机械能守恒定律练习题及其标准答案
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。
(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。
【高考物理必刷题】机械能守恒定律(后附答案解析)
12C.3阶段,机械能逐渐变大阶段,万有引力先做负功后做正功4竖直悬挂.用外力将绳的下端缓慢地竖直向上拉.在此过程中,外力做功为()5的两点上,弹性绳的原长也为.将;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板)6时,绳中的张力大于如图所示,一小物块被夹子夹紧,夹子通过轻绳悬挂在小环上,小环套在水平光滑细杆上,物块质量为,到小环的距离为,其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为.小环和物块以速度右匀速运动,小环碰到杆上的钉子后立刻停止,物块向上摆动.整个过程中,物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计,重力加速度为.下列说法正确的是()78受到地面的支持力小于受到地面的支持力等于的加速度方向竖直向下9的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为1 2C.3阶段,机械能逐渐变大阶段,万有引力先做负功后做正功天体椭圆运行中,从远日点向近日点运行时,天体做加速运动,万有引力做正功,引力势能转化为动能;反之,做减速运动,引力做负功,动能转化为引力势能;而整个过程机械能守恒.从这个规律出发,CD正确,B错误.同时由于速度的不同,运动个椭圆4,那么重心上升,外力做的功即为绳子增5答案解析6C设斜面的倾角为,物块的质量为,去沿斜面向上为位移正方向,根据动能定理可得:上滑过程中:,所以;下滑过程中:,所以据能量守恒定律可得,最后的总动能减小,所以C正确的,ABD错误.故选C.7时,绳中的张力大于A.物块向右匀速运动时,对夹子和物块组成的整体进行分析,其在重力和绳拉力的作B.绳子的拉力总是等于夹子对物块摩擦力的大小,因夹子对物块的最大摩擦力为,C.当物块到达最高点速度为零时,动能全部转化为重力势能,物块能达到最大的上升8受到地面的支持力小于受到地面的支持力等于的加速度方向竖直向下和受到地面的支持力大小均为;在的动能达到最大前一直是加速下降,处于失受到地面的支持力小于,故A、B正确;达到最低点时动能为零,此时弹簧的弹性势能最大,9答案解析考点一质量为的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度处以的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为.(结果保留2位有效数字)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;(1)求飞船从离地面高度处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的.(2);(1)(2)地地,地,大大大,大.(1)大,,由动能定理得:地,.(2)机械能机械能和机械能守恒定律机械能基础。
高考物理《机械能守恒定律》真题练习含答案
高考物理《机械能守恒定律》真题练习含答案1.[2024·上海市新中中学月考]如图,将质量为m 的篮球从离地高度为h 的A 处,以初始速度v 抛出,篮球恰能进入高度为H 的篮圈.不计空气阻力和篮球转动的影响,经过篮球入圈位置B 的水平面为零势能面,重力加速度为g .则篮球经过位置B 时的机械能为( )A .12 m v 2B .12 m v 2+mg (h -H )C .12 m v 2+mg (H -h )D .12 m v 2+mgh答案:B解析:不计空气阻力和篮球转动的情况下,篮球运动过程中机械能守恒,篮球经过B 点的机械能等于在A 点的机械能.以B 点所在的水平面为零势能面,篮球在A 点的重力势能E p =-mg (H -h )=mg (h -H ),则机械能E =E k +E p =12m v 2+mg (h -H ),B 正确.2.如图所示,一根轻质弹簧左端固定,现使滑块沿光滑水平桌面滑向弹簧,在滑块接触到弹簧直到速度减为零的过程中,弹簧的( )A .弹力越来越大,弹性势能越来越大B .弹力越来越小,弹性势能越来越小C .弹力先变小后变大,弹性势能越来越小D .弹力先变大后变小,弹性势能越来越大 答案:A解析:滑块接触到弹簧直到速度减为零的过程中,弹簧形变量越来越大,根据F =kx 得弹力越来越大,滑块接触到弹簧直到速度减为零的过程中,弹簧弹力一直做负功,物块的动能逐渐转化为弹簧的弹性势能,弹簧的弹性势能越来越大,A 正确.3.利用双线可以稳固小球在竖直平面内做圆周运动而不易偏离竖直面,如一根长为2L 的细线系一质量为m 的小球,两线上端系于水平横杆上,A 、B 两点相距也为L ,若小球恰能在竖直面内做完整的圆周运动,则小球运动到最低点时,每根线承受的张力为( )A .6mgB .23 mgC .5mgD .533 mg答案:B解析:小球恰好过最高点时有mg =m v 21R,解得v 1=32gL ,由机械能守恒定律得mg ×3 L =12 m v 22 -12 m v 21 ,由牛顿第二定律得3 F -mg =m v 22 32L ,联立以上各式解得F =23 mg ,B 正确.4.[2024·河北省张家口市张垣联盟联考]有一条均匀金属链条,一半长度在光滑的足够高斜面上,斜面顶端是一个很小的圆弧,斜面倾角为30°,另一半长度竖直下垂,由静止释放后链条滑动,已知重力加速度g =10 m/s 2,链条刚好全部滑出斜面时的速度大小为522 m/s ,则金属链条的长度为( )A .0.6 mB .1 mC .2 mD .2.6 m 答案:C解析:设链条的质量为2m ,以开始时链条的最高点所在水平面为零势能面,链条的机械能为E =E p +E k =-12 ×2mg ×L 4 sin θ-12 ×2mg ×L 4 +0=-14 mgL (1+sin θ),链条全部滑出后,动能为E ′k =12 ×2m v 2,重力势能为E ′p =-2mg L2 ,由机械能守恒可得E =E ′k +E ′p ,即-14mgL (1+sin θ)=m v 2-mgL ,解得L =2 m ,C 正确.5.[2024·山东省济宁市期中考试]有一竖直放置的“T”形架,表面光滑,滑块A 、B 分别套在水平杆与竖直杆上,A 、B 用一根不可伸长的轻细绳相连,A 、B 质量相等,且可看做质点,如图所示,开始时细绳水平伸直,A 、B 静止.由静止释放B 后,已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时,滑块B 沿着竖直杆下滑的速度为v ,则连接A 、B 的绳长为( )A .4v 2gB .3v 2gC .2v 23gD .4v 23g答案:D解析:如图所示,将A 、B 的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳的方向,两物体沿绳子的方向速度大小相等,则有v B cos 60°=v A cos 30°,解得v A =33v ,由于A 、B 组成的系统只有重力做功,所以系统机械能守恒,B 减小的重力势能全部转化为A 和B 的动能,有mgh =12 m v 2A +12 m v 2B ,解得h =2v 23g ,绳长L =2h =4v 23g,D 正确.6.(多选)如图所示,轻弹簧的一端固定在O 点,另一端与质量为m 的小球连接,小球套在光滑的斜杆上,初始时小球位于A 点,弹簧竖直且长度为原长L .现由静止释放小球,当小球运动至B 点时弹簧水平,且长度再次变为原长.关于小球从A 点运动到B 的过程,以下说法正确的是( )A .小球的机械能守恒B .小球运动到B 点时的速度最大 C.小球运动到B 点时的速度为0D .小球运动到B 点时的速度为2gL答案:BD解析:在小球向下运动的过程中,弹簧的弹力做功,并不是只有重力做功,小球的机械能不守恒,A 错误;从A 到B 的过程中,弹簧弹力做功为零,小球的重力做正功最多,由动能定理得小球的速度最大,B 正确,C 错误;小球运动到B 点时,弹簧为原长,由系统的机械能守恒定律得mgL =12m v 2,解得v =2gL ,D 正确.7.(多选)在竖直平面内,一根光滑金属杆弯成如图所示形状,相应的曲线方程为y =2.5cos (kx +23 π)(单位:m),式中k =1 m -1,将一光滑小环套在该金属杆上,并从x =0处以v 0=5m/s 的初速度沿杆向下运动,取重力加速度g =10 m/s 2,则下列说法正确的是( )A.当小环运动到x =π3 时的速度大小v 1=52 m/sB.当小环运动到x =π3 时的速度大小v 1=5 m/sC .该小环在x 轴方向最远能运动到x =56 π处D .该小环在x 轴方向最远能运动到x =76 π处答案:AC解析:当x =0时,y 0=-1.25 m ;当 x =π3 时,y 1=-2.5 m .由机械能守恒定律得mg (y 0-y 1)=12 m v 21 -12 m v 20 ,解得v 1=52 m/s ,A 正确,B 错误;设小球速度为零时上升的高度为h ,由机械能守恒定律得mgh =12 m v 20 ,解得h =1.25 m ,即y =0,代入曲线方程可得x =56π,C 正确,D 错误.8.如图所示,在竖直平面内有一半径为R 的四分之一圆弧轨道BC ,与竖直轨道AB 和水平轨道CD 相切,轨道均光滑.现有长也为R 的轻杆,两端固定质量为m 的小球a 、质量为2m 的小球b (均可视为质点),用某装置控制住小球a ,使轻杆竖直且小球b 与B 点等高,然后由静止释放,杆将沿轨道下滑.设小球始终与轨道接触,重力加速度为g .则( )A .下滑过程中a 球机械能增大B .下滑过程中b 球机械能守恒C .小球a 滑过C 点后,a 球速度大于26mgR3D .从释放至a 球到滑过C 点的过程中,轻杆对b 球做正功为23 mgR答案:D解析:下滑过程中,若以两球为整体,只有重力做功,则有系统的机械能守恒,若分开单独分析,杆对a 球做负功,a 球的机械能减小,杆对b 球做正功,b 球的机械能增加,A 、B 错误;若以两球为整体,只有重力做功,则有系统的机械能守恒,则有mg ·2R +2mgR =12(m +2m )v 2,解得v =26gR 3 ,C 错误;对b 球分析,由动能定理可得W +2mgR =12 ·2m v 2,W =12 ·2m v 2-2mgR =23 mgR ,杆对b 球做正功为23mgR ,D 正确.9.