教科版高中物理必修二4.5.1《机械能守恒定律》word每课一练
教科版必修二4.5《机械能守恒定律》同步试题02
4.5 机械能守恒定律(2）例1：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．物体的重力势能减少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mgh例2：如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m,且M>m，不计摩擦,系统由静止开始运动过程中( )A．M、m各自的机械能分别守恒B．M减少的机械能等于m增加的机械能C．M减少的重力势能等于m增加的重力势能D．M和m组成的系统机械能守恒(拓展探究）如图所示, 质量分别为3 kg和5 kg的物体A、B,用轻绳连接跨在一定滑轮两侧，轻绳正好拉直,且A物体底面接触地面，B物体距地面0.8 m，求：放开B物体，当B物体着地时，A物体的速度是多少？B物体着地后A物体还能上升多高?例3：游乐场的过山车的运行过程可以抽象为图3所示模型．弧形轨道的下端与圆轨道相接，使小球从弧形轨道上端A点静止滑下,进入圆轨道后沿圆轨道运动,最后离开．试分析A点离地面的高度h至少要多大，小球才可以顺利通过圆轨道最高点（已知圆轨道的半径为R，不考虑摩擦等阻力)．（拓展探究)(1）上题中小球刚过圆轨道最低点时，对轨道的压力是多大？（2)实际的过山车,由于轨道摩擦阻力的存在，释放点A的高度h比理论值要大些．若h＝3。
5R时，过山车恰好顺利通过圆轨道最高点，那么,过山车从A点运动到圆轨道最高点的过程中克服摩擦阻力做的功是多少?课后练习1．下列几种运动中机械能守恒的是（）A．平抛物体的运动 B．竖直方向的匀速直线运动C．单摆在竖直平面内的摆动D．物体沿光滑斜面自由上滑2．一块质量为m的木块放在地面上, 用一根弹簧连着木块，如图6所示，用恒力F拉弹簧,使木块离开地面，如果力F的作用点向上移动的距离为h，则( ）A．木块的重力势能增加了mgh B．木块的机械能增加了FhC．拉力所做的功为Fh D．木块的动能增加了Fh3．从地面以初速度v0竖直上抛一个小球，不计空气阻力,小球运动过程中的动能Ek与小球离地面高度h的关系是下图中的( )4．随着人类能源消耗的迅速增加,如何节约能源、有效地提高能源利用率是人类所面临的一项重要任务.如图所示是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度.（1）探究这种设计方案的优点。
教科版高中物理必修第二册第四章机械能及其守恒定律1功练习含答案
1.功基础巩固1.某同学为配合值日生打扫地面,将凳子向上搬起后再缓慢放回原处,此过程中该同学对凳子做功的情况是()A.一直做正功B.先做正功,再做负功C.一直做负功D.先做负功,再做正功答案：B解析：将凳子向上搬起和缓慢放回原处的过程,该同学对凳子的作用力都向上,所以搬起过程力与位移的方向相同做正功,放回过程力与位移的方向相反做负功,B正确。
2.物体受到两个互相垂直的作用力而运动,已知力F1做功6 J,物体克服力F2做功8 J,则力F1、F2的合力对物体做功()A.14 JB.10 JC.2 JD.-2 J答案：D=W1+W2=6 J-8 J=-2 J,选项D正确。
解析：合力做功等于各力做功的代数和,即W合3.如图所示,一个物体放在水平面上,在与竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离s,若物体的质量为m,物体与地面之间的摩擦力大小为f,则在此过程中()A.摩擦力做的功为fs cos θB.力F做的功为Fs cos θC.力F做的功为Fs sin θD.重力做的功为mgs答案：C解析：摩擦力做功W=-fs,则物体克服摩擦力做功为fs,故A错误;力F做功为Fs cos(90°-θ)=F sin θ,故B错误,C正确;重力与位移相互垂直,故重力不做功,故D错误。
4.A、B两物体的质量之比m A∶m B=2∶1,它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动,直到停止,其速度图像如图所示。
那么,A、B两物体所受摩擦力之比f A∶f B与A、B两物体克服摩擦力做的功之比W A∶W B分别为()A.2∶1,4∶1B.4∶1,2∶1C.1∶4,1∶2D.1∶2,1∶4 答案：B解析：由题图可知,物体A的加速度大小a A=v0t ,物体B的加速度大小a B=v02t,根据牛顿第二定律可得,物体A、B受到的摩擦力分别为f A=m A a A,f B=m B a B,又m A∶m B=2∶1,所以f A∶f B=4∶1;v-t图像中图线与横轴所围的面积表示位移,从开始运动到停止,A、B两物体的位移分别为l A=v0t2,l B=2v0t2=v0t,又功W=Fl cos α,所以W A∶W B=f A l A∶f B l B=2∶1,故选项B正确。
物理教科版必修2 第4章5 机械能守恒定律 课堂练习 Word版含解析
1.如图所示，在水平面上的A 点有一个质量为m 的物体以初速度v 0被抛出，不计空气阻力，当它到达B 点时，其动能为( )A ．12m v 20＋mgH B ．12m v 20＋mgh C ．mgH －mgh D ．12m v 20＋mg (H －h ) 解析：选B ．物体运动过程中，机械能守恒，由mgh ＝E k －12m v 20得，到达B 点时动能E k ＝mgh ＋12m v 20，故选项B 正确． 2．如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A 、B 、C 中的斜面是光滑的，图D 中的斜面是粗糙的，图A 、B 中的F 为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A 、B 、D 中的木块向下运动，图C 中的木块向上运动．在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是( )解析：选C ．机械能守恒定律是指在只有重力和弹力做功的情况下，物体的动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变．在图C 中，只有重力对木块做功，机械能守恒．故C 图是正确的．在图A 和图B 中，除重力做功以外，还有外力F 对木块做功，机械能不守恒．在图D 中，由于斜面是粗糙的，木块还要克服摩擦力做功，机械能将减小，也不守恒．所以A 、B 、D 都不正确．3.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v 0，沿管道MPN 运动，到N 点的速率为v 1，所需时间为t 1；若该小球仍由M 点以初速率v 0出发，而沿管道MQN 运动，到N 点的速率为v 2，所需时间为t 2，则( )A ．v 1＝v 2，t 1＞t 2B ．v 1＜v 2，t 1＞t 2C ．v 1＝v 2，t 1＜t 2D ．v 1＜v 2，t 1＜t 2解析：选A ．利用机械能守恒定律和速率变化特点解决问题．根据机械能守恒定律可知v 1＝v 2，再根据速率变化特点知，小球由M 到P 再到N ，速率先减小至最小，再增大到原速率．小球由M 到Q 再到N ，速率先增大至最大，再减小到原速率．由两球运动速率特点以及两条路径的路程相等可画出如图所示图象，由图象可知小球沿MQN 路径运动的平均速率大，所以t 1>t 2，故选项A 正确． 4．一质量为m 的物体以速度v 在竖直平面内做半径为R 的匀速圆周运动，假设t ＝0 时刻物体在轨迹最低点且重力势能为零，那么，下列说法正确的是( )A ．物体运动的过程中，重力势能随时间的变化关系为E p ＝mgR ⎝⎛⎭⎫1＋cos v R tB ．物体运动的过程中，动能随时间的变化关系为E k ＝12m v 2－mgR ⎝⎛⎭⎫1－cos v R t C ．物体运动的过程中，机械能守恒，且机械能为E ＝12m v 2 D ．物体运动的过程中，机械能随时间的变化关系为E ＝12m v 2＋mgR ⎝⎛⎭⎫1－cos v R t 解析：选D ．重力势能E p ＝mg (R －R cos θ)，θ＝ωt ＝v R t .则E p ＝mgR (1－cos v Rt )，物体的动能E k ＝12m v 2不变．机械能E p ＝12m v 2＋mgR ⎝⎛⎭⎫1－cos v R t .故D 项正确． 5.如图所示，质量均为m 的小球A 、B 、C ，均用长为l 的细线相连，置于高为h 的光滑水平桌面上，l >h ，A 球刚好在桌边，若A 球、B 球相继下落着地后不再反弹，则C 球离开桌边时速度大小是多少？解析：先以地球和三个小球组成的系统作为研究对象，E p0＝3mgh ，E k0＝0，E p t ＝2mgh ，E k t ＝12·3m v 21，其中v 1为A 球落地三球运动的共同速率，由系统机械能守恒得： 3mgh ＝2mgh ＋12·3m v 21， 再以B 、C 和地球组成的系统作为研究对象，则：E p0′＝2mgh ，E k0′＝12·2m v 21，E p t ′＝mgh ，E k t ′＝12·2m v 22，其中v 2为B 球落地时B 、C 两球具有的速率，也就是C 球离开桌边时的速率．