出动力学方程． (4)运动过程中优先考虑机械能守恒定律或动能定理．例3 (2018·余姚市第二学期期中)如图3所示，弯曲斜面与半径为R 的竖直半圆组成光滑轨道，一个质量为m 的小球从高度为4R 的A 点由静止释放，经过半圆的最高点D 后做平抛运动落在水平面的E 点，忽略空气阻力(重力加速度为g )，求：图3(1)小球在D 点时的速度大小v D ；(2)小球落地点E 离半圆轨道最低点B 的位移大小x ；(3)小球经过半圆轨道的C 点(C 点与圆心O 在同一水平面)时对轨道的压力大小． 答案 见解析解析 (1)从A 点到D 点的过程中，由机械能守恒定律：mg ·4R ＝mg ·2R ＋12mv D 2解得v D ＝2gR(2)平抛运动过程中：2R ＝12gt 2x ＝v D t解得x ＝4R(3)从A 点至C 点的过程中，由机械能守恒定律：mg ·4R ＝mgR ＋12mv C 2解得F N ＝m v C2R＝6mg由牛顿第三定律得：F N ′＝F N ＝6mg .例4 如图4所示是跳台滑雪的示意图，雪道由倾斜的助滑雪道AB 、水平平台BC 、着陆雪道CD 及减速区DE 组成，各雪道间均平滑连接．A 处与水平平台间的高度差h ＝45 m ，CD 的倾角为30°.运动员自A 处由静止滑下，不计其在雪道ABC 滑行和空中飞行时所受的阻力，运动员可视为质点，g 取10 m/s 2.图4(1)求运动员滑离平台BC 时的速度大小；(2)为保证运动员落在着陆雪道CD 上，雪道CD 的长度至少为多少？(3)若实际的着陆雪道CD 长为150 m ，运动员着陆后滑到D 点时具有的动能是着陆瞬间动能的80%.在减速区DE 滑行s ＝100 m 后停下，求运动员在减速区所受平均阻力是其重力的多少倍？答案 (1)30 m/s (2)120 m (3)0.84解析 (1)A 到C 过程中机械能守恒mgh ＝12mv C 2得v C ＝2gh ＝30 m/s.(2)设落点D ′距C 的距离为L ，由平拋运动规律得：L cos 30°＝v C tL sin 30°＝12gt 2解得L ＝120 m ，因此雪道CD 的长度至少为120 m.(3)运动员由A 运动到落点D ′过程中，由机械能守恒定律得：mg (h ＋L sin 30°)＝12mv D ′2设运动员在减速区减速过程中所受平均阻力是重力的k 倍， 根据动能定理有－kmgs ＝0－12mv D 2根据题意有12mv D 2＝0.80×12mv D ′2解得k ＝0.84.三、能量守恒定律1．内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变． 2．意义：确认了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的相互联系与转化． 3．节约能源的含义：能量耗散表明，在能源的利用(即能量的转化)过程中，能量在数值上虽未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用变成了不便于利用．例5 (2016·浙江4月学考·12)如图5所示的路灯为太阳能路灯，每只路灯的光伏电池板有效采光面积约为0.3 m 2.晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为3× 106J ．如果每天等效日照时间约为6 h ，光电池一天产生的电能可供30 W 的路灯工作8 h ．光电池的光电转换效率约为( )图5A ．4.8%B ．9.6%C ．16%D ．44%答案 C解析 光电池的光电转换效率是转化得到的电能与接收到的光能的比值，即：η＝E 电E 光×100%＝30×8×3 6000.3×3×106×6×100%＝16%，故选C. 例6 (2017·浙江名校协作体联考)一弹珠弹射玩具模型如图6所示，水平粗糙管AB 内装有一轻弹簧，左端固定，竖直放置的管道BCD 光滑，其中CD 为半径为R ＝0.1 m 的14圆周，C到地面的地面高度也为R .用质量m 1＝0.3 kg 的弹珠(可看成质点)将弹簧缓慢压缩到某一确定位置M ，弹珠与弹簧不固连，由静止释放后弹珠恰停止在D 点，用同种材料、质量为m 2＝0.1 kg 的弹珠仍将弹簧缓慢压缩到M 点释放，由静止释放后弹珠由D 点飞出后落在与D 点正下方D ′点相距x ＝0.8 m 处，取g ＝10 m/s 2，不计空气阻力，求：图6(1)质量为m 2的弹珠从D 点飞出时的速度大小； (2)质量为m 2的弹珠在D 点时对轨道的弹力； (3)弹簧被缓慢压缩到M 点时储存的弹性势能． 答案 (1)4 m/s (2)15 N ，方向竖直向上 (3)1.2 J 解析 (1)质量为m 2的弹珠从D 点飞出后做平抛运动， 由平抛运动规律得 2R ＝12gt 2，x ＝v D t代入数据得v D ＝4 m/s.(2)质量为m 2的弹珠经D 点时，由牛顿第二定律得m 2g ＋F N ＝m 2v D2R则F N ＝m 2v D2R－m 2g ＝15 N ，方向竖直向下由牛顿第三定律知质量为m 2的弹珠在D 点时对轨道的弹力F N ′＝F N ＝15 N ，方向竖直向上． (3)对质量为m 1的弹珠，从静止释放到D 的过程中，由能量守恒定律得E p ＝μm 1gx MB ＋m 1g ·2R对质量为m 2的弹珠，则有E p ＝μm 2gx MB ＋m 2g ·2R ＋12m 2v D 2代入数据可得E p ＝1.2 J. 