(完整版)机械能守恒定律同步练习提高练习题

机械能守恒定律双基训练★1.在只有重力做功的情况下,_________________________,这个结论叫作机械能守恒定律.【0.5】答案:物体的动能和势能发生转化,但机械能的总量保持不变★★2.下列情况中,运动物体机械能一定守恒的是( ).【0.5】(A)物体所受的合外力为零(B)物体不受摩擦力(C)物体受到重力和摩擦力(D)物体只受重力答案:D★★3.关于机械能是否守恒,下列叙述中正确的是( ).【1】(A)作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒(B)作匀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)只有重力对物体做功,物体机械能一定守恒答案:BD★★★4.下列说法中正确的是( ).【1.5】(A)一个物体所受的合外力为零,它的机械能一定守恒(B)一个物体所受的合外力恒定不变,它的机械能可能守恒(C)一个物体作匀速直线运动,它的机械能一定守恒(D)一个物体作匀加速直线运动,它的机械能可能守恒答案:BD纵向应用★★★5.a 、b 、c 三球自同一高度以相同速率抛出,a 球竖直上抛,b 球水平抛出,c 球竖直下抛.设三球落地的迷率分别为v a 、v b ,v c 则( ).【1.5】(A)v a >v b >v c(B)v a =v b >v c(C)v a >v b =v c(D)v a =v b =v c答案:D★★★6.质量为m 的物体,以初速度v 0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h 时,该物体具有的机械能为( ).【1.5】 (A)20mv 21 (B)mgh mv 2120 (C)mgh(D)mgh -mv 2120 答案:A★★★7.如图所示,质量相同的两个小球,分别用长l 和2l 的细绳悬挂在天花板上,分别拉起小球使线伸直呈水平状态,然后轻轻释放.当小球到达最低位置时( ).【2】(A)两球运动的线速度相等(B)两球运动的角速度相等(C)两球的向心加速度相等(D)细绳对两球的拉力相等答案:CD★★★8.当重力对物体做正功时,物体的( ).【1.5】(A)重力势能一定增加,动能一定减少(B)重力势能一定减少,动能一定增加(C)重力势能一定减少,动能不一定增加(D)重力势能不一定减少,动能一定增加答案:C★★★9.以下运动中机械能守恒的是( ).【1.5】(A)物体沿斜面匀速下滑(B)物体从高处以g/3的加速度竖直下落(C)不计阻力,细绳一端拴一小球,使小球在竖直平面内作圆周运动(D)物体沿光滑的曲面滑下答案:CD★★★10.图中的四个选项,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(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,机械能守恒的是图( ).(2002年全国春季高考试题)【1.5】答案:C★★★11.跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内,下列说法中正确的是( ).(2001年上海高考试题)【1.5】(A)空气阻力做正功(B)重力势能增加(C)动能增加(D)空气阻力做负功答案:CD★★★12.如图所示,一艘快艇发动机的冷却水箱离水面的高度为0.8m,现用导管与船底连通到水中,要使水能流进水箱(不考虑导管对水的阻力),快艇的航行速度至少应达到( ).【1.5】(A)2.0m/s (B)4.0m/s (C)6.0m/s (D)8.0m/s答案:B★★★13.枪竖直向上以初速度v 0发射子弹,忽略空气阻力,当子弹离枪口距离为____时,子弹的动能是其重力势能的一半.【1.5】 答案:3gv 20★★★14.在验证机械能守恒定律的实验中,要验证的是重锤重力势能的减少等于它动能的增加,以下步骤中仅是实验中的一部分,在这些步骤中多余的或错误的有______(填代号).【1.5】(A)用天平称出重锤的质量.(B)把打点计时器固定在铁架台上,并用导线把它和低压交流电源连接起来.(C)把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度.(D)接通电源,释放纸带.(E)用秒表测出重锤下落的时间.答案:AE★★★15.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50Hz,查得当地的重力加速度g=9.80m/s 2,测得所用的重物的质量为1.00㎏.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,把第一个点记作0,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点.经测量知道A、B、C、D 各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于_____J,动能的增加量等于__________J(取三位有效数字).【2】答案:7.62,7.56★★★16.如图所示,一根长l的细线,一端固定在顶板上,另一端拴一个质量为m的小球.现使细线偏离竖直方向α=60Δ°角后,从A点处无初速地释放小球.试问:(1)小球摆到最低点O时的速度多大?(2)小球摆到左方最高点的高度(相对最低点)多高?(3)若在悬点正下方处有一钉子,O′P=l/3,不计悬线与钉碰撞时的能量损失,则小球碰钉后向左摆动过程中能达到的最大高度有何变化?【3】答案:(1)gl(2)l/2(3)仍与A点等高★★★17.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?