新的系统机械能也守恒，即2mgh ＋12·2m v 21＝mgh ＋12·2m v 22， 解得v 2＝53gh . 答案： 53gh1．“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200 km 的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟．已知引力常量G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2，月球半径为1.74×103 km.利用以上数据估算月球的质量约为( )A ．8.1×1010 kgB ．7.4×1013 kgC ．5.4×1019 kgD ．7.4×1022 kg解析：选D ．天体做圆周运动时都是万有引力提供向心力，“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律知：GMm r 2＝4π2mr T 2，得M ＝4π2r 3GT2，其中r ＝R ＋h ，代入数据解得M ＝7.4×1022 kg ，选项D 正确．2．宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动．根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的是( )A ．双星相互间的万有引力减小B ．双星做圆周运动的角速度增大C ．双星做圆周运动的周期增大D ．双星做圆周运动的半径增大解析：选B ．距离增大万有引力减小，A 正确；由m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2及r 1＋r 2＝r 得，r 1＝m 2r m 1＋m 2，r 2＝m 1r m 1＋m 2，可知D 正确；F ＝G m 1m 2r 2＝m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2，r 增大F 减小，r 1增大，故ω减小，B 错；由T ＝2πω知C 正确． 3．美国宇航局曾发布声明宣布，通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星．该行星被命名为开普勒－22b(kepler －22b)，距离地球约600光年之遥，体积是地球的2.4倍．这是目前被证实的从大小和运行轨道来说最接近地球形态的行星，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一圈．若行星开普勒－22b 绕恒星做圆周运动的轨道半径可测量，万有引力常量G 已知．根据以上数据可以估算的物理量有( )A ．行星的质量B ．行星的密度C ．恒星的质量D ．恒星的密度解析：选C ．由万有引力定律和牛顿第二定律知卫星绕中心天体运动的向心力由中心天体对卫星的万有引力提供，由G Mm r 2＝mr 4π2T 2求得恒星的质量M ＝4π2r 3GT 2，所以选项C 正确． 4.2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家．如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的( )A ．线速度大于地球的线速度B ．向心加速度大于地球的向心加速度C ．向心力仅由太阳的引力提供D ．向心力仅由地球的引力提供解析：选AB ．飞行器与地球同步绕太阳做圆周运动，所以ω飞＝ω地，由圆周运动线速度和角速度的关系v ＝rω得v 飞＞v 地，选项A 正确；由公式a ＝rω2知，a 飞＞a 地，选项B 正确；飞行器受到太阳和地球的万有引力，方向均指向圆心，其合力提供向心力，故C 、D 选项错．5．如图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图．首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月面高度为h 1处悬停(速度为0，h 1远小于月球半径)；接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h 2处的速度为v ，此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面，已知探测器总质量为m (不包括燃料)，地球和月球的半径比为k 1，质量比为k 2，地球表面附近的重力加速度为g ，求：月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小．解析：设地球的质量和半径分别为M 和R ，月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为M ′、R ′和g ′，探测器刚接触月面时的速度大小为v t .由mg ′＝G M ′m R ′2和mg ＝G Mm R 2，得g ′＝k 21k 2g . 由v 2t －v 2＝2g ′h 2，得v t ＝v 2＋2k 21gh 2k 2. 答案：k 21k 2g v 2＋2k 21gh 2k 21．“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200 km 的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟．已知引力常量G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2，月球半径为1.74×103 km.利用以上数据估算月球的质量约为( )A ．8.1×1010 kgB ．7.4×1013 kgC ．5.4×1019 kgD ．7.4×1022 kg解析：选D ．天体做圆周运动时都是万有引力提供向心力，“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律知：GMm r 2＝4π2mr T 2，得M ＝4π2r 3GT2，其中r ＝R ＋h ，代入数据解得M ＝7.4×1022 kg ，选项D 正确．2．宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动．根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的是( )A ．双星相互间的万有引力减小B ．双星做圆周运动的角速度增大C ．双星做圆周运动的周期增大D ．双星做圆周运动的半径增大解析：选B ．距离增大万有引力减小，A 正确；由m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2及r 1＋r 2＝r 得，r 1＝m 2r m 1＋m 2，r 2＝m 1r m 1＋m 2，可知D 正确；F ＝G m 1m 2r 2＝m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2，r 增大F 减小，r 1增大，故ω减小，B 错；由T ＝2πω知C 正确． 3．美国宇航局曾发布声明宣布，通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星．该行星被命名为开普勒－22b(kepler －22b)，距离地球约600光年之遥，体积是地球的2.4倍．这是目前被证实的从大小和运行轨道来说最接近地球形态的行星，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一圈．若行星开普勒－22b 绕恒星做圆周运动的轨道半径可测量，万有引力常量G 已知．根据以上数据可以估算的物理量有( )A ．行星的质量B ．行星的密度C ．恒星的质量D ．恒星的密度解析：选C ．由万有引力定律和牛顿第二定律知卫星绕中心天体运动的向心力由中心天体对卫星的万有引力提供，由G Mm r 2＝mr 4π2T 2求得恒星的质量M ＝4π2r 3GT2，所以选项C 正确． 4.2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家．如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的( )A ．线速度大于地球的线速度B ．向心加速度大于地球的向心加速度C ．向心力仅由太阳的引力提供D ．向心力仅由地球的引力提供解析：选AB ．飞行器与地球同步绕太阳做圆周运动，所以ω飞＝ω地，由圆周运动线速度和角速度的关系v ＝rω得v 飞＞v 地，选项A 正确；由公式a ＝rω2知，a 飞＞a 地，选项B 正确；飞行器受到太阳和地球的万有引力，方向均指向圆心，其合力提供向心力，故C 、D 选项错．5．如图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图．首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月面高度为h 1处悬停(速度为0，h 1远小于月球半径)；接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h 2处的速度为v ，此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面，已知探测器总质量为m (不包括燃料)，地球和月球的半径比为k 1，质量比为k 2，地球表面附近的重力加速度为g ，求：月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小．解析：设地球的质量和半径分别为M 和R ，月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为M ′、R ′和g ′，探测器刚接触月面时的速度大小为v t .由mg ′＝G M ′m R ′2和mg ＝G Mm R 2，得g ′＝k 21k 2g . 由v 2t －v 2＝2g ′h 2，得v t ＝v 2＋2k 21gh 2k 2. 答案：k 21k 2g v 2＋2k 21gh 2k 2。