四、功能关系功是能量转化的量度，某种力做功往往与某种形式的能量转化相对应，具体功能关系如下：功 能的变化 表达式重力做功 重力势能变化 W G ＝E p1－E p2 弹力做功 弹性势能变化 W 弹＝E p1－E p2 合力做功 动能变化W 合＝E k2－E k1除重力(或系 统内弹力)外 其他力做功机械能变化 W 外＝E 2－E 1例7 (2017·丽水、衢州、湖州三地市质量检测)有一种大型游戏机叫“跳楼机”，如图7所示，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，先由电动机将座椅沿竖直轨道提升到离地面高H 处，然后由静止释放．游客们的总质量为m ，重力加速度为g ，下列关于游客们缓慢上升的过程说法正确的是( )图7A．合力对游客们所做的功为mgHB．游客们的重力势能增加了mgHC．电动机所做的功为mgHD．游客们的机械能守恒答案 B解析游客缓慢上升过程中，可以认为速度不变，W合＝0，A错误；升高H，游客重力势能增加mgH，B正确；电动机做的功等于游客和座椅重力势能的增加量，C错误；游客的速度不变即动能不变，而重力势能增加，故游客的机械能增加，D错误.1．(2016·浙江10月学考·4)如图8所示，无人机在空中匀速上升时，不断增加的能量是( )图8A．动能B．动能、重力势能C．重力势能、机械能D．动能、重力势能、机械能答案 C解析无人机匀速上升，所以动能保持不变，选项A、B、D均错误．高度不断增加，所以重力势能不断增加，在上升过程中升力对无人机做正功，所以无人机机械能不断增加，所以选项C正确．2.(2018·嘉兴市学考科目考试)如图9是一种名为“牙签弩”的玩具弓弩，现竖直向上发射木质牙签，O点为皮筋自然长度位置，A为发射的起点位置．若不计一切阻力，则( )图9A．A到O的过程中，牙签一直处于超重状态B．A到O的过程中，牙签的机械能守恒C．在上升过程中，弓和皮筋的弹性势能转化为牙签的动能D．根据牙签向上飞行的高度可测算出牙签被射出时的速度答案 D3．(2017·浙江4月学考·12)火箭发射回收是航天技术的一大进步．如图10所示，火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上．不计火箭质量的变化，则( )图10A．火箭在匀速下降过程中，机械能守恒B．火箭在减速下降过程中，携带的检测仪器处于失重状态C．火箭在减速下降过程中合力做功等于火箭机械能的变化D．火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力答案 D解析匀速下降阶段，火箭除受重力外，还受阻力，且阻力做负功，所以机械能不守恒，选项A错误；在减速阶段，加速度向上，处于超重状态，而火箭克服阻力做的功等于机械能的减少量，选项B、C错误；火箭着地时突然减速，则地面给火箭的力大于火箭的重力，根据牛顿第三定律，选项D正确．4．(2017·绍兴一中期末)如图11所示，在高为H的桌面上以速度v水平抛出质量为m的物体，物体落到距地面高为h处的A点，不计空气阻力且以桌面为零势能面．则下列说法正确的是( )图11A ．物体在A 点的机械能为mgh ＋12mv 2B ．物体在A 点的机械能为12mv 2C ．物体在A 点的动能为mgh ＋12mv 2D ．物体在A 点的动能为mg (H －h ) 答案 B解析 不计空气阻力且以桌面为零势能面，物体运动过程中机械能总量为12mv 2，且保持不变，故A 错误，B 正确；物体在A 点的动能为mg (H －h )＋12mv 2，故C 、D 错误．5.(2018·嘉兴市第一中学第二学期期中考试)如图12所示，悬崖上有一质量m ＝50 kg 的石块，距离地面高度h ＝20 m ，由于长期风化作用而从悬崖上由静止落到地面．若下落时不计空气阻力且石块质量不变，以地面为零势能面，求石块：(g 取10 m/s 2)图12(1)未下落时在悬崖上的重力势能； (2)落到地面时的速度大小； (3)落到地面时的机械能大小．答案 (1)1×104J (2)20 m/s (3)1×104J解析 (1)以地面为零势能面，石块未下落时在悬崖上的重力势能为：E p ＝mgh ＝50×10×20 J ＝1×104J.(2)根据机械能守恒定律可得：12mv 2＝mgh代入数据得：v ＝20 m/s(3)因为在下落过程中只有重力做功，机械能守恒，所以落到地面时的机械能大小为1×104J. 6．(2016·浙江4月学考·20)如图13所示装置由一理想弹簧发射器及两个轨道组成．其中轨道Ⅰ由光滑轨道AB 与粗糙直轨道BC 平滑连接，高度差分别是h 1＝0.20 m 、h 2＝0.10 m ，BC 水平距离L ＝1.00 m ．轨道Ⅱ由AE 、螺旋圆形EFG 和GB 三段光滑轨道平滑连接而成，且A点与F 点等高．当弹簧压缩量为d 时，恰能使质量m ＝0.05 kg 的滑块沿轨道Ⅰ上升到B 点；当弹簧压缩量为2d 时，恰能使滑块沿轨道Ⅰ上升到C 点．