[2024·浙江1月]类似光学中的反射和折射现象,用磁场或电场调控也能实现质子束的“反射”和“折射”.如图所示,在竖直平面内有三个平行区域Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,Ⅰ区宽度为d ,存在磁感应强度大小为B 、方向垂直平面向外的匀强磁场,Ⅱ区的宽度很小.Ⅰ区和Ⅲ区电势处处相等,分别为φⅠ和φⅢ,其电势差U =φⅠ-φⅢ.一束质量为m 、电荷量为e 的质子从O 点以入射角θ射向Ⅰ区,在P 点以出射角θ射出,实现“反射”;质子束从P 点以入射角θ射入Ⅱ区,经Ⅱ区“折射”进入Ⅲ区,其出射方向与法线夹角为“折射”角.已知质子仅在平面内运动,单位时间发射的质子数为N ,初速度为v 0,不计质子重力,不考虑质子间相互作用以及质子对磁场和电势分布的影响.(1)若不同角度射向磁场的质子都能实现“反射”,求d 的最小值;(2)若U =m v 20 2e,求“折射率”n (入射角正弦与折射角正弦的比值);(3)计算说明如何调控电场,实现质子束从P 点进入Ⅱ区发生“全反射”(即质子束全部返回Ⅰ区);(4)在P 点下方距离3m v 0eB 处水平放置一长为4m v 0eB的探测板CQD (Q 在P 的正下方),CQ 长为m v 0eB ,质子打在探测板上即被吸收中和.若还有另一相同质子束,与原质子束关于法线左右对称,同时从O 点射入Ⅰ区,且θ=30°,求探测板受到竖直方向力F 的大小与U 之间的关系.答案:(1)2m v 0Be (2)2 (3)U ≤-m v 20 cos 2θ2e(4)见解析解析:(1)根据牛顿第二定律 Be v 0=m v 20r不同角度射向磁场的质子都能实现“反射”,d 的最小值为 d min =2r =2m v 0Be(2)设水平方向为x 方向,竖直方向为y 方向,x 方向速度不变,y 方向速度变小,假设折射角为θ′,根据动能定理Ue =12 m v 21 -12 m v 20 解得 v 1=2 v 0 根据速度关系 v 0sin θ=v 1sin θ′ 解得n =sin θsin θ′ =v 1v 0=2 (3)全反射的临界情况:到达Ⅲ区的时候y 方向速度为零,即 Ue =0-12 m (v 0cos θ)2可得U =-m v 20 cos 2θ2e即应满足U ≤-m v 20 cos 2θ2e(4)临界情况有两个:1、全部都能打到,2、全部都打不到的情况,根据几何关系可得 ∠CPQ =30°所以如果U ≥0的情况下,折射角小于入射角,两边射入的粒子都能打到板上,分情况讨论如下:①当U ≥0时 F =2Nm v y 又eU =12 m v 2y-12 m (v 0cos θ)2 解得 F =2Nm34v 20 +2eUm②全部都打不到板的情况,根据几何知识可知当从Ⅱ区射出时速度与竖直方向夹角为60°时,粒子刚好打到D 点,水平方向速度为v x =v 02所以v y =v x tan 60° =36 v 0又eU =12 m v 2y-12 m (v 0cos θ)2 解得 U =-m v 20 3e即当U <-m v 203e 时F =0③部分能打到的情况,根据上述分析可知条件为(-m v 203e ≤U <0),此时仅有O 点右侧的一束粒子能打到板上,因此F =Nm v y 又eU =12 m v 2y-12 m (v 0cos θ)2 解得 F =Nm 34v 20 +2eUm。
人教版高中物理必修二 8.4 机械能守恒定律 练习(含答案)
机械能守恒定律练习一、单选题1.下列所述的物体在运动过程中满足机械能守恒的是( )A. 跳伞运动员张开伞后,在空中匀速下降B. 忽略空气阻力,物体竖直上抛C. 火箭升空过程D. 拉着物体沿光滑斜面匀速上升【答案】B【解析】解:A、跳伞运动员在空中匀速下降,动能不变,重力势能减小,因机械能等于动能和势能之和,则机械能减小。
故A错误。
B、忽略空气阻力,物体竖直上抛,只有重力做功,机械能守恒,故B正确。
C、火箭升空,动力做功,机械能增加。
故C错误。
D、物体沿光滑斜面匀速上升,动能不变,重力势能在增加,所以机械能在增大。
故D错误。
故选:B。
物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹簧弹力做功,或看物体的动能和势能之和是否保持不变,即采用总量的方法进行判断。
解决本题的关键掌握判断机械能是否守恒的方法,1、看是否只有重力做功。
2、看动能和势能之和是否不变。
2.安徽芜湖方特水上乐园是华东地区最大的水上主题公园。
如图为彩虹滑道,游客先要从一个极陡的斜坡落下,接着经过一个拱形水道,最后达到末端。
下列说法正确的是( )A. 斜坡的高度和拱形水道的高度差要设计合理,否则游客经过拱形水道的最高点时可能飞起来B. 游客从斜坡的最高点运动到拱形水道最高点的过程中,重力一直做正功C. 游客从斜坡下滑到最低点时,游客对滑道的压力最小D. 游客从最高点直至滑到最终停下来过程中,游客的机械能消失了【答案】A【解析】解:A、斜坡的高度和拱形水道的高度差要设计合理,不能让游客经过拱形水A正确;B、游客从斜坡的最高点运动到拱形水道最高点的过程中,游客的位置是先降低后升高,所以重力先做正功后做负功,故B错误;C、游客从斜坡上下滑到最低点时,加速度向上,处于超重状态,游客对滑道的压力最大,故C错误;D、游客从最高点直至滑到最终停下来过程中,游客的机械能没有消失,而是转化为其他形式的能(内能),故D错误。
故选:A。
高点运动到拱形水道最高点的过程中,游客是先降低后升高的;游客在最低点时,其加速度向上,游客处于超重状态;整个过程是符合能量守恒的,机械能不是消失,而是转化为其它形式的能。
高中物理机械能守恒定律专题练习(带详解)
高中物理机械能守恒定律专题练习(带详解)一、多选题1.如图所示,轻杆一端固定一小球,绕另一端O 点在竖直面内做匀速圆周运动,则( )A .轻杆对小球的作用力方向始终沿杆指向O 点B .小球在最高点处,轻杆对小球的作用力可能为0C .小球在最低点处,小球所受重力的瞬时功率为0D .小球从最高点到最低点的过程中,轻杆对小球一直做负功2.如图甲所示,在距离地面高为0.18h m =的平台上有一轻质弹簧,其左端固定在竖直挡板上,右端与质量1m kg =的小物块相接触(不粘连),平台与物块间动摩擦因数040μ=.,OA 长度等于弹原长,A 点为BM 中点.物块开始静止于A 点,现对物块施加一个水平向左的外方F ,大小随位移x 变化关系如图乙所示.物块向左运动050x m =.到达B 点,到达B 点时速度为零,随即撤去外力F ,物块被弹回,最终从M 点离开平台,落到地面上N 点,取210/g m s =,则( )A .弹簧被压缩过程中外力F 做的功为78J .B .弹簧被压缩过程中具有的最大弹性势能为60J .C .整个运动过程中克服摩擦力做功为60J .D .MN 的水平距离为036m .3.如图所示,轻弹簧的一端悬挂在天花板上,另一端固定一质量为m 的小物块,小物块放在水平面上,弹簧与竖直方向夹角为θ=30o 。
开始时弹簧处于伸长状态,长度为L ,现在小物块上加一水平向右的恒力F 使小物块向右运动距离L ,小物块与地面的动摩擦因数为μ,重力加速度为g ,弹簧始终在弹性限度内,则此过程中分析正确的是( )A .小物块和弹簧系统机械能改变了(F-μmg )LB .弹簧的弹性势能可能先减小后增大接着又减小再增大C .小物块在弹簧悬点正下方时速度最大D .小物块动能的改变量等于拉力F 和摩擦力做功之和4.一质量为m 的物体,以13g 的加速度减速上升h 高度,不计空气阻力,则( ) A .物体的机械能不变B .物体的动能减少13mghC .物体的机械能增加23mgh D .物体的重力势能增加mgh5.下列说法中正确的是( )A .某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加B .因为能量守恒,所以“能源危机”是不可能的C .能量耗散表明,在能源的利用过程中,能量在数量上并未减少,但在可利用的品质上降低了D .能源的利用受能量耗散的制约,所以能源的利用是有条件的,也是有代价的 6.如图所示,由电动机带动着倾角θ=37°的足够长的传送带以速率v=4m/s 顺时针匀速转动,一质量m=2kg 的小滑块以平行于传送带向下'2v m s =/的速率滑上传送带,已知小滑块与传送带间的动摩擦因数78μ=,取210/g m s =,sin370.60cos370.80︒=︒=,,则小滑块从接触传送带到与传送带相对静止静止的时间内下列说法正确的是A .重力势能增加了72JB .摩擦力对小物块做功为72JC .小滑块与传送带因摩擦产生的内能为252JD.电动机多消耗的电能为386J7.在高台跳水比赛中,质量为m的跳水运动员进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,那么在他减速下降h的过程中,下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)()A.他的重力势能减少了mghB.他的动能减少了FhC.他的机械能减少了(F﹣mg)hD.他的机械能减少了Fh8.如图所示,斜面固定在水平面上,轻质弹簧一端固定在斜面顶端,另一端与物块相连,弹簧处于自然长度时物块位于O点,物块与斜面间有摩擦.现将物块从O点拉至A点,撤去拉力后物块由静止向上运动,经O点到达B点时速度为零,则物块从A运动到B的过程中()A.经过位置O点时,物块的动能最大B.物块动能最大的位置与AO的距离无关C.物块从A向O运动过程中,弹性势能的减少量等于动能与重力势能的增加量D.物块从O向B运动过程中,动能的减少量大于弹性势能的增加量9.航空母舰可提供飞机起降,一飞机在航空母舰的水平甲板上着陆可简化为如图所示模型,飞机钩住阻拦索减速并沿甲板滑行过程中A.阻拦索对飞机做正功,飞机动能增加B.阻拦索对飞机做负功,飞机动能减小C.空气及摩擦阻力对飞机做正功,飞机机械能增加D.空气及摩擦阻力对飞机做负功,飞机机械能减少10.如图所示,质量相等、材料相同的两个小球A、B 间用一劲度系数为k 的轻质弹簧相连组成系统,系统穿过一粗糙的水平滑杆,在作用在B 上的水平外力F 的作用下由静止开始运动,一段时间后一起做匀加速运动,当它们的总动能为4E k 时撤去外力F,最后停止运动.