2015高一物理 4.5 机能能守恒定律2 每课一练(教科版必修2)
第5节 机能能守恒定律一．选择题（1－8单项，9－10多项）1．下列说法中，正确的是 ( )A ．机械能守恒时，物体一定不受阻力B ．机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用C ．物体处于平衡状态时机械能必守恒D ．物体所受的外力不等于零，其机械能也可以守恒2．下列说法中正确的是( )A ．用绳子拉着物体匀速上升，只有重力和弹力对物体做功，机械能守恒B ．竖直上抛运动的物体，只有重力对它做功，机械能守恒C ．沿光滑斜面自由下滑的物体，受重力和斜面对物体的支持力，机械能不守恒D ．水平拉力使物体沿光滑水平面匀加速运动，机械能守恒3．如图所示，一个小球，从长度L=10m ，倾角为30°的光滑斜面顶端A 由静止开始下滑，若g 取10m/s 2，到达轨道底端B 时的速度大小是( )A ．10 m/sB ．210m/sC ．100 m/sD ．200 m/s4．从同一高度以大小相同的速率将两个质量相同的物体抛出，一个平抛，一个竖直上抛。
从抛出到落地过程中，以下说法正确的是( )A ．重力对竖直上抛物体做的功较多B ．重力对两物体做功的平均功率相同C ．两物体落地前任意时刻的机械能相同D ．落地前任意时刻总是竖直上抛物体的机械能大5．如图是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置的一部分，M 为半径为R ＝1.0 m 、固定于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，M 的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m ＝0.01 kg 的小钢珠，假设某次发射的钢珠沿轨道内侧恰好能经过M 的上端点水平飞出，取g ＝10 m/s 2，弹簧枪的长度不计，则发射该钢珠前，弹簧的弹性势能为( )A ．0.10 JB ．0.15 JC ．0.20 JD ．0.25 J6．如图所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a 和b ，a 球质量为m ，静置于地面；b 球质量为3m ，用手托住，高度为h ，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b 后，a 可能达到的最大高度为( )A ．hB ．1.5hC ．2hD ．2.5h7．如图4－5－24所示，一固定在地面上的光滑斜面的顶端固定有一个轻弹簧，地面上质量为m 的物块(可视为质点)向右滑行并冲上斜面．设物块在斜面最低点A 的速度为v ，压缩弹簧至C 点时弹簧最短，C 点距地面高度为h ，则物块运动到C 点时弹簧的弹性势能为( )A ．mghB ．mgh ＋12m v 2 C ．mgh －12m v 2 D ．12m v 2－mgh 8．如图所示，从高H 的平台上，以初速度υ0抛出一个质量为m 的小球，当它落到抛出点下方h 处时的动能为( )A ．mgH mv +2021 B ．mgh mv +2021 C ．mgH mgh + D ．)(2120h H mg mv -+ 9．如图所示，一个质量为m 的物体以某一速度从 A 点冲上倾角为30º的光滑固定斜面，这个物体在斜面上上升的最大高度为h ，则在此过程中( )A ．物体的重力势能增加了mghB ．机械能减少了mghC ．动能减少了mghD ．机械能不守恒10．一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t 0滑至斜面底端．已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定．若用F 、v 、x 和E 分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则图中的图像可能正确的是( )二．计算题11．如图所示，一根长为L 的细绳，一端悬挂在天花板上，另一端拴一质量为m 的小球，将小球拉至与竖直方向成60°角的位置A ，不计空气阻力，由静止释放小球，试小球摆到最低点B 的速度为多大？12．如图所示，质量为m 的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边光滑的定滑轮与质量为2m 的砝码相连，让绳拉直后使砝码从静止开始下降h 的距离时砝码未落地，木块仍在桌面上，求此时砝码的速度以及轻绳对砝码做的功．第5节 机能能守恒定律一．选择题（1－8单项，9－10多项）1．D 2．B 3．A 4．C 5．B 6．B 7．D 8．B 9．AC 10．AD二．计算题11．gL v B =解析：()22160cos B mv L L mg =︒- gL v B =12．：233gh －23mgh 解析：由题意知砝码从静止开始下降h 的过程中，两物体组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律，系统减少的重力势能等于系统增加的动能，则 2mgh ＝12m v 2＋12×2m v 2 解得v ＝233gh 设轻绳对砝码做的功为W ，对砝码根据动能定理有2mgh ＋W ＝12×2m v 2－0 解得W ＝－23mgh .。
教科版物理必修二：4.5.1《机械能守恒定律》每课一练(含答案)
第5节机械能守恒定律第1课时机械能守恒定律一、选择题1．从地面竖直上抛两个质量不同的物体，设它们的初动能相同，当上升到同一高度时(不计空气阻力以地面为零势面)，它们( )A．所具有的重力势能相等B．所具有的动能相等C．所具有的机械能不等D．所具有的机械能相等2．物体自地面上方离地h处开始做自由落体运动，Ek代表动能，Ep代表重力势能，E代表机械能，h表示下落的距离，以地面为零势能面，下列图象中能正确反映各物理量关系的是( )图13．如图1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．用细杆拴着一个物体，以杆的另一端为固定轴，使物体在光滑水平面上做匀速圆周运动B．细杆拴着一个物体，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5．下列有关机械能守恒的说法中正确的是( )A．物体的重力做功，重力势能减小，动能增加，机械能一定守恒B．物体克服重力做功，重力势能增加，动能减小，机械能一定守恒C．物体以g加速下落，重力势能减小，动能增加，机械能一定守恒D．物体以g/2加速下落，重力势能减小，动能增加，机械能可能守恒6．如图2甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，不计空气阻力．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则( )图2A ．t 1时刻小球动能最大B ．t 2时刻小球动能最大C ．t 2～t 3这段时间内，小球的动能先增加后减少D ．t 2～t 3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能7．如图所示，小球以初速度v 0从光滑斜面底部向上滑，恰能到达最大高度为h 的斜面顶部．图中A 是内轨半径大于h 的光滑轨道、B 是内轨半径小于h 的光滑轨道、C 是内轨直径等于h 的光滑轨道、D 是长为12h 的轻棒，其下端固定一个可随棒绕O 点向上转动的小球．小球在底端时的初速度都为v 0，则小球在以上四种情况中能到达高度h 的有( )二、非选择题 8．如图3所示，图3斜面轨道AB 与水平面之间的夹角θ＝53°，BD 为半径R ＝4 m 的圆弧形轨道，且B 点与D 点在同一水平面上，在B 点，轨道AB 与圆弧形轨道BD 相切，整个光滑轨道处于竖直平面内，在A 点，一质量为m ＝1 kg 的小球由静止滑下，经过B 、C 点后从D 点斜抛出去．设以竖直线MDN 为分界线，其左边为阻力场区域，右边为真空区域．小球最后落到地面上的S 点处时的速度大小v S ＝8 m/s ，已知A 点距地面的高度H ＝10 m ，B 点距地面的高度h ＝5 m ．