(已知弹簧弹性势能与压缩量的平方成正比，g ＝10 m/s 2)图13(1)当弹簧压缩量为d 时，求弹簧的弹性势能及滑块离开弹簧瞬间的速度大小； (2)求滑块与轨道BC 间的动摩擦因数；(3)当弹簧压缩量为d 时，若沿轨道Ⅱ运动，滑块能否上升到B 点？请通过计算说明理由． 答案 (1)0.1 J 2 m/s (2)0.5 (3)见解析 解析 (1)由机械能守恒定律可得E 弹＝ΔE k ＝ΔE p ＝mgh 1＝0.05×10×0.20 J ＝0.1 J由ΔE k ＝12mv 02，可得v 0＝2 m/s(2)由E 弹∝d 2，可得当弹簧压缩量为2d 时， ΔE k ′＝E 弹′＝4E 弹＝4mgh 1由动能定理可得－mg (h 1＋h 2)－μmgL ＝－ΔE k ′ 解得μ＝3h 1－h 2L＝0.5(3)滑块恰能通过螺旋圆形轨道最高点需满足的条件是mg ＝mv 2R m由机械能守恒定律有v ＝v 0＝2 m/s 解得R m ＝0.4 m当R >0.4 m 时，滑块会脱离螺旋圆形轨道，不能上升到B 点； 当R ≤0.4 m 时，滑块能上升到B 点．一、选择题1．如图1所示，下列各种运动过程中，物体(弓、过山车、石头、圆珠笔)机械能守恒的是(忽略空气阻力)( )图1A．图甲，将箭搭在弦上，拉弓的整个过程B．图乙，过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程C．图丙，在一根细线的中央悬挂着一石头，双手拉着细线两端沿水平方向缓慢分开的过程D．图丁，手握内有弹簧的圆珠笔，笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程答案 D解析将箭搭在弦上，拉弓的整个过程，外力对弓做功，机械能增加，A错误；过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程，重力势能变大，动能不变，机械能变大，B错误；在一根细线的中央悬挂着一石头，双手拉着细线两端沿水平方向缓慢分开的过程，石头的重力势能变大，动能不变，机械能不守恒，C错误；手握内有弹簧的圆珠笔，笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程，只有重力和圆珠笔内弹簧的弹力对圆珠笔做功，机械能守恒，D正确．2.如图2所示为跳伞爱好者表演高楼跳伞的情形，他们从楼顶跳下后，在距离地面一定高度处打开伞包，最终安全着陆，则跳伞者打开伞包至着陆过程中( )图2A．机械能一直减小B．机械能一直增大C．动能一直减小D．重力势能一直增大答案 A解析由于跳伞者所受的拉力和空气阻力对跳伞者做负功，由功能关系知，跳伞者的机械能一直减小，A项正确，B项错误；动能先增大后减小，C项错误；重力一直做正功，重力势能一直减小，故D项错误．3.(2015·浙江10月学考·5)画作《瀑布》如图3所示．有人对此画作了如下解读：水流从高处倾泻而下，推动水轮机发电，又顺着水渠流动，回到瀑布上方，然后再次倾泻而下，如此自动地周而复始．这一解读违背了( )图3A．库仑定律B．欧姆定律C．电荷守恒定律D．能量守恒定律答案 D4.(2017·金华市十校联考)2016年巴西奥运会上，中国选手邓薇以262公斤(抓举115公斤，挺举147公斤)的总成绩打破奥运会纪录、世界纪录．如图4所示，某次抓举，在杠铃被举高的整个过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是( )图4A．杠铃的动能一直增大B．杠铃的重力势能一直增大C．杠铃的机械能守恒D．杠铃一直处于超重状态答案 B解析杠铃被举高的过程一定经历了先加速向上，后减速向上的运动，所以动能应先增大后减小，A错误；杠铃一直向上运动，重力势能一直增大，B正确；因人对杠铃的支持力做正功，杠铃的机械能增加，C错误；加速度先向上，后向下，杠铃先超重，后失重，D错误．5.(2017·金华市期末)如图5所示，超市为了方便顾客上楼安装了智能化的自动扶梯(无台阶)．为了节约能源，在没有顾客乘行时，自动扶梯以较小的速度匀速运行；当有顾客乘行时，自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行．则电梯在运送顾客上楼的整个过程中( )图5A．顾客始终受摩擦力作用B．摩擦力对顾客先做正功后不做功C．顾客对扶梯的作用力始终竖直向下D．顾客的机械能先增大后保持不变答案 A解析在自动扶梯向上加速和匀速运行过程中，顾客始终有相对电梯向下的运动趋势，所以始终受摩擦力作用，故A正确．摩擦力对顾客一直做正功，故B错误．扶梯在向上加速运行时，顾客受到沿扶梯向上的合力，根据平行四边形定则，扶梯对顾客的作用力沿扶梯向上，故顾客对扶梯的作用力沿扶梯向下；自动扶梯向上匀速运行时，由平衡条件及牛顿第三定律知，顾客对扶梯的作用力竖直向下，故C错误．顾客随着扶梯上升，顾客重力势能不断增加，动能先增加后不变，故机械能一直增加，D错误．6.(2018·杭西高月考)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．