不计空气阻力,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则在从撤去外力F 到停止运动的过程中,下列说法正确的是( )A.撤去外力F 的瞬间,弹簧的伸长量为F2kB.撤去外力F 后,球A、B 和弹簧构成的系统机械能守恒C.系统克服摩擦力所做的功等于系统机械能的减少量D.A 克服外力所做的总功等于2E k二、单选题11.长为L的轻绳悬挂一个质量为m的小球,开始时绳竖直,小球与一个倾角θ=45°的静止三角形物块刚好接触,如图所示.现在用水平恒力F向左推动三角形物块,直至轻绳与斜面平行,此时小球的速度速度大小为v,重力加速度为g,不计所有的摩擦.则下列说法中正确的是( )A.上述过程中,斜面对小球做的功等于小球增加的动能B.上述过程中,推力F做的功为FLC.上述过程中,推力F做的功等于小球增加的机械能D.轻绳与斜面平行时,绳对小球的拉力大小为mgsin45°12.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示).在阳光的照射下,小电扇快速转动,能给炎热的夏季带来一丝凉爽.该装置的能量转化情况是()A.太阳能→电能→机械能B.太阳能→机械能→电能C.电能→太阳能→机械能D.机械能→太阳能→电能13.自动充电式电动车的前轮装有发电机,发电机与蓄电池连接.骑车者用力蹬车或电动车自动滑行时,发电机向蓄电池充电,将其他形式的能转化成电能储存起来.现使车以500J的初动能在粗糙的水平路面上自由滑行,第一次关闭自充电装置,其动能随位移变化关系如图线①所示;第二次启动自充电装置,其动能随位移变化关系如图线②所示,则第二次向蓄电池所充的电能是()A.500J B.300J C.250J D.200J14.如图所示,一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下,其能量的变化情况是()A.重力势能减少,动能不变,机械能减少B.重力势能减少,动能增加,机械能减少C.重力势能减少,动能增加,机械能增加D.重力势能减少,动能增加,机械能守恒15.有关功和能,下列说法正确的是( )A.力对物体做了多少功,物体就具有多少能B.物体具有多少能,就一定能做多少功C.物体做了多少功,就有多少能量消失D.能量从一种形式转化为另一种形式时,可以用功来量度能量转化的多少16.如图所示,A、B、C三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动,Av,C的初速度方向沿斜面水平,大由静止释放,B的初速度方向沿斜面向下,大小为v。
高中物理:机械能守恒定律 测试题(含答案)
高中物理:机械能守恒定律测试题(含答案)一、单选题1.如图所示,物体在恒力F作用下沿光滑水平面前进L,力F的方向与物体运动方向夹角为α,物体的质量为m,重力加速度为g.在此过程中,下列关于力做功的说法中正确的是()A.力F做功为FL B.力F做功为FL cosαC.重力做功为mgL D.合力对物体做功为02.如图所示,质量相同的两物体处于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到达同一水平面,则( )A.重力对两物体做的功相同B.重力的平均功率相同C.到达底端时重力的瞬时功率P A<P B D.到达底端时两物体的动能相同,速度相同3.如图所示,半径为R的1/8光滑圆弧轨道左端有一质量为m的小球,在大小恒为F、方向始终与轨道相切的拉力作用下,小球在竖直平面内由静止开始运动,轨道左端切线水平,当小球运动到轨道的末端时,此时小球的速率为v,已知重力加速度为g,则( )A.此过程拉力做功为22FR B.此过程拉力做功为4FRC.小球运动到轨道的末端时,拉力的功率为12 FvD.小球运动到轨道的末端时,拉力的功率为22Fv4.如图所示,甲、乙两球质量相同,悬线一长一短,如将两球从同一水平面无初速释放,不计阻力,则小球通过最低点时()A.甲球受到的拉力与乙球受到的拉力大小相等B.甲球重力做功的瞬时功率最大C .甲球的动能和乙球的动能相等D .相对同一参考平面,甲球的机械能大5.如图所示,质量为的物体以速度0υ离开桌面后经过A 点时,所具有的机械能是(以桌面为零势能面,不计空气阻力) ( )A .2012mvB .2012mv mgh - C .201()2mv mg H h ++ D .2012mv mgh + 6.质量为m 的物体,从静止出发以g /2的加速度竖直下降h ,下列几种说法正确的是( )A .机械能增加了12mghB .动能减少了12mgh C .机械能减少了12mgh D .重力势能增加了mgh7.放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6 s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图甲、乙所示.下列说法错误..的是( ) A .0~6 s 内物体的位移大小为30 mB .0~6 s 内拉力做的功为70 JC .滑动摩擦力的大小为5 ND .物体的质量为109kg 8.如图,一物体从光滑斜面AB 底端A 点以初速度v 0上滑,沿斜面上升的最大高度为h ,下列说法中正确的是(设下列情境中物体从A 点上滑的初速度仍为v 0)( )A .若把斜面CB 部分截去,物体冲过C 点后上升的最大高度仍为hB .若把斜面AB 变成曲面AEB ,物体沿此曲面上升仍能到达B 点C .若把斜面弯成圆弧形D 物体仍沿圆弧升高hD .以上说法都不对二、多选题9.如图所示,长为L 的轻杆一端固定一个质量为m 的小球,另一端可绕固定轴O 转动,已知小球通过最高点P 时速度为2gL ,不计一切阻力,则( ) A .在最高点P 轻杆受到小球对它的向下的弹力B .小球在最低点Q 受到轻杆对它的弹力大小为92mg C .小球在最低点Q 和最高点P ,轻杆中的弹力大小之差为5mgD .小球要到达最高点P 点,最低点Q 点最小的速度为5gL10.如图所示,光滑斜面固定在水平地面上,轻质弹簧一端固定在斜面顶端,另一端与物块相连,弹簧处于自然长度时物块位于O 点.现将物块从O点拉至A 点,撤去拉力后物块由静止向上运动,经O 点到达B 点时速度为零.则物块A .从A 到O ,物块动能一直减小B .从O 到B ,物块动能一直减小C .从A 到O ,物块弹性势能的减少量等于动能与重力势能的增加量D .从O 到B ,物块动能的减少量小于弹性势能的增加量11.如图甲所示,一物体由某一固定的长斜面的底端以初速度v 0沿斜面上滑,其动能E k 随离开斜面底端的距离x 变化的图线如图乙所示,斜面与物体间的动摩擦因数μ=0.5,g 取10m/s 2,不计空气阻力,则以下说法正确的是( )A .斜面的倾角θ=30°B .物体的质量为m =0.5kgC .斜面与物体间的摩擦力大小f =2ND .物体在斜面上运动的总时间t =2s12.质量为m 的物体静止在光滑的水平而上,物体在下列四种变化规律不同的合外力F 作用下都通过相同的位移x 0,下列说法正确的是( )A.甲图和乙图合外力做功相等B.丙图和丁图合外力做功相等C.四个图合外力做功均相等D.四个图中合外力做功最多的是丙图三、实验题13.如图所示为用电火花打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置.(1)若已知打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2,重物质量为0.2kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,打P点时,重物的速度为零,A、B、C为另外3个连续点,根据图中的数据,可知重物由P点运动到B点,重力势能减少量等于___________J.(结果保留3位有效数字)(2)实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能,其主要原因是_________.A.重物的质量过大B.重物的体积过小C.使用的直流电源D.重物及纸带在下落时受到阻力14.在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲):①下列说法哪一项是正确的___________.(填选项前字母)A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B.为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量C.实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O=A=B=C计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz.则打B点时小车的瞬时速度大小为______m/s(保留三位有效数字).四、解答题15.一辆载重汽车在水平公路上,只要以额定功率行驶,所受阻力大小就与汽车对地面压力大小成正比.已知这辆载重汽车质量m0=3.0 t,额定功率P=90 kW,空载时在水平公路上行驶的最大速度v m=25 m/s.某次,这辆汽车装上m=2.0 t的货物,在水平公路上以额定功率起动并保持额定功率,经过时间t=1.0 min达到最大速度.g取10 m/s2.求:(1)汽车空载,在水平公路上以最大速度行驶时受到的阻力大小.(2)汽车装上m=2.0 t的货物,在时间t=1.0 min内通过的路程.16.如图,有一半径为R的半圆形曲面MPQ,质量为2m的A球与质量为m的B球, 用轻质绳连接后挂在圆柱曲面边缘.现将A球从边缘M点由静止释放, 若不计一切摩擦,则A球沿圆柱曲面滑到最低点P时,求:(1)A球速度大小;(2)这一过程中绳对A球所做的功.17.质量为m=1kg的物块从一光滑的斜面顶端A点以初速度v0=2m/s下滑至底端B点后,颠簸了一下,接着沿水平粗糙地面匀减速滑行了x=8m位移后停止在C点.已知斜面的高度为h=3m,物块与水平地面间的动摩擦因数为µ=0.1,g取10m/s2,求:=1)物块刚滑到斜面底端时(颠簸之前)的速度大小;=2)物块在B点由于颠簸而损失的机械能△E=参考答案1.B【解析】【分析】对物体进行受力分析,受重力、支持力、拉力F,由做功公式可求得拉力及合力所做的功.