g 取10 m/s 2，cos 53°＝0.6，求：(1)小球经过B 点时的速度大小；(2)小球经过圆弧轨道最低处C 点时对轨道的压力；(3)若小球从D 点抛出后，受到的阻力f 与其瞬时速度的方向始终相反，求小球从D 点至S 点的过程中阻力f 所做的功．图49．小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m 的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d 后落地，如图4所示．已知握绳的手离地面高度为d ，手与球之间的绳长为34d ，重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力．(1)求绳断时球的速度大小v 1和球落地时的速度大小v 2. (2)问绳能承受的最大拉力多大？(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？第5节 机械能守恒定律 第1课时 机械能守恒定律1．D [上升到同一高度时由Ep ＝mgh 可知，m 不同Ep 不同，又因为整个过程中物体机械能守恒且初动能相同，则在同一高度时两物体所具有的动能不同，D 正确，A 、B 、C 错．]2．BCD [重力势能Ep 随h 增大而减小，A 错，B 对；Ek ＝－ΔEp ＝mgh ，C 对；E 不随h 而变化，D 对．] 3．B [下滑时高度降低，则重力势能减小，加速运动，动能增加，摩擦力做负功，机械能减小，B 对，A 、C 、D 错．]4．B [物体若在水平面内做匀速圆周运动，动能、势能均不变，物体的机械能不变；物体在竖直平面内做匀速圆周运动，动能不变，势能改变，故物体的机械能发生变化；物体沿光滑的曲面下滑，只有重力做功，机械能守恒；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时，除重力以外的力做功为零，物体的机械能守恒，故选B]5．C [物体的重力做功时，物体下落，重力势能一定减小，物体克服重力做功，说明重力做负功，物体重力势能增加，若只有重力做功，机械能守恒，若还有其他力如阻力做功，则机械能不守恒，A 、B 均错；物体以g 加速下落且重力势能减小时，说明只有重力做功，机械能守恒，C 对；物体以g/2加速下落且重力势能减小时，说明除有重力做功外，还有其他力做功，机械能一定不守恒，D 错．]6．C [0～t 1时间内小球做自由落体运动，落到弹簧上并往下运动的过程中，小球重力与弹簧对小球弹力的合力方向先向下后向上，故小球先加速后减速，t 2时刻到达最低点，动能为0，A 、B 错；t 2～t 3时间内小球向上运动，合力方向先向上后向下，小球先加速后减速，动能先增加后减少，C 对；t 2～t 3时间内由能量守恒知小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能减去小球增加的重力势能，D 错．]7．AD [在不违背能量守恒定律的情景中的过程并不是都能够发生的，B 、C 中的物体沿曲线轨道运动到与轨道间的压力为零时就会脱离轨道做斜上抛运动，动能不能全部转化为重力势能，故A 、D 正确．]8．(1)10 m/s (2)43 N ，方向竖直向下 (3)－68 J解析 (1)设小球经过B 点时的速度大小为v B ， 由动能定理得mg(H －h)＝12mv 2B求得v B ＝10 m/s.(2)设小球经过C 点时的速度为v C ，对轨道的压力为FN ，则轨道对小球的压力N′＝N ， 根据牛顿第二定律可得N′－mg ＝mv 2CR由机械能守恒得mgR(1－cos 53°)＋12mv 2B ＝12mv 2C联立，解得N ＝43 N方向竖直向下．(3)设小球由D 到达S 的过程中阻力所做的功为W ，易知v D ＝v B ， 由动能定理可得mgh ＋W ＝12mv 2S －12mv 2D代入数据，解得W ＝－68 J.9．(1)2gd 52gd (2)113mg (3)绳长为d 2时有最大水平距离为233d 解析 (1)设绳断后球飞行的时间为t ，由平抛运动规律，有 竖直方向：14d ＝12gt 2水平方向：d ＝v 1t 解得v 1＝2gd由机械能守恒定律，有12mv 22＝12mv 21＋mg(d －34d)，解得v 2＝52gd (2)设绳能承受的最大拉力大小为T ，这也是球受到绳的最大拉力大小．球做圆周运动的半径为R ＝34d由圆周运动向心力公式，有T －mg ＝mv 21R得T ＝113mg(3)设绳长为l ，绳断时球的速度大小为v 3，绳承受的最大拉力不变，有T －mg ＝m v 23l ，解得v 3＝83gl 绳断后球做平抛运动，竖直位移为d －l ，水平位移为x ，时间为t 1.有d －l ＝12gt 21，x ＝v 3t 1得x ＝4 －3，当l ＝d 2时，x 有极大值x max ＝233d.。
高中物理必修二机械能守恒定律各节练习
第1节 追寻守恒量 课时作业 夯实基础1. 当伽利略把小球从桌面提高到一定高度时，他赋予了小球一种形式的能量，我们称之为 ，我们把 叫势能．释放小球后，势能逐渐转化为另一种形式的能量，我们称之为 ，我们把 叫动能．2. 在伽利略实验中，小球从斜面A 离斜面底端h 高处滚下斜面，通过最低点后继续滚上另一个斜面B ，小球最终会到达斜面B 上某最高点，而后又下滑，这点距斜面底端的竖直高度仍为h ，在小球运动过程中，下列说法正确的是 （ ）①小球在A 斜面上运动时，离斜面底端的竖直高度越来越小，小球的运动速度越来越大． ②小球在A 斜面上运动时，动能越来越小，势能越来越大③小球在B 斜面上运动时，速度越来越大，离斜面底端的高度越来越小④小球在B 斜面上运动时，动能越来越小，势能越来越大A ．①②B ．②③C ．①④D ．③④3. 诺贝尔物理奖获得者费恩曼曾说：有一个事实，如果你愿意也可以说是一条定律，支配者至今所知的一切现象……这条定律就是 （ ）A ．牛顿第一定律B ．牛顿第二定律C ．牛顿第三定律D ．能量守恒定律4. 下列说法正确的是 （ ）①“力”这个最抽象的概念，是物理学中最重要、意义最深远的概念②“能量”这个最抽象的概念，是物理学中最重要、意义最深远的概念③“力”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一④“能量”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一A ．①③B ．②④C ．①④D ．②③5. 下列说法正确的是 ( )A ．物体由于运动而具有的能量叫做动能B ．一切运动的物体都具有动能C ．运动的物体不一定具有动能D ．以上说法均为错误6. 下列物体具有动能的有 （ ）A ．运动的空气B ．流动的河水C ．发射架上的导弹D ．弓上的箭能力提升7. 说明下列过程中机械能的转化：⑴雪橇从山坡上滑下；⑵炮弹从炮口斜向上射出，又落到远处地上；⑶玩具弹簧枪将“子弹”射出去。
第2节 功 课时作业夯实基础1. 和，是做功的两个不可缺少的因素。
教科版高中物理 必修第二册 5. 机械能守恒定律 课后练习、课时练习
一、单选题(选择题)1. 如图，倾角θ=37°的光滑斜面AB与竖直光滑半圆管道BC在B点平滑相连，BC管道圆心为O点，半径R=1.8m，A、C两点等高，O、D两点等高。
质量m=0.9kg的小球从A点以初速度v0开始下滑，经过最高点C后落到与O等高的E点。
sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。
小球视为质点，下列说法正确的是（）A．小球的初速度v0= 2m/sB．小球落到E点的速度大小为7m/sC．小球经过C点时对轨道的压力为1ND．小球从C落到E所用时间为0.1s2. 皮球由静止开始下落至地面，经多次反弹后静止在地面上。
从皮球开始下落到最终静止的过程中，下列说法正确的是（）A．机械能不守恒B．重力一直做正功C．重力势能一直在减少D．重力一直做负功3. 一物体沿竖直方向运动，以竖直向上为正方向，其运动的v-t图象如图所示下列说法正确的是（）A． 0～t1时间内物体处于失重状态B．t1～t2时间内物体机械能守恒C．t2～t3时间内物体向下运动D． 0～t2时间内物体机械能一直增大4. 把小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A位置，如图甲所示，迅速松手后，球升高至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正处于原长（图乙）。
忽略弹簧的质量和空气阻力。