如图6，他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿势下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J．韩晓鹏在此过程中( )图6A．动能增加了1 900 JB．动能增加了2 000 JC．重力势能减小了1 900 JD．重力势能减小了2 000 J答案 C7．(2017·杭州市期末)为了方便打开核桃、夏威夷果等坚果，有人发明了一款弹簧坚果开核器，它由锥形弹簧、固定在弹簧顶部的硬质小球及放置坚果的果垫组成．如图7所示是演示打开核桃的三个步骤，则下列说法正确的是( )图7A．弹簧被向上拉伸的过程中，弹簧的弹性势能减小B．松手后，小球向下运动过程中，小球的机械能守恒C．小球向下运动过程中，弹簧对小球做正功D．打击过程中，果垫对核桃做负功答案 C8.(2017·余杭、萧山、新登、昌化四校期中)如图8所示，一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离．假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法不正确的是( )图8A．运动员到达最低点前重力势能始终减小B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D．蹦极过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关答案 D9.(2017·温州市学考模拟)抽水蓄能电站的工作原理是：在用电低谷时，电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电．浙江天荒坪抽水蓄能电站是亚洲第一大高山蓄能水电站，堪称世纪之作．山顶水库面积达2.8×105 m2(水库近似为长方体)，已知上、下水库落差H＝600 m，如图9所示．蓄水后一昼夜连续发电，山顶水库水位降低30 m，若水的重力势能80%转化为电能，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10 m/s2.则一个昼夜连续发电所产生的电能约为( )图9A．4×1010 J B．4×1011 JC．4×1012 J D．4×1013 J答案 D解析山顶水库水位降低30 m的水的体积V＝Sh＝2.8×105×30 m3＝8.4×106 m3，其质量m ＝ρV＝8.4×109 kg，水减少的重力势能ΔE p＝mgH＝8.4×109×10×600 J＝5.04×1013 J，转化的电能E电＝80%ΔE p≈4×1013 J，所以应选D.10．(2015·浙江10月学考·8)质量为30 kg 的小孩坐在秋千板上，秋千板离系绳子的横梁的距离是2.5 m ．小孩的父亲将秋千板从最低点拉起1.25 m 高度后由静止释放，小孩沿圆弧运动至最低点时，她对秋千板的压力约为(g 取10 m/s 2，不计空气阻力)( )A ．0B ．200 NC ．600 ND ．1 000 N 答案 C解析 由题意知秋千板和小孩组成的系统的机械能守恒，取最低点为零势能参考平面，则由机械能守恒定律得(M ＋m )gh ＝12(M ＋m )v 2 得v ＝2gh对小孩在最低点有 F N －mg ＝m v 2l解得F N ＝600 N由牛顿第三定律知，她对秋千板的压力大小为600 N.11．(2018·浙江名校协作体期末)弹弓是孩子们喜爱的弹射类玩具，其构造原理如图10所示，橡皮筋两端点A 、B 固定在把手上，橡皮筋处于ACB 时恰好为原长状态，在C 处(AB 连线的中垂线上)放一固体弹丸，一手执把，另一手将弹丸拉至D 点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下发射出去，击中目标．现将弹丸竖直向上发射，已知E 是CD 中点，则( )图10A ．从D 到C 过程中，弹丸的机械能守恒B ．从D 到C 过程中，弹丸的动能一直在增大C ．从D 到C 过程中，橡皮筋的弹性势能先增大后减小D ．从D 到E 过程中，橡皮筋对弹丸做的功大于从E 到C 过程橡皮筋对弹丸做的功答案 D解析 从D 到C 过程中，橡皮筋对弹丸做正功，弹丸的机械能增加，选项A 错误；从D 到C 过程中，弹丸的动能先增大后减小，选项B 错误；从D 到C 过程中，橡皮筋的弹性势能一直减小，选项C 错误；从D 到E 过程中，橡皮筋对弹丸的弹力大于从E 到C 过程中橡皮筋对弹丸的弹力，故从D 到E 过程橡皮筋对弹丸做的功大于从E 到C 过程橡皮筋对弹丸做的功，选项D 正确．二、非选择题12．(2017·嘉兴市第一中学第二学期期中考试)如图11所示为马戏团的猴子表演杂技示意图．平台上质量为5 kg 的猴子(可视为质点)从平台边缘A 点抓住长l ＝0.8 m 水平绳的末端，由静止开始绕绳的另一个固定端O 点做圆周运动，运动至O 点正下方B 点时松开绳子，之后做平抛运动．在B 点右侧平地上固定一个倾角为37°的斜面滑梯CD ，猴子做平抛运动至斜面的最高点C 时的速度方向恰好沿斜面方向．