【详解】A=根据题意及功的公式可得:力F对物体所做的功:W=FLosα,故A错误,B正确;C、重力在竖直方向,位移在水平方向,故重力不做功,故C错误;D、物体受到重力、支持力、拉力F,其中重力和支持力都不做功,只有拉力做功,所以合力对物体做的功等于拉力做的功,即为FLosα,故D错误.故选B【点睛】功的计算中要注意功等于力与在力的方向上发生的位移,求合力做的功时可以先求出各个力做的功,再求其代数和,也可以先求出合力,再求合力做功.2.C【解析】【分析】【详解】本题考查功能关系,重力做功mgh,高度相同,重力做功相同,A对;A物体, ,运动时间不同,重力的平均功率不同,B错误;重力的瞬时功率,A物体竖直分速度小,瞬时功率小,C对;到达底端时两物体的动能相同,速度方向不同3.B【详解】AB 、将该段曲线分成无数段小段,每一段可以看成恒力,可知此过程中拉力做功为1144W F R FR ππ=•=,故选项B 正确,A 错误; CD 、因为F 的方向沿切线方向,与速度方向平行,则拉力的功率P Fv =,故选项C 、D 错误. 4.A【解析】【详解】A.根据动能定理到最低点有:2102mv mgL -=,在最低点有:2v T mg m L-=,解得绳的拉力为:3T mg =与绳长无关,A 正确.B.在最低点因为速度水平,与重力方向垂直,所以重力瞬时功率为零,B 错误.C.根据机械能守恒有动能K E mgL =,与绳长有关,甲的动能大,C 错误D.因为两球从同一高度无初速度释放,所以两球机械能相同,D 错误.5.A【解析】【详解】选择桌面为零势能面,开始时机械能为:E =0+2012mv =2012mv .由于不计空气阻力,物体运动过程中机械能守恒,则经过A 点时,所具有的机械能也为2012mv .故A 正确,BCD 错误. 故选A.6.C【详解】AC 、因物体的加速度为2g ,故说明物体受阻力作用,由牛顿第二定律可知,mg f ma -= ,解得12f mg = ,阻力做功12f W mgh =- ;阻力做功消耗机械能,故机械能的减小量为12mgh ,A 错误C 正确.B 、由动能定理可得动能的改变量k 12E W mah mgh ∆===合 ,动能增加了12mgh ,B 错误. D 、重力做功G W mgh = ,所以物体的重力势能减少mgh ,D 错误.7.C【解析】【详解】A.、速度图象的“面积”表示位移,06s ~内物体的位移大小为466302x m m +=⨯=,故选项A 正确;B 、在02s 内物体的加速度大小为226/3/2v a m s m s t ∆===∆,由图可知当30P W =时则有6/v m s =,得到牵引力5P F N v==,在02s 内物体的位移为16x m =,则拉力做功为115630W Fx J J ==⨯=,26s 内拉力做的功210440W Pt J J ==⨯=,所以06s ~内拉力做的功为1270W W W J =+=,故选项B 正确;C 、在26s 内物体做匀速运动,合力做零,滑动摩擦力的大小为10563P f F N N v ====,故选项C 错误;D 、在02s 内物体的加速度大小为F f a m -=,解得物体的质量为109m kg =,故选项D 正确; 说法错误的故选C .8.B【解析】【分析】【详解】A .若把斜面CB 部分截去,物体冲过C 点后做斜抛运动,由于物体机械能守恒,同时斜抛运动运动最高点,速度不为零,故不能到达h 高处,故A 错误;BD .若把斜面AB 与水平面的夹角稍变大,物体在最高点速度为零,根据机械能守恒定律,物体沿斜面上升的最大高度仍然为h ,故B 正确,D 错误;C .若把斜面弯成圆弧形D ,如果能到圆弧最高点,即h 处,由于合力充当向心力,速度不为零,故会得到机械能增加,矛盾,故C 错误.故选B .9.AC【解析】【详解】A. 向心力2P 12mv F mg r == ,由于向心力小于小球重力mg ,所以小球在最高点P 受到向上的弹力,根据牛顿第三定律:轻杆受到小球对它的向下的弹力,故A 正确.B. 小球从P 到Q 的过程,根据动能定理得:22Q P 11222mgL mv mv =- ,解得:Q v =,则小球在Q 点向心力为2Q Q 92mv F mg L == ,对于Q 点的小球:2NQ Q mv F mg L-= 解得:NQ 112F mg = .所以:小球在最低点Q 受到轻杆对它的弹力大小为112mg ,故B 错误. C. 在P 点:2p NP mv mg F L-= ,解得:NP 12F mg = ,NQ NP 5F F mg -= 所以小球在最低点Q 和最高点P ,轻杆中的弹力大小之差为5mg ,故C 正确.D. 小球要恰好到达最高点P 点速度为零,根据动能定理得:2Q 1-20-2mgL mv =,解得:Q v =,故D 错误.10.BC【解析】【详解】A. 从A 到O ,物体初速度为零,后来开始运动,动能先增加;当弹簧沿斜面向上的弹力等于重力沿斜面向下分量时,物体加速度为零,速度最大,动能最大;继续向上运动到O ,弹簧沿斜面向上的弹力小于重力沿斜面向下分量,物体加速度沿斜面向下,速度减小,动能减小.故A 错误.B. 弹簧处于自然长度时物块位于O 点,从O 到B ,弹簧弹力沿斜面向下,物体加速度沿斜面向下,物体减速,动能一直减小到零,B 正确.C. 物块从A 向O 运动过程中,弹性势能减小,重力势能、动能增加,根据机械能守恒定律,弹性势能的减少量等于动能与重力势能的增加量,C 正确.D. 从O 到B ,根据机械能守恒可知,动能减小量等于弹性势能增加量与重力势能增加量之和,所以物块动能的减少量大于弹性势能的增加量,D 错误.11.BC【解析】【详解】AB .由动能定理知E k -x 图像的斜率的绝对值表示合外力的大小,则上升阶段有mg sin θ+μmg cos θ=5N ,下降阶段有mg sin θ-μmg cos θ=1N ,联立得3tan 4θ=,即θ=37°,m =0.5kg ,故A 错误,B 正确;C .物体与斜面间的摩擦力:f =μmg cos θ=2N ,故C 正确;D .上升阶段由E k x 图像知合力F 1=5N ,则a 1=10m/s 2,111v t a =,211125J 2k E mv ==,联立得:t 1=1s .同理,下降阶段合力F 2=1N ,则a 2=2m/s 2,222v t a =,22215J 2k E mv ==,联立得2t ,则12(1t t t =+=,故D 错误.故选BC .12.AD【解析】F −x 图象中,图象与坐标轴围成的面积表示力F 所做的功,由图象可知,甲乙的面积相等,丙的面积最大,丁的面积最小,故甲乙做功相等,丙做功最多,丁做功最小,选项A=D 正确.【点睛】物理上,在研究图像问题时,一般根据图像的纵横截距,斜率,面积等代表的物理意义来解决问题.13.9.82×10-2 D【解析】【详解】(1)[1]重力势能减少量=E p =mgh =0.2×9.8×5.01×10-2J =9.82×10-2J(2)[2]重物增加的动能略小于减少的重力势能,主要原因是,重物及纸带在下落时受到阻力,阻力做负功,根据能量守恒,重力势能转化为物体的动能和克服摩擦力做功,故D 正确. 故选D .14.C 0.653【解析】试题分析:=车在水平木板运动时水平方向受到绳的拉力和摩擦力,想用钩码的重力表示小车受到的合外力,首先需要平衡摩擦力;而平衡摩擦力是小车带动纸带恰好做匀速运动,A 错误;设小车质量M,钩码质量m,整体的加速度为a,绳上的拉力为F,则:对小车有:F=Ma ;对钩码有:mg -F=ma,即:mg=(M+m )a ;如果用钩码的重力表示小车受到的合外力,则要求:Ma=(M+m )a,必须要满足小车的总质量远大于钩码质量,这样两者才能近似相等.为使纸带打上尽量多的点,实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放= 中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度得:2AC B v s T=0.653m/s. 考点:本题考查探究恒力做功与动能改变的关系15.(1) f =3.6×103 N (2) s =806.25 m【解析】【详解】(1)汽车空载,设在水平公路上以最大速度v m 行驶时受到阻力大小为f ,汽车牵引力为F ,则: P =Fv m加速度为零:F =f解得f =3.6×103 N(2)汽车装上m =2.0 t 货物,设最大速度为v m1时,汽车牵引力为F 1,受到的阻力为f 1,在时间1.0 min 内通过的路程为s ,则:f =km 0gf 1=k (m 0+m )g最大速度时,加速度为零F 1=f 1又P =F 1v m1解得F 1=f 1=6×103 Nv m1=15 m/s根据动能定理21011()2m Pt f s m m v -=+ 解得s =806.25 m16.(1)v =(2)255W mgR mgR =-- 【解析】【详解】(1)当A 球运动到P 点时,将A 球的速度分解,如图所示:设A 球的速度为v ,根据几何关系可知B 球的速度为cos 452v v v =︒='B对A 和B 两小球的整体,由机械能守恒得:22112222mv mv mgR mg ⋅+=-'解得:v =(2)对A 球,由动能定理得:212+22mgR W mv =⋅解得:25W mgR =- 17.=1=8m/s =2=24J【解析】【详解】=1)物块从A 到B 的过程只有重力做功,故机械能守恒,所以有:mgh =12mv 2−12mv 02,故物块刚滑到斜面底端时(颠簸之前)的速度大小v =gh v 220+=8m /s ==2)物块在水平面上运动只有摩擦力做功,故由动能定理可得:−μmgx =0−12mv ′2,所以物块在斜面底端时(颠簸之后)的速度大小v ′=m /s =所以物块在B 点由于颠簸而损失的动能△E k =12mv 2−12mv ′2=24J 【点睛】经典力学问题一般先对物体进行受力分析,求得合外力及运动过程做功情况,然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。
机械能守恒定律练习含答案
机械能守恒定律精选练习一夯实基础1.如图所示实例中均不考虑空气阻力,系统机械能守恒的是()【答案】D【解析】:人上楼、跳绳过程中机械能不守恒,从能量转化角度看都是消耗人体的化学能;水滴石穿,水滴的机械能减少的部分转变为内能;弓箭射出过程中是弹性势能与动能、重力势能的相互转化,只有重力和弹力做功,机械能守恒。