则小球从A运动到C的过程中，下列说法正确的是（）A．经过位置B时小球的加速度为0B．经过位置B时小球的速度最大C．小球、地球、弹簧所组成系统的机械能守恒D．小球、地球、弹簧所组成系统的机械能先增大后减小5. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3．轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如右图．关于这颗卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是( )A．卫星在三个轨道运动的周期关系是：T1<T3<T2B．卫星在轨道1上经过Q点时的动能大于它在轨道2上经过Q点时的动能C．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度D．卫星在轨道2上运动时的机械能可能等于它在轨道3上运动时的机械能6. 某人用手将质量为的物体由静止向上提起，这时物体的速度为2m/s，g取，则下列说法正确的是（）A．物体的机械能增加B．合外力做功C．合外力做功D．物体重力势能增加7. 如图所示，游乐场中，从高处A点到水面B点，有两条长度相同的光滑轨道，甲、乙两小孩同时由静止开始从A处滑向B处，下列说法正确的是（）A．甲比乙先到B处B．甲、乙下滑的加速度时刻相等C．甲通过的位移比乙通过的位移小D．甲、乙在同一时刻总能到达同一高度8. 跳伞运动员在匀速下落过程中（）A．势能增加，动能减少，机械能不变B．势能减少，动能不变，机械能减少C．势能减少，动能增加，机械能不变D．势能增加，动能不变，机械能增加9. 下列 4 种情形中，所描述的对象（字体下方加点）在过程中机械能守恒的是图1图2图3图4A．图 1 中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程中B．图 2 中陨石坠落地球表面过程中C．图 3 中羽毛在真空管中下落D．图 4 中撑杆跳高运动员在上升过程中10. 如图所示，水平地面上固定一足够长的光滑斜面，斜面顶端有一光滑定滑轮，一轻绳跨过滑轮，绳两端分别连接小物块A和B。
教科版高中物理 必修第二册 第四章 机械能及其守恒定律 课后练习、课时练习
一、单选题(选择题)1. 下面两图中，图1水平接触面光滑，F1沿水平方向，图2斜面粗糙，F2平行斜面向上，F1=F2，两物体分别在F1、F2方向上发生位移S的过程中，比较两力做的功W1、W2，以下说法正确的是（）A．W1>W2B．W1=W2C．W1<W2D．条件不足，无法比较2. 对重力势能理解正确的是（）A．重力势能的大小与零势面的选取无关B．重力势能的变化与重力做功有关C．重力势能是矢量D．处在同一位置上的两个物体重力势能相同3. 下列说法中正确的是（）A．摩擦力不可能是动力B．作用力做正功，反作用力一定做负功C．做平抛运动的物体机械能守恒D．匀速运动的物体机械能一定守恒4. 许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和假设法等等，以下关于物理学史和所用物理学方法的叙述正确的是（）A．卡文迪什巧妙地运用扭秤测出引力常量，是采用了极限思想法B．从牛顿运动定律和运动学公式推导出动能定理的过程采用了控制变量法C．在不需要考虑物体本身的形状和大小时，用质点来代替物体的方法叫假设法D．计算变力做功时，可以把物体位移分割成许多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小位移上的恒力做功的代数和，这种处理方法叫做微元累加法5. 如图所示，质量为m的物体置于光滑水平面上，绳子的一端固定在物体上，另一端通过定滑轮以恒定速度v0拉动绳头.物体由静止开始运动到当绳子与水平方向夹角θ=60°的过程中，下列说法正确的是（）A．当绳子与水平方向夹角θ=60°时，物体的速度为B．当绳子与水平方向夹角θ=60°时，物体的速度为v0C．此过程中绳子拉力对物体做的功为D．此过程中绳子拉力对物体做的功为26. 一质量为m的驾驶员以速度v0驾车在水平路面上匀速行驶。
在某一时刻发现险情后立即刹车，从发现险情到汽车停止，汽车运动的v﹣t（速度—时间）图像如图所示。
教科版物理必修二：4.5.2《实验：验证机械能守恒定律》每课一练(含答案)
第2课时 实验：验证机械能守恒定律1．本实验中，除铁架台、夹子、低压交流电源、纸带和重物外，还需选用的仪器是( ) A ．秒表 B ．刻度尺C ．天平D ．打点计时器 2．在“验证机械能守恒定律”的实验中 (1)不需测量或计算的物理量是( ) A ．下落高度 B ．瞬时速度 C ．重物质量 D ．时间(2)由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到了较大的阻力，这样会导致实验结果mgh________12mv 2(选填“>”或“<”)．3．在一次验证机械能守恒定律实验中，质量m ＝1 kg 的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图1所示(打点间隔为0.02 s)，单位cm.那么图1(1)纸带的________端与重物相连；(2)打点计时器打下计数点B 时，物体的速度v B ＝________；(3)从起点O 到打下计数点B 的过程中重力势能减少量是ΔEp ＝________.此过程中物体动能的增加量ΔEk＝________(g 取9.8 m/s 2)；(4)通过计算，数值上ΔEp________ΔE k (填“>”、“＝”或“<”)，这是因为__________________________________；(5)实验的结论是_____________________________________________________________________________________________________________________________.4．在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器打点间隔为T ，某一组同学得到了一条如图2所示的纸带，在填写实验报告时甲、乙两个同学选择了不同的数据处理方法：图2甲同学测出了C 点到第一点O 的距离h OC ，利用v 2C ＝2gh OC 计算得到了C 点的速度，然后验证mgh OC 与12mv 2C 相等．乙同学测出了A 、B 、C 、D 各点到第一点O 的距离h A 、h B 、h C 、h D ，利用v B ＝h C －h A 2T 、v C ＝h D －h B2T 计算B 、C 点的速度，然后验证了mg(h C －h B )与12mv 2C －12mv 2B 是否相等．请你对甲乙两位同学的做法逐一分析，不合理之处提出完善办法．5．在用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，得到如图3所示的一条纸带．起始点O到A、B、C、D、E各点的距离分别为h A、h B、h C、h D、h E.如果重物的质量为m，打点计时器所用电源的频率为f，则在打B、D两点时，重物的速度v B＝________，v D＝________.如果选择起始点的位置为零势能参考点，则在打B、D两点时重物的机械能E B＝________，E D＝________，若E B________E D，则说明重物在下落过程中机械能守恒．图36．在“验证机械能守恒定律”的实验中，利用重物拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量分析，即可验证机械能守恒定律．(1)正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图4所示．图中O点为打点起始点，且速度为零．图4选取纸带上打出的连续点，标上A、B、C……测得其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3.已知重物的质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T.为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝________，动能的增加量ΔEk＝________.(用题中所给字母表示)(2)以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标建立直角坐标系，用实验测得的数据绘出v2－h图象，如图5所示：由v2－h图线求得重物下落的加速度g′＝________m/s2.(结果保留三位有效数字)图57．在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地的重力加速度g ＝9.80 m/s 2，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图6所示，图中O 点是打点计时器打出的第一个点，A 、B 、C 、D 分别是每打两个点取出的计数点．根据以上数据，重物由O 点运动到B 点时，已知重物质量为m(kg)．求：图6(1)重力势能的减少量为多少？ (2)动能的增加量是多少？(3)根据计算的数据可得出什么结论？产生误差的主要原因是什么？第2课时 实验：验证机械能守恒定律1．BD[ 测量下落高度需用刻度尺，打点计时器打出纸带并能标识时间，选B 、D.] 2．(1)C (2)>解析 (1)本实验需要验证mgh 与12mv 2的关系，所以不需要测量重物质量m ，C 正确．(2)重物在下落过程中克服阻力做功，使减小的重力势能不能完全转化为动能，所以mgh>12mv 2.3．(1)O (2)0.98 m/s (3)0.49 J 0.48 J (4)> 重物和纸带下落时受到阻力作用 (5)在实验误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量解析 (1)纸带释放时速度较小，打点较密，先打距重物近的一侧，故O 端与重物相连．