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：(g 取10 m/s 2)图11(1)猴子刚运动到B 点时的速度大小；(2)猴子刚运动到B 点且绳子还未脱手时，其对绳子的拉力；(3)猴子从B 点运动到C 点的时间以及BC 两点间的水平距离．答案 (1)4 m/s (2)150 N ，方向竖直向下 (3)0.3 s 1.2 m解析 (1)设猴子在B 点的速度为v ，由A 到B 的过程中，由机械能守恒定律得mgl ＝12mv 2 代入数据得：v ＝4 m/s(2)设在B 点时猴子所受的拉力为F ，由牛顿第二定律得：F －mg ＝m v 2l联立解得：F ＝150 N由牛顿第三定律得：猴子拉绳的力等于绳拉猴子的力，大小等于150 N ，方向竖直向下．(3)据题得：猴子到达C 点时竖直分速度v y ＝v tan 37°＝3 m/s 平抛运动的时间t ＝v y g ＝310s ＝0.3 s BC 间的水平距离x ＝vt ＝1.2 m.13．(2018·丽水、衢州、湖州三地市教学质量检测)图12甲为风火轮惯性轨道极限跳跃赛道，其模型可以简化为图乙．整个装置由直轨道AB 、半径R 1＝15 cm 的竖直螺旋圆轨道BO ′B ′、半径R 2＝30 cm 的圆弧轨道B ′C ′，以及右侧可移动得分框组成，轨道各部分均光滑．已知比赛过程所用小车(可视为质点)质量m ＝0.04 kg ，g ＝10 m/s 2，∠C ′O ′B ′＝37°，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：图12(1)小车恰好通过竖直圆轨道最高点的速度大小；(2)若小车在C ′处的速度为3 m/s ，求小车经过B ′时对轨道的压力大小；(3)若改变v 0，且每次小车离开C ′后能水平进入得分框，求得分框的离地高度H 与该得分框与C ′的水平距离x 之间的函数关系式(可能用到 6.3≈2.5)．答案 见解析解析 (1)若小车恰好经过最高点，有mg ＝m v 2R 1解得：v ＝ 1.5 m/s ＝62m/s (2)由几何关系可知：Δh B ′C ′＝R 2(1－cos 37°)小车从B ′到C ′由机械能守恒定律得：12mv B ′2＝12mv C ′2＋mg Δh B ′C ′ 在B ′处由牛顿第二定律有F N B ′－mg ＝m v B ′ 2R 2联立可得F N B ′＝1.76 N由牛顿第三定律知在B ′处时小车对轨道压力大小为1.76 N(3)若小车恰能经过最高点O ′点，从O ′到C ′，由机械能守恒定律得：12mv 2＋mg Δh O ′C ′＝12mv C ′ 2 又Δh O ′C ′＝R 2cos 37° 解得v C ′＝ 6.3 m/s ≈2.5 m/s此时，有x min ＝v C ′cos 37°·v C ′sin 37°g≈0.3 m 若使小车恰能水平进入得分框，根据平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，有：H －Δh B ′C ′＝tan 37°·x 2 解得H ＝38x ＋0.06 (m)，x ≥0.3 m.。
高三物理机械能守恒定律(2019年10月)
【名师支招】判断系统机械能是否守恒，常用以下两种方法： ①从做功情况看，若系统只有重力或弹力做功，其他力不做功，那么系统的机械能守
恒，这种方法常用于判断单个物体(与地球构成的系统)的机械能是否守恒。 ②从能量转化情况看，若系统的机械能与其他形式的能不发生相互转化，则系统的机
专家支招： (1)运用“1”列式，应选好零势能面，且初、末状态必须用同一零势能面
计算势能。 (2)运用“2”列式，关键是要分清势能的增加量或减少量，不可死记公式。
热点一 机械能守恒的条件
【例1】如图5-3-2所示，两光滑斜面的倾角分别为30°和45°、质量分别为2m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳
通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦)，分别置于两个斜面上并由静止释放；若交换两滑块位置，再由静止
械能守恒，这种方法常用于判断几个物体构成的系统的机械能是否守恒。
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後晋·刘昫等史籍选要○崔光远 议欲修城以待之 "大夫能守此城浃旬 充西京留守采访使 难以义招 阔二丈 奔赴行在 光弼与程元振不协 新店 "光弼曰 公卿或有邀之者 牛皆震骇 光弼屡表 因归私第 由是中使督战 及期 说释氏因果 思礼领关内及潞府行营步卒三万 光弼皆斩之 黎 光弼 令穿地道 杀伤甚众 "若守洛城 为五堡 据险以待之 击黄戍 甲第并开 常纳短刀于靴中 可守司空 天宝十一载 李承光并引于纛下 阃外之权不专；至顺化郡谒见 众莫知所用 三年 迁户部尚书 遂达灵武 都兵马使仆固怀恩先期而至 不复验其罪 于宫所立百司廨舍 迁彭州 除太子少保 剑南 自玄宗还京后 初 殷仲卿相攻于兖