2.(2019·浙江省温州市诸暨中学高一下学期期中)关于以下四幅图,下列说法中正确的是()A.图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程中它的机械能守恒B.图2中火车在匀速转弯时动能不变,故所受合外力为零C.图3中握力器在手的压力作用下弹性势能增加了D.图4中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能守恒【答案】C【解析】:图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程,钢绳对它做负功,所以机械能不守恒,故A错误;图2中火车在匀速转弯时做匀速圆周运动,所受的合外力指向圆心且不为零,故B错误;图3中握力器在手的压力下形变增大,所以弹性势能增大,C正确;图4中撑杆跳高运动员在上升过程中撑杆的弹性势能转化为运动员的机械能,所以运动员的机械能不守恒,故D错误。
3.(2019·山东省济南外国语学校高一下学期月考)如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一物体向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面。
设物体在斜面最低点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 ,则物体运动到C 点时,弹簧的弹性势能是( )A .mgh -12mv 2 B .12mv 2-mgh C .mghD .mgh +12mv 2 【答案】B【解析】:由A 到C 的过程运用机械能守恒定律得:mgh +E p =12mv 2所以E p =12mv 2-mgh ,故选B 。
4.如图,质量为m 的苹果,从离地面H 高的树上由静止开始落下,树下有一深度为h 的坑。
若以地面为零势能参考平面,则当苹果落到坑底时的机械能为( )A .-mghB .mgHC .mg (H +h )D .mg (H -h )【答案】B【解析】:苹果下落过程机械能守恒,开始下落时其机械能为E =mgH ,落到坑底时机械能仍为mgH 。
高中物理第八章机械能守恒定律专项训练(带答案)
高中物理第八章机械能守恒定律专项训练单选题1、A、B两小球用不可伸长的轻绳悬挂在同一高度,如图所示,A球的质量小于B球的质量,悬挂A球的绳比悬挂B球的绳更长。
将两球拉起,使两绳均被水平拉直,将两球由静止释放,两球运动到最低点的过程中()A.A球的速度一定大于B球的速度B.A球的动能一定大于B球的动能C.A球所受绳的拉力一定大于B球所受绳的拉力D.A球的向心加速度一定大于B球的向心加速度答案:AA.对任意一球,设绳子长度为L,小球从静止释放至最低点,由机械能守恒定律得mgL=12mv2解得v=√2gL∝√L因为,悬挂A球的绳比悬挂B球的绳更长,通过最低点时,A球的速度一定大于B球的速度,A正确。
B.根据E k=12mv2,由于A球的质量小于B球的质量,而A球的速度大于B球的速度,无法确定A、B两球的动能大小,B错误;C.在最低点,由拉力和重力的合力提供向心力,由牛顿第二定律得F−mg=m v2L解得F=3mg绳的拉力与L无关,与m成正比,所以A球所受绳的拉力一定小于B球所受绳的拉力,C错误;D .在最低点小球的向心加速度a 向=v 2L=2g 向心加速度与L 无关,所以A 球的向心加速度一定等于B 球的向心加速度,D 错误。
故选A 。
2、北斗卫星导航系统由地球同步静止轨道卫星a 、与地球自转周期相同的倾斜地球同步轨道卫星b ,以及比它们轨道低一些的轨道星c 组成,它们均为圆轨道卫星。
若某中轨道卫星与地球同步静止轨道卫星运动轨迹在同一平面内,下列说法正确的是( )A .卫星b 运行的线速度大于卫星c 的线速度B .卫星a 与卫星b 一定具有相同的机械能C .可以发射一颗地球同步静止轨道卫星,每天同一时间经过杭州上空同一位置D .三颗卫星的发射速度均大于7.9km/s 答案:DA .由牛顿第二定律得GMm r 2=mv 2r得v =√GM r因卫星b 运行的半径大于卫星c 的半径,卫星b 运行的线速度小于卫星c 的线速度,选项A 错误;B .机械能包括卫星的动能和势能,与卫星的质量有关,而卫星a 与卫星b 的质量不一定相同,故卫星a 与卫星b 不一定具有相同的机械能,选项B 错误;C.地球同步静止轨道卫星必须与地球同步具有固定的规定,只能在赤道上空的特定轨道上,不可能经过杭州上空,选项C错误;D.7.9km/s是最小的发射速度,故三颗卫星的发射速度均大于7.9km/s,选项D正确。
(完整版)机械能守恒定律练习题含答案
(完整版)机械能守恒定律练习题含答案机械能守恒定律练习题一、选择题(每题6分,共36分)1、下列说法正确的是:(选CD)A、物体机械能守恒时,一定只受重力和弹力的作用。
(是只有重力和弹力做功)B、物体处于平衡状态时机械能一定守恒。
(吊车匀速提高物体)C、在重力势能和动能的相互转化过程中,若物体除受重力外,还受到其他力作用时,物体的机械能也可能守恒。
(受到一对平衡力)D、物体的动能和重力势能之和增大,必定有重力以外的其他力对物体做功。
2、两个质量不同而动能相同的物体从地面开始竖直上抛(不计空气阻力),当上升到同一高度时,它们(选C)A.所具有的重力势能相等(质量不等)B.所具有的动能相等C.所具有的机械能相等(初始时刻机械能相等)D.所具有的机械能不等3、一个原长为L的轻质弹簧竖直悬挂着。
今将一质量为m的物体挂在弹簧的下端,用手托住物体将它缓慢放下,并使物体最终静止在平衡位置。
在此过程中,系统的重力势能减少,而弹性势能增加,以下说法正确的是(选A)A、减少的重力势能大于增加的弹性势能(手对物体的支持力也有做功,根据合外力做功为0)B、减少的重力势能等于增加的弹性势能C、减少的重力势能小于增加的弹性势能D、系统的机械能增加(动能不变,势能减小)4、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(选B)A、mghB、mgHC、mg(H+h)D、mg(H-h)6、质量为m的子弹,以水平速度v射入静止在光滑水平面上质量为M的木块,并留在其中,下列说法正确的是(选BD)A.子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等(与木块和子弹的动能,还有热能)B.阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等(子弹的合外力是阻力)C.子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等D.子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功(一部分转化成热能)二、填空题(每题8分,共24分)7、从离地面H高处落下一只小球,小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重力的k倍,而小球与地面相碰后,能以相同大小的速率反弹,则小球从释放开始,直至停止弹跳为止,所通过的总路程为 H/k 。
高中物理第八章机械能守恒定律专项训练题(带答案)
高中物理第八章机械能守恒定律专项训练题单选题1、如图(a)所示,一个可视为质点的小球从地面竖直上抛,小球的动能E k随它距离地面的高度ℎ的变化关系如图(b)所示,取小球在地面时的重力势能为零,小球运动过程中受到的空气阻力大小恒定,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.小球的质量为2E0gℎ0B.小球受到空气阻力的大小为E0gℎ0C.上升过程中,小球的动能等于重力势能时,小球距地面的高度为47ℎ0D.下降过程中,小球的动能等于重力势能时,小球的动能大小为E02答案:CAB.上升阶段,根据能量守恒2E0=fℎ0+mgℎ0下降阶段,根据能量守恒E0+fℎ0=mgℎ0联立解得,小球的质量为m=3E0 2gℎ0小球受到空气阻力的大小为f=E0 2ℎ0故AB错误;C.上升过程中,小球的动能等于重力势能时,根据能量守恒2E0=E k1+mgℎ+fℎ=2mgℎ+fℎ解得小球距地面的高度为ℎ=47ℎ0故C正确;D.下降过程中,小球的动能等于重力势能时,设此时高度ℎ1,根据能量守恒mgℎ0=E k2+mgℎ1+f(ℎ0−ℎ1)=2E k2+fℎ0−fℎ1即3E0 2=2E k2+E02−fℎ1解得小球的动能大小E k2=E0+fℎ12不等于E02,故D错误。
故选C。
2、下列有关力对物体做功的说法正确的是( )A.静摩擦力一定不做功B.如果外力对物体做功为零,则物体一定处于静止状态C.物体受到的外力越大则外力对物体所做的功越大D.物体在运动过程中,若受力的方向总是垂直于速度的方向,则此力不做功答案:DA.静摩擦力也可以做功,如物体随倾斜传送带向上运动,物体受到静摩擦力做功,故A错误;B.如匀速下落的小球,外力对物体做功为零,物体不是处于静止状态,故B错误;C.物体受到的外力对物体所做功的大小和力、位移和力位移夹角有关,故C错误;D.物体在运动过程中,若受力的方向总是垂直于速度的方向,则此力不做功,故D正确。
故选D。
九年级物理机械能守恒练习题及答案
九年级物理机械能守恒练习题及答案(一)1. 问题:一辆质量为500kg的汽车,以10m/s的速度行驶,求汽车的动能。
解答:动能的计算公式为:动能 = 1/2 ×质量 ×速度的平方代入数据进行计算,得动能 = 1/2 × 500 × 10 × 10 = 25000J2. 问题:一个质量为2kg的物体从10m高的斜面上滑下,忽略空气摩擦,求物体在滑到地面时的动能。
解答:物体在滑到地面时的动能等于物体从斜面顶端下滑下来时的势能转化而成的动能,即重力势能转化为动能。
物体从斜面顶端下滑到地面时,其高度的变化为10m,重力势能的转化等于重力 ×高度差,即转化的动能为重力 ×高度差 = 质量 ×重力加速度 ×高度差代入数据进行计算,得动能 = 2 × 9.8 × 10 = 196J(二)1. 问题:一台发电机每秒产生100J的机械能,电灯每秒消耗25J的电能来照明,请问每秒有多少机械能转化为其他形式的能量?解答:机械能的守恒原理表明,机械能可以转化为其他形式的能量,如电能、热能等,转化的总能量等于机械能的变化。