(2)B 点速度v B ＝h C －h A 2T ＝7.06－3.140.04cm/s ＝0.98 m/s (3)从O 点到打B 点，重力势能减少量ΔEp ＝mgh B ＝1×9.8×0.0501 J＝0.49 J 动能增加量12mv 2B ＝0.48 J ；(4)由(3)中计算结果知ΔEp>ΔEk ，因为重物和纸带下落时受到阻力作用； (5)由(3)中计算结果可知，在实验误差允许的范围内，机械能守恒．4．甲同学选择从O 到C 段验证机械能守恒，计算C 点的速度用v 2C ＝2gh OC 的话，犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误．计算v C 可以选择v C ＝h D －h B2T.乙同学选择了从B 到C 段验证机械能守恒，由于BC 较近，造成误差偏大，选择BD 段相对较为合适． 5.h C －h A 2·f h E －h C 2·f 18mf 2(h C －h A )2－mgh B 18mf 2(h E －h C )2－mgh D ＝ 解析 根据纸带上瞬时速度的计算方法，得v B ＝h C －h A 2T ＝h C －h A 2·f，v D ＝h E －h C 2T ＝h E －h C2·f打B 点时，重物的动能和重力势能分别为E kB ＝12mv 2B ＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫h C －h A 2·f 2＝18mf 2(h C －h A )2E pB ＝－mgh B .此时重物的机械能 E B ＝E kB ＋E pB ＝18mf 2(h C －h A )2－mgh B ，同理E kD ＝12mv 2D ＝18mf 2(h E －h C )2，E pD ＝－mgh D ，E D ＝18mf 2(h E －h C )2－mgh D如果E B ＝E D ，则说明重物在下落过程中机械能守恒． 6．(1)mgh 23－h 128T2 (2)9.71(9.64～9.77均可)解析 (1)从打下O 点到打下F 点的过程中，重物重力势能的减少量 ΔEp ＝mgh 2，v F ＝h 3－h 12T 动能的增加量 ΔEk ＝12mv 2F ＝3－h 128T2.(2)由12mv 2＝mg′h 可得：v 2＝2g′h，由v 2－h 图线可求得：图线的斜率k ＝19.42 由k ＝2g′可得：物体下落的加速度g′＝9.71 m/s 2.7．(1)1.91m J (2)1.86m J (3)见解析 解析 (1)重力势能的减少量为ΔEp 减＝mgh OB ＝m×9.8×0.195＝1.91m (J) (2)重锤下落到B 点时的速度 v B ＝h AC 2t ＝0.155 52×0.04m/s ＝1.94 m/s 所以重锤从开始下落到B 点增加的动能为 ΔEk 增＝12mv 2B ＝12m×(1.94)2＝1.88m (J)(3)从(1)(2)中计算的数据得出在实验误差允许的范围内重锤减少的重力势能等于其增加的动能，机械能守恒．重锤减少的重力势能略大于其增加的动能的原因是：重锤在下落时要受到阻力作用(打点计时器对纸带的摩擦力，空气阻力)，克服阻力做功．。
高一教科版物理必修二讲义及练习：第四章 第5节机械能守恒定律5 功是能量转化的量度(同步练习) Word版含
（答题时间：30分钟）1. 一质量为30 kg 的小孩从高度为2.0 m 的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0 m/s 。
取g ＝10 m/s 2，关于力对小孩做的功，以下说法正确的是（）A.支持力做功50 JB.克服阻力做功540 JC.合外力做功60 JD.重力做功500 J 2. 一质量为m 的物体，在距地面h 高处以2g 的加速度由静止开始竖直落下至地面，则下落过程中（）A. 物体的动能增加了32mghB. 物体的重力势能减少了12mgh C. 物体的机械能减少了mghD. 物体的重力做功为mgh 3. 如图所示，小球在竖直向下的力F 作用下，将竖直轻弹簧压缩了一段距离。
若将力F 迅速撤去，小球将向上弹起并能离开弹簧。
在小球向上弹起到离开弹簧的过程中（）A. 小球的速度一直增大B. 小球的加速度一直减小C. 小球的动能先增大后减小D. 弹簧的弹性势能先减小后增大 4. 某人用手将1kg 的物体由静止向上提起1m ，这时物体的速度为2m/s ，取g ＝10m/s 2，下列说法错误的是（）A. 合外力做功12 JB. 动能增加了 2 JC. 机械能增加12 JD. 物体克服重力做功10 J5. 下图所示为竖直平面内的直角坐标系。
一个质量为m 的质点，在恒力F 和重力mg 的作用下，从坐标原点O 由静止开始沿直线OA 斜向下运动，直线OA 与y 轴负方向成θ角（θ<90°），不计空气阻力，则以下说法正确的是（）A.当F mg tan θ=时，质点的机械能守恒B.当F mg sin θ=时，质点的机械能守恒C.当F mg tan θ=时，质点的机械能一定增大D.当F mg sin θ=时，质点的机械能可能减小，也可能增大6. 已知一足够长的传送带与水平面的倾角为30°，以一定的速度匀速运动。
某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块，物块的质量m ＝1kg 。
教科版高一物理必修第二册第四章第五节课时训练 机械能守恒定律(解析版 )
机械能守恒定律A组夯基提能一、选择题(本题共6小题,每题4分,共24分)1.关于机械能守恒定律的适用条件,下列说法中正确的是()A.只有重力和弹力作用时,机械能才守恒B.当有其他外力作用时,只要合外力为零,机械能守恒C.除重力、系统内弹力外,当有其他外力作用时,只要其他外力不做功,机械能守恒D.炮弹在空中飞行不计阻力时,仅受重力作用,所以爆炸前后机械能守恒【解析】选C。
机械能守恒的条件是“只有重力或系统内弹力做功”而不是“只有重力和弹力作用”,“做功”和“作用”是两个不同的概念,A项错误,C项正确;物体受其他外力作用且合外力为零时,机械能可以不守恒,如拉一物体匀速上升,合外力为零,物体的动能不变,重力势能增加,故机械能增加,B项错误;在炮弹爆炸过程中产生的内能转化为机械能,机械能不守恒,故D项错误。
2.(2020·海口高一检测)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【解析】选A。
不计空气阻力,小球在空中只受重力作用,机械能守恒。
抛出时高度、速度大小相等,落地时速度大小一定相等。
3.一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,如图所示。
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()A.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,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关【解析】选D 。
运动员到达最低点前,重力一直做正功,重力势能始终减小,A 正确;蹦极绳张紧后的下落过程中,运动员所受蹦极绳的弹力方向向上,所以弹力做负功,弹性势能增加,B 正确;蹦极过程中,由于只有重力和蹦极绳的弹力做功,因而运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒,C 正确;重力势能的改变只与高度差有关,与重力势能零点的选取无关,D 错误。
4.5机械能守恒定律每课一练教科高中必修二
4.5 机械能守恒定律每课一练1、下列情况机械能守恒的是（）A．跳伞运动员匀速下落B．物体沿水平方向做匀加速直线运动C．做平抛运动的物体D．物体沿斜面匀速下滑过程中2、在高为的桌面上以速度水平抛出质量的物体，当物体落到距离地面高为h处的A点，如图所示，设水平地面为零势能参考平面（不计空气阻力），则（）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3、如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。
其正上方A位置有一只小球。
小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零。
则在小球下降阶段（）A. 在B位置小球动能最大B. 在C位置小球动能最大C. 从A→C位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加D. 从A→D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加4、物体从离地面高为处自由落下，不计空气阻力，当物体的动能为其重力势能的3倍时，物体离地面的高度为多少_____________5、质量为的物体，以初速度由固定的光滑斜面的底端沿斜面向上滑动，在滑动过程中，当高度为时，物体的速度为多大？6、如图所示，小球以初速度沿与水平成θ角斜向上抛出，抛出点距地面高为，求物体落地的速度大小。