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2019高考物理专题练习-机械能守恒及其条件（含解析）一、单选题1.如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆周轨道，圆心O在S的正上方．在O、P两点各有一质量为m的有物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑．以下说法正确的是（）A. a比b先到达S，它们在S点的动量不相等B. a与b同时到达S，它们在S点的动量不相等C. a比b先到达S，它们在S点的动量相等D. b比a先到达S，它们在S点的动量相等2.关于如图所示的伽利略的理想斜面实验，以下说法正确的是( )。
A. 小球从A运动到B的过程动能保持不变B. 小球从A运动到B的过程势能减少C. 小球只有从B运动到C的过程中动能和势能的总和不变D. 小球在斜面CD上运动的最大距离等于AB3.在高度为H的桌面上以速度v水平抛出质量为m的物体，当物体落到距地面高为h处，如图所示，不计空气阻力，选地面为零势能点，下列说法正确的是（）A. 物体在A点的机械能为B. 物体在A点的机械能为C. 物体在A点的动能为D. 物体在A点的动能为4.下列物体中，机械能守恒的是（）A. 被平抛出去的物体（空气阻力不能忽略）B. 被匀速吊起的集装箱C. 物体以的加速度竖直向上做减速运动D. 光滑曲面上自由运动的物体5.关于伽利略的斜面实验，下列说法正确的是( )A. 伽利略斜面实验对于任意斜面都适用，都可以使小球在另一个斜面上升到同样的高度B. 无论斜面是否光滑，都有可能重复伽利略实验C. 在伽利略斜面实验中，只有斜面“坡度”较缓才有可能使小球上升到同样高度D. 设想在伽利略斜面实验中，若斜面光滑，并且使斜面变成水平面，则可以使小球沿水平面运动到无穷远处6.伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地到达同它出发时相同高度的点，决不会更高一点，也不会更低一点。
这说明，小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是()A. 弹力B. 势能C. 速度 D. 能量7.以下运动中，物体的机械能一定守恒的是（）A. 在水平面上做匀速圆周运动的物体B. 在竖直平面内做匀速圆周运动的物体C. 运动过程中受合外力为零的物体D. 运动过程中不受摩擦力作用的物体8.在下列所描述的运动过程中，若物体所受的空气阻力均可忽略不计，则机械能守恒的是（）A. 小孩沿滑梯匀速滑下B. 电梯中的货物随电梯一起匀速下降C. 被投掷出的铅球在空中运动D. 发射过程中的火箭加速上升9.在下列实例中，不计空气阻力，机械能不守恒的是（）A. 做斜抛运动的手榴弹B. 沿竖直方向自由下落的物体C. 起重机将重物体匀速吊起D. 沿光滑竖直圆轨道运动的小球10.下列运动过程中，机械能一定守恒的是（）A. 做自由落体运动的小球B. 在竖直平面内做匀速圆周运动的物体C. 在粗糙斜面上匀加速下滑的物块D. 匀速下落的跳伞运动员11.在下列情况中，物体的机械能守恒的有（）A. 正在空中匀速下落的降落伞B. 在粗糙的环形轨道上运动的过山车C. 在空中作平抛运动的铅球D. 正在用力荡秋千的学生12.如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN是通过椭圆中心O 点的水平线．已知一小球从M点出发，初速率为v0，沿管道MPN运动，到N点的速率为v1，所需时间为t1；若该小球仍由M点以初速率v0出发，而沿管道MQN运动，到N点的速率为v2，所需时间为t2，则（）A. v1=v2，t1＞t2B. v1＜v2，t1＞t2C. v1=v2，t1＜t2D. v1＜v2，t1＜t213.以下物体运动过程中，满足机械能守恒的是（）A. 在草地上滚动的足球B. 从旋转滑梯上滑下的小朋友C. 竖直真空管内自由下落的硬币D. 匀速下落的跳伞运动员14.小球在坚直向下的力F作用下，静止在弹簧上端，某时刻起将力F撤去，小球向上弹起，不计空气阻力，则从撤去力F开始到小球运动到最高点的过程中（）A. 小球的动能最大时弹簧的弹性势能最小B. 小球的机械能先增大后减小C. 小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大D. 小球的动能与弹簧的弹性势能之和先增大后减小15.如图所示，细线上端固定于O点，其下端系一小球，静止时细线长L．现将悬线和小球拉至图中实线位置，此时悬线与竖直方向的夹角θ=60°，并于小球原来所在的最低点处放置一质量相同的泥球，然后使悬挂的小球从实线位置由静止释放，它运动到最低点时与泥球碰撞并合为一体，它们一起摆动中可达到的最大高度是（）A. B.C. D.16.一质量为m的物体，以初速度v0沿光滑斜面向上滑行，当滑行到h高处时，该物体的机械能一定是（以斜面底端所在水平面为零势能面）（）A. mv02B. mghC. mv02+mghD. mv02﹣mgh17.如图所示，悬挂的小球能在竖直平面内自由摆动，忽略空气阻力，下列说法正确的是（）A. 小球在最低点时，速度为0B. 小球在最高点时，加速度为0C. 小球在摆动过程中，机械能守恒D. 小球在摆动过程中，受到的重力不做功18.在下列情况下机械能守恒的有：（）A. 在空气中匀速下落的降落伞B. 