由题可知机械能的变化为每秒产生100J的机械能减去每秒消耗25J的电能,即机械能的转化为其他形式的能量为 100J - 25J = 75J2. 问题:一个重锤自高处自由落下,下落过程中逐渐减速,最终停止运动,请问重力势能转化为哪些形式的能量?解答:重锤自由落下过程中,重力做功将重力势能转化为其他形式的能量。
根据机械能守恒定律,重力势能的减少等于动能的增加。
重锤下落过程中,重力势能逐渐减少,动能逐渐增加,直至最终停止运动时,动能达到最大值,而重力势能转化为动能的过程中,也会有部分损失为热能,主要表现为重锤下落时的摩擦热。
因此,重力势能转化的形式主要为动能和热能。
练习题答案:1. 解答:动能 = 1/2 × 2 × 4 × 4 = 16J2. 解答:由动能守恒定律可知,物体在下滑过程中动能的转化等于上升过程中的势能损失,即 1/2 × 2 × 6 × 6 - 1/2 × 2 × 4 × 4 = 52J 总结:本文主要讨论了九年级物理中机械能守恒的相关概念和计算方法。
高中机械能守恒试题及答案
高中机械能守恒试题及答案一、选择题1. 机械能守恒定律适用于以下哪种情况?A. 只有重力做功B. 只有电场力做功C. 只有摩擦力做功D. 只有弹簧弹力做功2. 一个物体从静止开始自由下落,其机械能守恒吗?A. 是B. 不是3. 一个物体在水平面上以恒定速度运动,其机械能守恒吗?A. 是B. 不是二、填空题4. 当一个物体只受到_______作用时,机械能守恒。
5. 一个物体在竖直方向上做自由落体运动,其重力势能_______,动能_______。
三、简答题6. 解释为什么在没有外力作用的情况下,一个物体的机械能是守恒的。
四、计算题7. 一个质量为2kg的物体从5米高处自由下落,忽略空气阻力,求物体落地时的速度。
答案一、选择题1. 答案:A. 只有重力做功2. 答案:A. 是3. 答案:B. 不是二、填空题4. 答案:保守力5. 答案:减小,增大三、简答题6. 解释:在没有外力作用的情况下,物体的机械能守恒是因为机械能是物体内部能量的总和,包括动能和势能。
当没有外力作用时,物体内部的能量不会增加或减少,只会在动能和势能之间转换,因此总的机械能保持不变。
四、计算题7. 解答:首先,我们可以使用势能转化为动能的原理来解决这个问题。
物体的势能为 \( PE = mgh \),其中 \( m \) 是质量,\( g \) 是重力加速度(取9.8 m/s²),\( h \) 是高度。
将给定的值代入公式,我们得到:\[ PE = 2 \times 9.8 \times 5 = 98 \text{ J} \]由于机械能守恒,势能转化为动能,动能 \( KE \) 可以用 \( KE =\frac{1}{2}mv^2 \) 来表示。
设 \( v \) 为落地时的速度,我们有:\[ 98 = \frac{1}{2} \times 2 \times v^2 \]\[ v^2 = \frac{98}{1} \]\[ v = \sqrt{98} \approx 9.9 \text{ m/s} \]结束语:机械能守恒定律是物理学中一个基本的守恒定律,它在解决物理问题时非常有用。
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=⨯⨯==-+=+=。
高中物理第八章机械能守恒定律真题(带答案)
高中物理第八章机械能守恒定律真题单选题1、下列关于重力势能的说法正确的是()。
A.物体的重力势能一定大于零B.在地面上的物体的重力势能一定等于零C.物体重力势能的变化量与零势能面的选取无关D.物体的重力势能与零势能面的选取无关答案:CA.物体的重力势能可能等于零、大于零、小于零。
A错误;B.选地面为参考平面,在地面上的物体的重力势能等于零,不选地面为参考平面,在地面上的物体的重力势能不等于零。
B错误;C.物体重力势能的变化量与零势能面的选取无关,C正确;D.物体的重力势能与零势能面的选取有关。
D错误。
故选C。
2、如图所示,用锤头击打弹簧片,小球A做平抛运动,小球B做自由落体运动。
若A、B两球质量相等,且A球做平抛运动的初动能是B球落地瞬间动能的3倍,不计空气阻力。
则A球落地瞬间的速度方向与竖直方向的角度为()A.30°B.45°C.60°D.120°答案:C设B落地的速度为v,则有E kB=12mv2设A做平抛运动的初速度为v0,则有E kA=12mv02=3E kB=3×12mv2解得v0=√3v因A在竖直方向的运动是自由落体运动,故A落地时竖直方向的速度也为v,设A球落地瞬间的速度方向与竖直方向的角度为θ,则有tanθ=v0v=√3解得θ=60∘故选C。
3、如图所示,某同学疫情期间在家锻炼时,对着墙壁练习打乒乓球,球拍每次击球后,球都从空中同一位置斜向上飞出,其中有两次球在不同高度分别垂直撞在竖直墙壁上,不计空气阻力,则球在这两次从飞出到撞击墙壁前()A.在空中飞行的时间可能相等B.飞出时的初速度竖直分量可能相等C.飞出时的初动能可能相等D.撞击墙壁的速度大小可能相等答案:CA .将乒乓球的运动逆过程处理,即为平抛运动,两次的竖直高度不同,根据t =√2ℎg可知两次运动时间不同,故A 错误;B .在竖直方向上做自由落体运动,因两次运动的时间不同,根据v y =gt故初速度在竖直方向的分量不同,故B 错误; D .两次水平射程相等,但两次运动的时间不同,根据v x =x t墙壁可知,两次撞击墙壁时速度大小不相等,故C 错误;C .竖直速度大的,运动时间长,因此其水平速度就小,根据速度的合成v =√v x 2+v y2 可知飞出时的初速度大小可能相等,初动能可能相等,故C 正确。
机械能守恒定律习题(含答案)
机械能守恒定律习题(含答案)《机械能守恒》第Ⅰ卷(选择题,共40分)⼀、选择题(每⼩题4分,共40分。
在每⼩题给出的四个选项中,⾄少有⼀个选项是正确的,全部选对得4分,对⽽不全得2分。
)1、关于机械能是否守恒的叙述,正确的是()A.做匀速直线运动的物体机械能⼀定守恒B.做变速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.若只有重⼒对物体做功,物体的机械能⼀定守恒2、质量为m的⼩球,从离桌⾯H⾼处由静⽌下落,桌⾯离地⾯⾼度为h,如图1所⽰,若以桌⾯为参考平⾯,那么⼩球落地时的重⼒势能及整个下落过程中重⼒势能的变化分别是()A.mgh,减少mg(H-h)B.mgh,增加mg(H+h)C.-mgh,增加mg(H-h)D.-mgh,减少mg(H+h)图13、⼀个物体以⼀定的初速度竖直上抛,不计空⽓阻⼒,那么如图2所⽰,表⽰物体的动能E k随⾼度h变化的图象A、物体的重⼒势能E p随速度v变化的图象B、物体的机械能E随⾼度h变化的图象C、物体的动能E k随速度v的变化图象D,可能正确的是()图24、物体从⾼处⾃由下落,若选地⾯为参考平⾯,则下落时间为落地时间的⼀半时,物体所具有的动能和重⼒势能之⽐为()A.1:4 B.1:3 C.1:2 D.1:15、如图3所⽰,质量为m的⽊块放在光滑的⽔平桌⾯上,⽤轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为M的砝码相连,已知M=2m,让绳拉直后使砝码从静⽌开始下降h(⼩于桌⾯)的距离,⽊块仍没离开桌⾯,则砝码的速率为()图3图4A .31gh 6 B .mgh C .gh 2 D .gh 3326、质量为m 的⼩球⽤长为L 的轻绳悬于O 点,如图4所⽰,⼩球在⽔平⼒F 作⽤下由最低点P 缓慢地移到Q 点,在此过程中F 做的功为() A .FL sin θ B .mgL cos θ C .mgL (1-cos θ) D .Fl tan θ7、质量为m 的物体,由静⽌开始下落,由于阻⼒作⽤,下落的加速度为54g ,在物体下落h 的过程中,下列说法中正确的应是()A .物体的动能增加了54mghB .物体的机械能减少了54mghC .物体克服阻⼒所做的功为51mghD .物体的重⼒势能减少了mgh8、如图5所⽰,⼀轻弹簧固定于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 点⽆初速地释放,让它⾃由摆下,不计空⽓阻⼒,在重物由A 点摆向最低点的过程中() A .重物的重⼒势能减少 B .重物的重⼒势能增⼤ C .重物的机械能不变 D .重物的机械能减少9、如图6所⽰,⼩球从⾼处下落到竖直放置的轻弹簧上,在弹簧压缩到最短的整个过程中,下列关于能量的叙述中正确的应是() A .重⼒势能和动能之和总保持不变 B .重⼒势能和弹性势能之和总保持不变 C .动能和弹性势能之和保持不变D .重⼒势能、弹性势能和动能之和总保持不变10、平抛⼀物体,落地时速度⽅向与⽔平⽅向的夹⾓为θ.取地⾯为参考平⾯,则物体被抛出时,其重⼒势能和动能之⽐为() A .tan θ B .cot θ C .cot 2θ D .tan 2θ图6 图5图8第Ⅱ卷(⾮选择题,共60分)⼆、填空题(每⼩题6分,共24分。
机械能守恒定律基础练习(计算题,带答案)
机械能守恒定律基础练习1
1. 气球以10m/S的速度匀速上升,当它上升到离地15m的高空时,从气球上掉下一个物体,若不计空气阻力,求物体落地的速度是多少?
2.质量为50㎏的跳水运动员,从1m的跳板上向上跳起,最后以⒐8m/S的速度入水,不计空气阻力,取g=9.8m/S2,求
(1)跳板对运动员做的功是多少?
(2)运动员在空中的最大高度离跳板多高?
3.如图所示,用长为L的细线将质量为m的小球悬于O点,现将小球拉到细线偏离竖直方向 角的位置,由静止释放,求小球摆到最低点时绳子拉力的大小。
4.如图所示,一匀质直杆AB长为2r.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.
A
O
B D
5.如图所示,轻质弹簧的一端与墙相连,质量为2kg的滑块以5m/s的初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2 m/s时,弹簧具有的弹性势能.
v0
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,若物体通过轨道最低点B时的速度为3gR,求:
(1)物体在A点时的速度大小;
(2)物体离开C点后还能上升多高.
7. 如图所示,一小球从倾角为30°的固定斜面上的A点水平抛出,初动能为6J,问球落到斜面上的B点时动能有多大?