7、如图所示，轻质弹簧的一端与墙相联，质量为的滑块以的速度沿光滑平面运动并压缩弹簧，求：（1）弹簧在被压缩过程中最大弹性势能；（2）当木块的速度减为，弹簧具有的弹性势能。
8、如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为。
一质量为的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动。
当物块通过圆形轨道最高点时对轨道的压力等于（g为重力加速度）。
求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度参考答案1、C2、BD3、BCD4、H/45、6、7、25J ，21J8、5R。
2015年高一物理每课一练4.5《机械能守恒定律》(1)(教科版必修二)
4.5机械能守恒定律每课一练（教科版必修2）(40分钟50分)一、选择题(本大题共5小题,每小题6分,共30分)1.北京残奥会的开幕式上,三届残奥会冠军侯斌依靠双手牵引使自己和轮椅升至高空,点燃了残奥会主火炬,其超越极限、克服万难的形象震撼了大家的心灵。
假设侯斌和轮椅是匀速上升的,则在上升过程中侯斌和轮椅的( )A.动能增加B.重力势能增加C.机械能减少D.机械能不变2.有三个质量都是m的小球a、b、c,以相同的速率v0在空中分别竖直向上、水平和竖直向下抛出,三球落地时(不计空气阻力)( ) A.动能不同 B.重力做功不同C.机械能相同D.重力势能变化量不同3.(多选)如图所示,一轻弹簧的一端固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放,让它自由下摆,不计空气阻力,则在重物由A点摆向最低点B的过程中( )A.弹簧与重物的总机械能守恒B.弹簧的弹性势能增加C.重物的机械能守恒D.重物的机械能增加4.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,弹簧处于原长时,圆环高度为h。
让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零。
则在圆环下滑到底端的过程中( )A.圆环机械能守恒B.弹簧的弹性势能先减小后增大C.弹簧的弹性势能变化了mghD.弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大5.如图,可视为质点的小球A、B用不可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.二、计算题(本大题共2小题,共20分。
要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)6.(8分)如图所示,某人乘雪橇从雪坡经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(g取10m/s2)：(1)人与雪橇从A到B的过程中,损失的机械能为多少?(2)设人与雪橇在BC段所受的阻力恒定,求阻力的大小。
2015高一物理4.5机能能守恒定律1每课一练(教科版必修2)
第5节机能能守恒定律一．选择题（1－8单项，9－10多项）1．下列几种运动中机械能不守恒的是（）A．平抛物体的运动B．竖直方向的匀速直线运动C．小求在竖直平面内来回摆动D．物体沿光滑斜面自由上滑2．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．物体的重力势能减少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2mgh3．一块质量为m的木块放在地面上，用一根弹簧连着木块，如图所示，用恒力F拉弹簧，使木块离开地面，如果力F的作用点向上移动的距离为h，则()A．木块的重力势能增加了mgh B．木块的机械能增加了FhC．拉力所做的功为Fh D．木块的动能增加了Fh4．从地面以初速度v0竖直上抛一个小球，不计空气阻力，小球运动过程中的动能E k与小球离地面高度h的关系是下图中的(B)5．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6．在利用重锤自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中，产生误差的主要原因是(g为重力加速度，t为下落时间) ()A．重锤下落的实际高度大于测量值B．重锤下落的实际高度小于测量值C．重锤实际末速度v大于gt D．重锤实际末速度v小于gt7．如图所示，一斜面放在光滑的水平面上，一个小物体从斜面顶端无摩擦的自由滑下，则在下滑的过程中，下列结论正确的是()A．斜面对小物体的弹力做的功为零B．小物体的重力势能完全转化为小物体的动能C．小物体的机械能守恒D．小物体、斜面和地球组成的系统机械能守恒8．一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() A．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，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关9．质量相同的两个摆球A和B，其摆线长度不同，当它们都从同一水平位置，而且摆线都处于水平不松驰状态由静止释放，如图所示，并以此位置为零势能面，到达最低点时，以下说法正确的应是()A．它们的机械能相等B．它们的动能相等C．它们的加速度相等D．它们对重力势能相等10．质量为1.0 kg的铁球从某一高度自由落下，当下落到全程中点位置时，具有36 J的动能，如果空气阻力不计，取地面为参考平面，g取10 m/s2，则()A．铁球在最高点时的重力势能为36 J B．铁球在全程中点位置时具有72 J机械能C．铁球落到地面时速度为12 m/s D．铁球开始下落时的高度为3.6 m二．计算题11．如图所示，翻滚过山车轨道顶端A点距地面的高度H＝72 m，圆形轨道最高处的B 点距地面的高度h＝37 m．不计摩擦阻力，试计算翻滚过山车从A点由静止开始下滑运动到B 点时的速度．(g取10 m/s2)12．如图所示，质量为m的物体，以某一初速度从A点向下在光滑的轨道中运动，不计空气阻力，若物体通过B点时的速度为3gR，求：（1）物体在A点时的速度（2）物体离开C点后还能上升多高？第5节机能能守恒定律一．选择题（1－8单项，9－10多项）1．B 2．C 3．C 4．B 5．B 6．D 7．D 8．D 9．AC 10．BC二．计算题11．26.5 m/s解析：取水平地面为参考平面，在过山车从A点运动到B点的过程中，对过山车与地球组成的系统应用机械能守恒定律，有mgh ＋12mv 2＝mgH 可得过山车运动到B 点时的速度为v ＝2g (H －h )＝2×10×(72－37) m /s≈26.5 m/s12．(1)3gR (2)3.5R 解析：(1)物体在运动的全过程中只有重力做功，机械能守恒．设B 点为势能零点，A 处的速度为v A ，则mg ·3R ＋12m v 2A ＝12m v 2B 解得v A ＝3gR .(2)设从B 点上升的高度为H B ，则mgH B ＝12m v 2B 解得H B ＝4.5R故从C 点上升的高度H C ＝H B －R ＝3.5R .。
7.8《机械能守恒定律》每课一练(新人教版必修2)
机械能守恒定律一、单项选择题(共1题)1.在“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”实验中，某同学重复做了四次实验，得到了四条纸带，一、二两点间的距离如下．则应选用哪一条比较恰当A．1mm B．2mm C．3mm D．4mm答案：B二、多项选择题(共4题)1.若不计空气的阻力，以下实例中运动物体机械能守恒的是A．物体沿斜面匀速下滑B．物体做竖直上抛运动C．物体做自由落体运动D．用细绳拴着小球，一端为圆心，使小球在竖直平面内做圆周运动答案：BCD2.在下列几种运动中遵守机械能守恒定律的是A．雨点匀速下落B．自由落体运动C．汽车刹车时的运动D．跟弹簧连接的小球在光滑水平面上做往复运动答案：BD3.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，一定是重力做功C．物体合外力不为零，机械能一定守恒D．物体的合外力不为零，机械能也可以守恒答案：AD4.关于机械能守恒的叙述，正确的是A．做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒B．做变速直线运动的物体机械能可能守恒C．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，物体的机械能不一定守恒答案：AB三、非选择题（填空）(共9题)1.为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选择：A.铁架台B.打点计时器C.复写纸D.纸带E.秒表F.低压直流电源G.导线H.电键I.天平其中不必要的器材是______________，缺少的器材是_____________。