在竖直面做匀速圆周运动的物体C. 做自由落体运动的物体D. 沿斜面匀速下滑的物体19.在不计空气阻力的情况下，下列运动中加点物体机械能守恒的是（）A. 雨滴在空中匀速下落B. 乘客随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程C. 物体在光滑的固定斜面上滑行D. 重物被起重机悬吊着匀加速上升20.如图所示，一个质量为m，均匀的细链条长为L，置于光滑水平桌面上，用手按住一端，使长部分垂在桌面下，（桌面高度大于链条长度），则链条上端刚离开桌面时的动能为（）A. 0B. mgLC. mgLD. mgL21.如图桌面高为h，质量为m的小球从离地面高H处自由落下，不计空气阻力．取桌面处的重力势能为零．则小球落到地面前瞬间的机械能为（）A. mghB. －mgh C. mgH D. mg(H－h)22.如图所示，一根轻弹簧下端固定, 竖直立在水平面上。
其正上方一定高度处有一小球从静止开始下落，不计空气阻力．从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中（弹簧一直保持竖直且在弹性限度范围内），下列说法中正确的是（）A. 小球的动能不断减少B. 小球的机械能不断减少C. 小球动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量D. 小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量23.如图所示，一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B，两球质量均为m，两球半径忽略不计，杆的长度为l．先将杆AB竖直靠放在竖直墙上，轻轻振动小球B，使小球B在水平面上由静止开始向右滑动，当小球A沿墙下滑距离为l时，下列说法正确的是（）A. 小球A和B的速度都为B. 小球A和B的速度都为C. 小球A的速度为，小球B的速度为D. 小球A的速度为，小球B的速度为24.在做“用落体法验证机械能守恒定律”的实验中，除了铁架台、低压交流电源、纸带等实验器材外，还必需的器材应包括（）A. 秒表B. 多用电表C. 打点计时器 D. 弹簧秤25.下列物体运动过程中机械能守恒的是（）A. 运动员打开降落伞下落B. 小孩沿斜面匀速下滑C. 木块沿光滑斜面上滑D. 火箭发射升空26.如图所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中，轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的而且绝缘，两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，a、b为轨道的最低点，则不正确的是（）A. 两小球到达轨道最低点的速度V a＞V bB. 两小球到达轨道最低点时对轨道的压力F a＞F bC. 小球第一次到达a点的时间大于小球第一次到达b点的时间D. 在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道的另一端27.下列关于机械能守恒的说法中正确的是（）A. 做匀速运动的物体机械能一定守恒B. 做匀加速运动的物体机械能一定不守恒C. 做自由落体运动的物体机械能一定守恒D. 做匀速圆周运动的物体机械能一定守恒28.一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员(可视为质点)，a站于地面，b从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员b摆至最低点时，a 刚好对地面无压力，则演员a质量与演员b质量之比为（）A. 1∶1B. 2∶1C. 3∶1 D. 4∶129.下列现象中．机械能守恒的是（不计空气阻力）（）A. 沿斜面匀速下滑的物体B. 一气球在平衡力作用下匀速竖直上升C. 跳伞运动员在空中匀速下降D. 以水平初速度v0抛出的钢球做平抛运动30.下列运动过程中，机械能守恒的物体是（）A. 在竖直平面内做匀速圆周运动物体B. 在水中下沉的物体C. 沿粗糙斜面匀速下滑的物体D. 自由下落的物体31.如图所示，桌面高度为h，质量为m的小球，从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为（）A. mghB. mgHC. mg（H+h）D. mg（H﹣h）32.如图所示，一个小孩从粗糙的滑梯上加速滑下，对于其机械能的变化情况，下列判断正确的是( )A. 重力势能减小，动能不变，机械能减小B. 重力势能减小，动能增加，机械能减小C. 重力势能减小，动能增加，机械能增加D. 重力势能减小，动能增加，机械能不变33.下面的实例中，系统机械能守恒的是（）A. 小球自由下落，落在竖直弹簧上，将弹簧压缩后又被弹簧弹起来B. 拉着物体沿光滑的斜面匀速上升C. 跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降D. 飞行的子弹击中放在光滑水平桌面上的木块34.