答案:1、20m/s 2、(1)1911J (2)3.9m 3、mg(3-2cosθ) 4、
5、(1)25J (2)21J
6、(1)(2)3.5R
7、14J。
(完整版)机械能守恒定律测试题及答案
(完整版)机械能守恒定律测试题及答案机械能守恒定律测试题一、选择题(每题4分,共40分)1.下列说法正确的是()A .如果物体(或系统)所受到的合外力为零,则机械能一定守恒B .如果合外力对物体(或系统)做功为零,则机械能一定守恒C .物体沿固定光滑曲面自由下滑过程中,不计空气阻力,机械能一定守恒D .做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒2.如图所示,木板OA 水平放置,长为L ,在A 处放置一个质量为m 的物体,现绕O 点缓慢抬高到A '端,直到当木板转到与水平面成α角时停止转动.这时物体受到一个微小的干扰便开始缓慢匀速下滑,物体又回到O 点,在整个过程中()A .支持力对物体做的总功为mgLsin αB .摩擦力对物体做的总功为零C .木板对物体做的总功为零D .木板对物体做的总功为正功3、设一卫星在离地面高h 处绕地球做匀速圆周运动,其动能为1K E ,重力势能为1P E 。
与该卫星等质量的另一卫星在离地面高2h 处绕地球做匀速圆周运动,其动能为2K E ,重力势能为2P E 。
则下列关系式中正确的是()A .1K E >2K EB .1P E >2P EC .2211P K P K E E E E +=+D .11K PE E +< 22K P E E +4.质量为m 的物体,由静止开始下落,由于空气阻力,下落的加速度为g 54,在物体下落h 的过程中,下列说法正确的是() A .物体动能增加了mgh 54 B .物体的机械能减少了mgh 54 C .物体克服阻力所做的功为mgh 51 D .物体的重力势能减少了mgh5.如图所示,木板质量为M ,长度为L ,小木块的质量为m ,水平地面光滑,一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M 和m 连接,小木块与木板间的动摩擦因数为μ.开始时木块静止在木板左端,现用水平向右的力将m 拉至右端,拉力至少做功为() A .mgL μB .2mgL μC .2mgLμ D .gL m M )(+μ6.如图所示,一轻弹簧左端固定在长木板2m 的左端,右端与小木块1m 连接,且1m 、2m 及 2m 与地面之间接触面光滑,开始时1m 和2m 均静止,现同时对1m 、2m 施加等大反向的水平恒力1F 和2F ,从两物体开始运动以后的整个过程中,对1m 、2m 和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度),正确的说法是()A .由于1F 、2F 等大反向,故系统机械能守恒B .由于1F 、2F 分别对1m 、2m 做正功,故系统动能不断增加C .由于1F 、2F 分别对1m 、2m 做正功,故系统机械能不断增加D .当弹簧弹力大小与1F 、2F 大小相等时,1m 、2m 的动能最大7.如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A 点自由滑下,然后在水平面上前进至B 点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m ,A 、B 两点间的水平距离为L .在滑雪者经过AB 段的过程中,摩擦力所做的功()A .大于mgL μB .小于mgL μC .等于mgL μD .以上三种情况都有可能8.嫦娥一号奔月旅程的最关键时刻是实施首次“刹车”减速.如图所示,在接近月球时,嫦娥一号将要利用自身的火箭发动机点火减速,以被月球引力俘获进入绕月轨道.这次减速只有一次机会,如果不能减速到一定程度,嫦娥一号将一去不回头离开月球和地球,漫游在更加遥远的深空;如果过分减速,嫦娥一号则可能直接撞击月球表面.该报道的图示如下.则下列说法正确的是()A .实施首次“刹车”的过程,将使得嫦娥一号损失的动能转化为势能,转化时机械能守恒.B .嫦娥一号被月球引力俘获后进入绕月轨道,并逐步由椭圆轨道变轨到圆轨道.C .嫦娥一号如果不能减速到一定程度,月球对它的引力将会做负功.D .嫦娥一号如果过分减速,月球对它的引力将做正功,撞击月球表面时的速度将很大9、如图所示,物体A 、B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体A 、B 的质量都为m 。
机械能守恒定律习题及答案
机械能守恒定律习题及答案【篇一:《机械能守恒定律》各节练习题(精华版)(含答案)】>一、选择题1.如图5-19-1所示,两个互相垂直的力f1和f2作用在同一物体上,使物体运动,物体发生一段位移后,力f1对物体做功为4j,力f2对物体做功为3j,则力f1与f2的合力对物体做功为( ) a.7j b.5j c.3.5j d.1j 2.一个力对物体做了负功,则说明( ) 图5-19-1a.这个力一定阻碍物体的运动b.这个力不一定阻碍物体的运动3.关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是( )a.滑动摩擦力总是做负功b.滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功C.静摩擦力对物体一定做负功d.静摩擦力对物体总是做正功4.下列说法中正确的是( )a.功是矢量,正、负表示方向b.功是标量,正、负表示外力对物体做功,还是物体克服外力做功 c.力对物体做正功还是做负功,取决于力和位移的方向关系d.力做功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量5.如图5-19-2所示,一物体分别沿ao,bo轨道由静止滑到底端,物体与轨道间的动摩擦因数相同,物体克服摩擦力做功分别为w1,和w2,则( )a.w1w2 b.wl=w2c.w1w2 d.无法比较6.关于作用力与反作用力做功的关系,下列说法中正确的是( ) 图5-19-2a.当作用力做正功时,反作用力一定做负功b.当作用力不做功时,反作用力也不做功c.作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的d.作用力做正功时,反作用力也可以做正功二、填空7.______和______是做功的两个不可缺少的因素.8.如图5-19-3所示,用300n拉力f在水平面上拉车行走50m.已知拉力和水三、计算、说理题9.一人用100n的力从深4m的水井中匀速向上提水,然后提着水在水平地面上行走了12m,再匀速走到6 m深的地下室,则此人对水桶的力所做的功为多少?图5-19-43.功率一、选择题1.关于功率的概念,下列说法中正确的是(a.功率是描述力对物体做功多少的物理量b.由p?) w可知,功率与时间成反比 tc.由p=fv可知:只要f不为零,v也不为零,那么功率p就一定不为零d.某个力对物体做功越快,它的功率就一定大2.关于汽车在水平路上运动,下列说法中正确的是( )a.汽车启动后以额定功率行驶,在速率达到最大以前,加速度是在不断增大的b.汽车启动后以额定功率行驶,在速度达到最大以前,牵引力应是不断减小的c.汽车以最大速度行驶后,若要减小速度,可减小牵引力功率行驶d.汽车以最大速度行驶后,若再减小牵引力,速率一定减小3.下面关于功率的说法正确的是()a.做功多的物体,功率一定大b.功率大的汽车做功一定快c.-10kw小于8kwd.-10kw大于8kw4.设河水阻力跟船的速度平方成正比,若船匀速运动的速度变为原来的2倍,则船的功率变为原来的()倍 b. 2倍 c.4倍 d.8倍5.质量为m的物体从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动,在运动时间为t的过程中,合外力对它做功的平均功率为( )a.matb.212ma2t matc.2ma2td.226.汽车上坡时,必须换挡,其目的是( )a.减小速度,得到较小的牵引力b.增大速度,得到较小的牵引力c.减小速度,得到较大的牵引力d.增大速度,得到较大的牵引力二、填空7.用与斜面平行的10n的拉力沿斜面把一个物体从斜面底端拉到顶端需时间2.5s,已知斜面长3.0m,物体在斜面顶端时的速度为2.0m/s,在这过程中拉力的平均功率为______w,在斜面顶端的瞬时功率为______w.8.一个质量为5kg的物体从45m高的楼上自由下落至地面,则这一过程中重力的平均功率为: ,落地时重力的瞬时功率为:.三、计算题9.质量m=3kg的物体,在水平拉力f=6n的拉力作用下,在光滑的水平面上从静止开始运动,运动时间t=3s,求:(1)力f在3s内对物体所做的功(2)力f在3s内对物体所做的功的平均功率(3)3s末力f对物体所做的功的瞬时功率(1)滑块从a到b的过程中重力的平均功率.(2)滑块滑到b点时重力的瞬时功率.图5-20-111. 跳绳是一种健身运动.设某运动员的质量是50kg,他1min跳绳180次,假定在每次跳跃中,脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的的平均功率是多大?2,则该运动员跳绳时,克服重力做功54.重力势能一、选择题1.关于重力势能,下列说法中正确的是( )a.重力势能的大小只由重物本身决定b.重力势能恒大于零c.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零d.重力势能实际上是物体和地球所共有的2.关于重力势能与重力做功,下列说法中正确的是( )a.物体克服重力做的功等于重力势能的增加b.在同一高度,将物体以初速v0向不同的方向抛出,从抛出到落地过程中,重力做的功相等,物体所减少的重力势能一定相等c.重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功d.用手托住一个物体匀速上举时,手的支持力做的功等于克服重力的功与物体所增加的重力势能之和.3.关于重力势能的几种理解,正确的是( )a.重力对物体做正功时.物体的重力势能减小b.放在地面上的物体,它的重力势能一定等于零c.在不同高度将某一物体抛出.落地时重力势能相等d.相对不同的参考平面,物体具有不同数值的重力势能,但并不影响有关重力势能问题4.将一个物体由a移至b,重力做功( )a.与运动过程中是否存在阻力有关b.与物体沿直线或曲线运动有关c.与物体是做加速、减速或匀速运动有关d.与物体初、末位置高度差有关5.一实心铁球和一实心木球质量相等,将它们放在同一水平面上,下列说法正确的是()a.铁球的重力势能大于木球重力势能b.铁球的重力势能等于木球重力势能c.铁球的重力势能小于木球重力势能d.上述三种情况都有可能二、填空题6.一质量为1kg的物体,位于离地面高1.5m处,比天花板低2.5m.以地面为零势能位置时,物体的重力势能等于__ j;以天花板为零势能位置时,物体的重力势能等于____j(g取10m2/s)7.甲、乙两物体,质量大小关系为m甲=5m乙,从很高的同一高度处自由下落2s,重力做功之比为_____,对地面而言的重力势能之比为_____.三、计算题5.探究弹性势能的表达式图5-21-16.探究功与物体速度变化的关系一、选择题1.关于弹性势能,下列说法正确的是( )a.发生弹性形变的物体都具有弹性势能b.只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能c.弹性势能可以与其他形式的能相互转化d.弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳2.下列说法中正确的是( )a.当弹簧变长时,它的弹性势能一定增大b.当弹簧变短时,它的弹性势能一定变小c.在拉伸长度相同时,劲度系数越大的弹簧,它的弹性势能越大d.弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能3.在探究弹簧的弹性势能的表达式时,下面的猜想有一定道理的是( )a.重力势能与物体离地面的高度有关,弹性势能与弹簧的伸长量有关;重力势能与重力的大小有关,弹性势能可能与弹力的大小有关,而弹力的小又与弹簧的劲度系数是有关.因此2弹性势能可能与弹簧的劲度系数愚和弹簧的伸长量的二次方x有关23 b.a选项中的猜想有一定道理,但不应该与x有关,而应该是与x有关c.a选项中的猜想有一定道理,但应该是与弹簧伸长量的一次方即x有关.d.上面三个猜想都没有可能性.4.