答案：E F I H，重锤，低压交流电源，毫米刻度尺，铁夹2.在验证机械能守恒定律的实验中，有下列器材可选择：铁架台，打点计时器以及复写纸，纸带，低压直流电源、天平、导线、刻度尺、重锤，其中不必要的是_______、_______，（按本题中出现的顺序）缺少的器材是________、________．答案：低压直流电源天平低压交流电源电键3.在“验证机械能守恒定律”的实验中(1)下列物理量中需要测量的有____，通过计算得到的有_____(填字母序号)A．重锤质量B．重力加速度C．重锤下落高度 D．与下落高度对应的重锤的即时速度(2)某同学重复做了三次实验，得到三条纸带．第一，二点间的距离分别为A．1mm B．2mm C．4mm则应选用哪一条比较恰当?_______(填字母序号)答案：C D B4.为进行《验证机械能守恒定律》的实验，有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带, 低压交流电源, 天平，秒表，导线，电键．其中不必要的器材是_____、_____(按本题中出现的顺序)；缺少的器材是_____、_____。
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第5节机械能守恒定律
第1课时机械能守恒定律
一、选择题
1．从地面竖直上抛两个质量不同的物体，设它们的初动能相同，当上升到同一高度时(不计空气阻力以地面为零势面)，它们()
A．所具有的重力势能相等
B．所具有的动能相等
C．所具有的机械能不等
D．所具有的机械能相等
2．物体自地面上方离地h处开始做自由落体运动，Ek代表动能，Ep代表重力势能，E 代表机械能，h表示下落的距离，以地面为零势能面，下列图象中能正确反映各物理量关系的是()
图1
3．如图1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
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．用细杆拴着一个物体，以杆的另一端为固定轴，使物体在光滑水平面上做匀速圆周运动
B．细杆拴着一个物体，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
5．下列有关机械能守恒的说法中正确的是()
A．物体的重力做功，重力势能减小，动能增加，机械能一定守恒
B．物体克服重力做功，重力势能增加，动能减小，机械能一定守恒
C．物体以g加速下落，重力势能减小，动能增加，机械能一定守恒
D ．物体以g/2加速下落，重力势能减小，动能增加，机械能可能守恒
6．如图2甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t ＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，不计空气阻力．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F 随时间t 变化的图象如图乙所示，则( )
图2
A ．t 1时刻小球动能最大
B ．t 2时刻小球动能最大
C ．t 2～t 3这段时间内，小球的动能先增加后减少
D ．t 2～t 3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
7．如图所示，小球以初速度v 0从光滑斜面底部向上滑，恰能到达最大高度为h 的斜面顶部．图中A 是内轨半径大于h 的光滑轨道、B 是内轨半径小于h 的光滑轨道、C 是内轨直径等于h 的光滑轨道、D 是长为1
2h 的轻棒，其下端固定一个可随棒绕O 点向上转动的小
球．小球在底端时的初速度都为v 0，则小球在以上四种情况中能到达高度h 的有( )
二、非选择题 8．如图3所示，
图3
斜面轨道AB 与水平面之间的夹角θ＝53°，BD 为半径R ＝4 m 的圆弧形轨道，且B 点与D 点在同一水平面上，在B 点，轨道AB 与圆弧形轨道BD 相切，整个光滑轨道处于竖直平面内，在A 点，一质量为m ＝1 kg 的小球由静止滑下，经过B 、C 点后从D 点斜抛出去．设以竖直线MDN 为分界线，其左边为阻力场区域，右边为真空区域．小球最后落到地面上的S 点处时的速度大小v S ＝8 m/s ，已知A 点距地面的高度H ＝10 m ，B 点距地面的高度h ＝5 m ．g 取10 m/s 2，cos 53°＝0.6，求：
(1)小球经过B 点时的速度大小；
(2)小球经过圆弧轨道最低处C 点时对轨道的压力；
(3)若小球从D 点抛出后，受到的阻力f 与其瞬时速度的方向始终相反，求小球从D 点至S 点的过程中阻力f 所做的功．
图4
9．小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m 的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d 后落地，如图4所示．已知握绳的手离地面高度为d ，手与球之间的绳长为3
4d ，
重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力．
(1)求绳断时球的速度大小v 1和球落地时的速度大小v 2. (2)问绳能承受的最大拉力多大？
(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？
第5节 机械能守恒定律 第1课时 机械能守恒定律
1．D [上升到同一高度时由Ep ＝mgh 可知，m 不同Ep 不同，又因为整个过程中物体
机械能守恒且初动能相同，则在同一高度时两物体所具有的动能不同，D正确，A、B、C 错．]
2．BCD[重力势能Ep随h增大而减小，A错，B对；Ek＝－ΔEp＝mgh，C对；E不随h而变化，D对．]
3．B[下滑时高度降低，则重力势能减小，加速运动，动能增加，摩擦力做负功，机械能减小，B对，A、C、D错．]
4．B[物体若在水平面内做匀速圆周运动，动能、势能均不变，物体的机械能不变；物体在竖直平面内做匀速圆周运动，动能不变，势能改变，故物体的机械能发生变化；物体沿光滑的曲面下滑，只有重力做功，机械能守恒；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时，除重力以外的力做功为零，物体的机械能守恒，故选B] 5．C[物体的重力做功时，物体下落，重力势能一定减小，物体克服重力做功，说明重力做负功，物体重力势能增加，若只有重力做功，机械能守恒，若还有其他力如阻力做功，则机械能不守恒，A、B均错；物体以g加速下落且重力势能减小时，说明只有重力做功，机械能守恒，C对；物体以g/2加速下落且重力势能减小时，说明除有重力做功外，还有其他力做功，机械能一定不守恒，D错．]
6．C[0～t1时间内小球做自由落体运动，落到弹簧上并往下运动的过程中，小球重力与弹簧对小球弹力的合力方向先向下后向上，故小球先加速后减速，t2时刻到达最低点，动能为0，A、B错；t2～t3时间内小球向上运动，合力方向先向上后向下，小球先加速后减速，动能先增加后减少，C对；t2～t3时间内由能量守恒知小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能减去小球增加的重力势能，D错．]
7．AD[在不违背能量守恒定律的情景中的过程并不是都能够发生的，B、C中的物体沿曲线轨道运动到与轨道间的压力为零时就会脱离轨道做斜上抛运动，动能不能全部转化为
重力势能，故A 、D 正确．]
8．(1)10 m/s (2)43 N ，方向竖直向下 (3)－68 J 解析 (1)设小球经过B 点时的速度大小为v B ， 由动能定理得mg(H －h)＝12mv 2
B
求得v B ＝10 m/s.
(2)设小球经过C 点时的速度为v C ，对轨道的压力为FN ，则轨道对小球的压力N ′＝N ， 根据牛顿第二定律可得N ′－mg ＝mv 2C R
由机械能守恒得mgR(1－cos 53°)＋12mv 2B ＝12mv 2
C
联立，解得N ＝43 N 方向竖直向下．
(3)设小球由D 到达S 的过程中阻力所做的功为W ，易知v D ＝v B ， 由动能定理可得mgh ＋W ＝12mv 2S －12mv 2
D 代入数据，解得W ＝－68 J. 9．(1)2gd
52gd (2)113mg (3)绳长为d 2时有最大水平距离为23
3
d 解析 (1)设绳断后球飞行的时间为t ，由平抛运动规律，有 竖直方向：14d ＝1
2gt 2
水平方向：d ＝v 1t 解得v 1＝2gd
由机械能守恒定律，有12mv 22＝12mv 21＋mg(d －3
4
d)，解得v 2＝
5
2
gd (2)设绳能承受的最大拉力大小为T ，这也是球受到绳的最大拉力大小． 球做圆周运动的半径为R ＝3
4
d
由圆周运动向心力公式，有T －mg ＝mv 21
R
得T ＝113
mg
(3)设绳长为l ，绳断时球的速度大小为v 3，绳承受的最大拉力不变，有T －mg ＝m v 23
l ，
解得v 3＝
83
gl 绳断后球做平抛运动，竖直位移为d －l ，水平位移为x ，时间为t 1.有d －l ＝1
2gt 21，x ＝v 3t 1
得x ＝4 l (d －l )3，当l ＝d 2时，x 有极大值x max ＝23
3
d.。