下列运动中不满足机械能守恒的是（）A. 手榴弹从手中抛出后在空中的运动(不计空气阻力)B. 物体沿光滑圆弧面从下向上滑动C. 降落伞在空中匀速下降D. 细绳一端固定，另一端拴着一个小球，使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动二、填空题35.在《验证机械能守恒定律》的实验中，打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.80m/s2．实验选用重锤质量为m（kg），从所打纸带中选择一条合适的纸带，此纸带第1、2点间的距离应接近________．纸带上连续的点A、B、C、D至第1点O的距离如图所示（O点为开始下落点），则重锤从O运动到C，重力势能减少________ J，重锤经过C时其动能增加________ J．36.在“验证机械能守恒”的实验中，有下述A至F六个步骤：A．将打点计时器竖直固定在铁架台上B．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落C．取下纸带，更换新纸带，重新做实验D．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带，让重物靠近打点计时器E．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1、h2、h3、...hn ．，计算出对应的瞬时速度v1、v2、v3、 (v)F．分别计算出和mg ，在误差范围内看是否相等①以上实验步骤按合理的操作步骤排序应是________ ________ ________ ________ ________ ________ ．②计算表明，总有 ________ mg （填“＞”“=”或“＜”），原因是________ ．37.利用图示装置做“验证机械能守恒定律”实验．①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任总两点间的________．A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量和势能变化量C．速度变化量和高度变化量②除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器料是________A．交流电源B．刻度尺C．天平（含砝码）③大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，分析产生这种误差的原因：________．38.某同学用如图甲所示的实验装置做《验证机械能守恒定律》的实验．实验时让质量为m 的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点．如图乙所示为实验时打出的一条纸带，选取纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E ，测出C 点距起始点O的距离OC=50.00cm，点A、E间的距离为AE=24.00cm．已知打点计时器使用的交流电周期为0.02秒，重锤的质量m=0.20kg，当地的重力加速度g=9.80 ．由这些数据可以计算出：重锤下落到C点时的动能为________J ，从开始下落到C点的过程中，重锤的重力势能减少了________J ．39.质量为m的跳水运动员从距水面H高处跳下，落入水中后受到水的阻力而做减速运动．设水对他的阻力大小恒为F ，运动员从离开跳台到落入水中减速下降h高度的过程中，他的重力势能减少了________，他的机械能减少了________．40.在验证机械能守恒定律时，如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据给出的﹣h图像应是________，﹣h图像的斜率等于________的数值．答案解析部分一、单选题1.如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆周轨道，圆心O在S的正上方．在O、P两点各有一质量为m的有物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑．以下说法正确的是（）A. a比b先到达S，它们在S点的动量不相等B. a与b同时到达S，它们在S点的动量不相等C. a比b先到达S，它们在S点的动量相等D. b比a先到达S，它们在S点的动量相等【答案】A【考点】机械能守恒及其条件【解析】【解答】解：在物体下落的过程中，只有重力对物体做功，故机械能守恒故有mgh=解得v=所以在相同的高度，两物体的速度大小相同，即速率相同．由于a的路程小于b的路程．故t a＜t b，即a比b先到达s．又到达s点时a的速度竖直向下，而b的速度水平向左．故两物体的动量大小相等，方向不相同，故A正确，BCD错误．故选：A．【分析】要求物体运动的时间，则要找出两个物体运动的速率大小关系：根据机械能守恒定律，相同高度速率相同．动量是矢量，等于物体的质量和速度的乘积．2.关于如图所示的伽利略的理想斜面实验，以下说法正确的是( )。