关于探究功与物体速度变化的关系实验中,下列叙述正确的是( )a.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值b.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致c.放小车的长木板应该尽量使其水平d.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出5.如图5-22-1所示为与小车相连,穿过打点计时器的一条纸带,纸带上的点距并不都是均匀的下列说法正确的是( )①纸带的左端是与小车相连的②纸带的右端是与小车相连的图5-22-1③利用e、f、g、h、i、j这些点之间的距离来确定小车的速度④利用a、b、c、d、e这些点之间的距离来确定小车的速度a.①③ b.②④ c.①④ d、②③6.如图5-22-2所示,一个物体以速度冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧,弹簧被压缩,在此过程中下列说法正确的是() a.物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比b.物体向墙壁运动相同的位移,弹力所做的功不相等c.弹力做正功,弹簧的弹性势能减小图5-22-2 d.弹力做负功,弹簧的弹性势能增加7.动能和动能定理一、选择题1.关于对动能的理解,下列说法正确的是( )a.动能是机械能的一种表现形式,凡是运动的物体都具有动能b.动能总为正值c.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化;但速度变化时,动能不一定变化d.动能不变的物体,一定处于平衡状态2.关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化,下列说法正确的是( )a.运动物体所受的合力不为零,合力必做功,则物体的动能一定要变化【篇二:机械能守恒定律练习题及其答案】t>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物体质量处,轻,b,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,已知圆轨道半径为r,小球的质量为m,不计各处摩擦,求:(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。
机械能守恒定律经典同步练习题及答案
机械能守恒定律同步习题1、一质量为1kg 的物体被人用手由静止向上提升1m ,这时物体的速度为2 m/s ,则下列说法正确的是A. 手对物体做功12JB. 合外力对物体做功12JC. 合外力对物体做功2JD. 物体克服重力做功10 J2、在下列情况下机械能不守恒的有:A .在空气中匀速下落的降落伞B .物体沿光滑圆弧面下滑C .在空中做斜抛运动的铅球(不计空气阻力)D .沿斜面匀速下滑的物体3、航天员进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态向下摆,到达竖直状 态的过程如图所示,航天员所受重力的瞬时功率变化情况是A .一直增大B 。
一直减小C .先增大后减小D 。
先减小后增大4、如图2所示,某力F=10N 作用于半径R=1m 的转盘的边缘上,力F 的大小保持不变,但方向始终保持与作用点的切线方向一致,则转动一 周这个力F 做的总功应为:A 、 0JB 、20πJC 、10JD 、20J.5、关于力对物体做功以及产生的效果,下列说法正确的是A.滑动摩擦力对物体一定做正功B.静摩擦力对物体一定不做功C.物体克服某个力做功时,这个力对物体来说是动力D.某个力对物体做正功时,这个力对物体来说是动力6、物体沿直线运动的v -t 关系如图所示,已知在第1秒内合外力对物体做的功为W ,则(A )从第1秒末到第3秒末合外力做功为4W 。
(B )从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2W 。
(C )从第5秒末到第7秒末合外力做功为W 。
(D )从第3秒末到第4秒末合外力做功为-0.75W 。
7、如图,卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙面上的木箱,使之沿斜面加速向上移动。
在移动过程中,下列说法正确的是A.F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力 所做的功之和B.F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C.木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能D.F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和8、如图所示,静止在水平桌面的纸带上有一质量为0. 1kg 的小铁块,它离纸带的右端距离为0. 5 m ,铁块与纸带间动摩擦因数为0.1.现用力向左以2 m/s 2的加速度将纸带从铁块下抽出,求:(不计铁块大小,铁块不滚动)(1)将纸带从铁块下抽出需要多长时间?(2)纸带对铁块做多少功?9、一种氢气燃料的汽车,质量为m =2.0×103kg ,发动机的额定输出功率为80kW ,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。
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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,已知圆轨道半径为R,小球的质量为m,不计各处摩擦,求:
(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,制作四分之一光滑圆弧轨道,小球从与O点等高的圆弧最高点滚下后水平抛出,试求:
(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。
例7. (2005年广东)如图所示,半径的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A,一质量m=0.10kg的小球,以初速度在水平地面上向左做加速度的匀减速直线运动,运动后,冲上竖直半圆环,最后小球落在C点,求A、C间的距离()
(例7)(例8)
例8. (2006年全国II)如图所示,一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC,其半径,轨道在C处与水平地面相切,在C处放一小物块,给它一水平向左的初速度,结果它沿CBA运动,通过A点,最后落在水平地面上的D点,求C、D
间的距离s。
取重力加速度。
自主测试题
1、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
2、一个物体以一定的初速度竖直上抛,不计空气阻力,那么如图中,表示物体的动能
随高度h变化的图象A,物体的重力势能随速度v变化的图象B,物体的机械能E 随高度h变化的图象C,物体的动能随速度v的变化图象D,可能正确的是()
3、某同学身高1.8m,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8m高的横杆,据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(),g取。
A. B. C. D.
4、如图所示,将一根长的金属链条拉直放在倾角的光滑斜面上,链条下端
与斜面下边缘相齐,由静止释放后,当链条刚好全部脱离斜面时,其速度大小为______。
(g取)
5、小钢球质量为m,沿光滑的轨道由静止滑下,轨道形状如图所示,与光滑轨道相接的圆形轨道的半径为R,要使小球沿光滑圆轨道恰能通过最高点,物体应从离轨道最低点多高的地方开始滑下?
(5题)(6题)
6、如图所示,一固定的楔形木块,其斜面的倾角,另一边与地面垂直,顶上有一定滑轮,一柔软的细线跨过定滑轮,两边分别与A、B连接,A的质量为4m,B的质量为m。
开始时将B按在地面上不动,然后放开手,让A沿斜面下滑而B上升。
物体A 与斜面间无摩擦,设当A沿斜面下滑s距离后,细线突然断了,求物块B上升的最大距离H。
答案
专项练习题:
例1:解析:在A下降B上升的过程中,A、B组成的系统机械能守恒,由机械能守恒定律得
解得
代入数据有
A着地后,B做竖直上抛运动,竖直上抛能上升的高度为
代入数据有
B物体上升过程中离地面的最大高度为。
例2:解析:释放后,系统加速运动,当A着地时B恰好达水平直径的左端,此时A、B速度均为,这一过程系统机械能守恒,此后B物体竖直上抛,求出最高点后即可得出结果,下面用机械能守恒定律的三种表达式来求解。
(1)方法一:用求解。
由
有,
得,
B以竖直上抛,则上抛最大高度,
故B上升的最大高度为。
(2)方法二:用△求解。
对A、B系统,△,
△,
由△有,
得。
同理可得。
(3)方法三:用△求解。
对A物体:△,
对B物体:△。
由△有,
则。
同理可得。
例3:解析:(1)小球从A滑到B的过程中,只有重力做功,机械能守恒,则。
(2)由机械能守恒有。
小球速度大小为,速度方向沿圆弧在该点的切线方向向下,
如图所示,即图中角。
由几何关系知,速度方向与竖直方向的夹角为。
(3)由机械能守恒得①
由牛顿第二定律得②
由①②式解得。
小球运动到C点,在竖直方向上受力平衡,。
例4:解析:(1)小球在圆弧上滑下过程中受重力和轨道弹力作用,但轨道弹力不做功,即只有重力做功,机械能守恒,可求得小球平抛的初速度。
根据机械能守恒定律得
设水平距离为s,根据平抛运动规律可得
(2)因H为定值,则当时,即时,s最大,最大水平距离。
例5:解析:小球摆动过程中受重力和细线的拉力作用,细线的拉力与小球的运动方向垂直,不做功,
所以这个过程中只有重力做功,机械能守恒。
小球在最高点作为初状态,如果把最低点的重力势能定为0,在最高点的重力势能就是,
而动能为零,即。
小球在最低点作为末状态,势能,而动能可以表示为:。
运动过程中只有重力做功,所以机械能守恒,即。
把各个状态下动能、势能的表达式代入,得
,
由此解出。
例6:解析:小球在整个运动过程中,仅受到重力和绳的拉力,而拉力对它不做功,所以在整个运动过程中机械能守恒,小球从释放位置运动到C点的过程中机械能守恒,以过C的水平面为零势能面,设小球在C点的速度为
则有:
而
所以
小球在竖直平面内以B为圆心做圆周运动,而且恰能经过C点,即在C点仅由重力提供向心力,所以:
由以上各式可得:,则
例7:解析:匀减速运动过程中,有。
恰好做圆周运动时物体在最高点B满足:
,得。
假设物体能到达圆环的最高点B,由机械能守恒有
,
解得。
因为,所以小球能通过最高点B。
小球从B点做平抛运动,有
,,
解得。
例8:解析:设小物块的质量为m,过A处时的速度为v,由A到D经历的时间为t,有。
①。
②。
③
由①②③式并代入数据得。
自主测试题:
1. B (子弹以一定的速度沿水平方向射向木块并留在其中这一过程中,摩擦力对M做的功(M位移小)小于子弹克服摩擦力做的功,机械能减少,机械能不守恒,子弹减少的动能一部分转化为热能,另一部分转化成M的动能和弹簧的势能,然后,将弹簧压缩至最短这一过程中只有系统内弹力做功,机械能守恒,但全过程机械能不守恒,从子弹射向木块直至弹簧被压缩至最短,动能一部分转化成热能,另一部分转化成势能。
应选B。
)
2.A、B、C、D(以一定初速度竖直上抛的物体,不计空气阻力,机械能守恒,因此C选项正确,由机械能守恒定律
可得,所以A选项正确,由公式可知B选项正确,又因为,所以D选项正确。
)
3. . B(设该同学的重心在其身体的中点上,把他看成质点,他上升的最大高度是,根据机械能守恒,,即,所以最接近。
)
4.取水平面为参考平面,
根据机械能守恒定律有,
解得。
5.刚释放时,小球的机械能为。
到达圆轨道的最高点时机械能为。
根据机械能守恒定律:。
要使小球刚好沿圆轨道通过最高点,应有
,,
解得。
6.设物体A沿斜面向下滑动s时速度为v,
则由机械能守恒定律可得:
,
即为。
①
细线断开瞬间,物块B上升的速度为,此后B做竖直上抛运动,设上升的距离为h,则有。
②
物体B上升的最大高度。
③
由①②③式,可解出H=1.2m。