【4】答案:14J★★★★18.如图所示,通过定滑轮悬拌两个质量为m 1、m2的物体(m1>m2),不计绳子质量、绳子与滑轮问的摩擦,在m1向下运动一段距离的过程中,下列说法中正确的是( ).【2】(A)m1势能的减少量等于m2动能的增加量(B)m1势能的减少量等于m2势能的增加量(C)m1机械能的减少量等于m2机械能的增加量(D)m1机械能的减少量大于m2机械能的增加量答案:C★★★★19.一物体静止在升降机的地板上,在升降机加速上升的过程中,地板对物体的支持力所做的功等于( ).(1999年全国高考试题)【2】(A)物体势能的增加量(B)物体动能的增加量(C)物体动能的增加量加上物体势能的增加量(D)物体动能的增加量加上克服重力所做的功答案:CD★★★★20.如图所示,一轻质弹簧竖直放置,下端固定在水平面上,上端处于a 位置,当一重球放在弹簧上端静止时,弹簧上端被压缩到b 位置.现将重球(视为质点)从高于a 位置的c 位置沿弹簧中轴线自由下落,弹簧被重球压缩到最低位置d.以下关于重球运动过程的正确说法应是( ).【3】(A)重球下落压缩弹簧由a 至d 的过程中,重球作减速运动(B)重球下落至b 处获得最大速度(C)由a 至d 过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c 下落至d 处时重力势能减少量(D)重球在b 位置处具有的动能等于小球由c 下落到b 处减少的重力势能答案:BC★★★★21_如图所示,长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架,在A 处固定质量为2m 的小球,B 处固定质量为m 的小球,支架悬挂在O 点,可绕过O 点并与支架所在平面相垂直的同定轴转动.开始时OB与地面相垂直,放手后支架开始运动,在不计任何阻力的情况下,下列说法中正确的是( ).(2000年上海高考试题)【2.5】(A)A 球到达最低点时速度为零(B)A 球机械能减少量等于B 球机械能增加量(C)B 球向左摆动所能达到的最高位置应高于A 球开始运动时的高度(D)当支架从左向右返回摆动时,A 球一定能回到起始高度答案:BCD★★★★22.如图所示,一个粗细均匀的U 形管内装有同种液体,在管口右端盖板A 密闭,两液面的高度差为h,U 形管内液柱的总长度为4h.现拿去盖板,液体开始运动,当两液面高度相等时,右侧液面下降的速度为( ).【3】 (A)gh 21 (B)gh 41 (C)gh 61 (D)gh 81 答案:D★★★★23.如图所示,粗细均匀、全长为h 的铁链,对称地挂在轻小光滑的定滑轮上.受到微小扰动后,铁链从静止开始运动,当铁链脱离滑轮的瞬间,其速度大小为( ).【3】(A)gh (B)gh 21 (C)2gh 21 (D)2gh答案:C★★★★24.长l 的线的一端系住质量为,的小球,另一端固定,使小球在竖直平面内以绳的固定点为圆心恰能作完整的圆周运动,卜列说法中正确的是( ).【3】(A)小球、地球组成的系统机械能守恒(B)小球作匀速圆周运动(C)小球对绳拉力的最大值与最小值相差6mg(D)以最低点为参考平面,小球机械能的最小值为2mgl答案:AC★★★★25.质量m=5㎏的小球系于弹簧的一端,套在光滑竖直圆环上,弹簧的另一端固定在环上的A 点,环半径R=0.5m,弹簧原长l 0=R=0.5m.当球从图中位置C 滑至最低点B 时,测得v A =3m/s,则在B 点时弹簧的弹性势能E P =____J.【3】 答案:15★★★★★26.如图所示,小球质量为m,用长为l 的细绳悬挂在一枚细钉上,用一大小为F 的水平恒力拉球,至细绳偏转角度为θ(θ＜90°)时撤去F,如在运动中绳子始终处于伸直状态.求:(1)小球能上升的最大高度.(2)小球又回到最低点时,细绳上张力的大小.【4】答案:(1)当θsin mg F ≤时,mg Flsin h θ=;当θ2sin 5mg F ≥时,h=2l(2)mg+2Fsinθ 横向拓展★★★27.质量为m 的物体,从静止开始,以g/2的加速度竖直下落h 的过程中( ).【4】(A)物体的机械能守恒(B)物体的机械能减少2mgh (C)物体的重力势能减少2mgh (D)物体克服阻力做功为2mgh 答案:BD★★★★28.如图所示,在竖直平面内固定着光滑的1/4圆弧槽,它的末端水平,上端离地高H,一个小球从上端无初速滚下.若小球的水平射程有最大值,则圆弧槽的半径为( ).【4】(A)H/2 (B)H/3 (C)H/4 (D)H/6答案:A★★★★29.如图所示,一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v 匀速运动,现将质量为m 的物体竖直向下轻轻地放置在木板上的P处,已知物体m 和木板之间的动摩擦因数为μ.为保持木板的运动速度不变,从物体m 放到木板上到它相对木板静止的过程中,对木板施一水平向右的作用力F,力F 要对木板做功,做功的数值可能为( ).【4】(A)4mv 2(B)2mv 2 (C)mv 2 (D)2mv 2答案:C★★★★30.某消防队员从一平台上跳下,下落2m 后双脚着地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5m,由此可估计在着地过程中,地面对他双脚的平均作用为自身所受重力的( ).【3】(A)2倍 (B)5倍 (C)8倍 (D)10倍答案:B★★★★31.如图所示,电梯质量为M,它的水平地板上放置一质量为m 的物体,电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动.当上升高度为H 时,电梯的速度达到v,则在这段过程中,下列说法中正确的是( ).【3】(A)电梯地板对物体的支持力所做的功等于2mv 2(B)电梯地板对物体的支持力所做的功大于2mv 2 (C)钢索的拉力所做的功等于MgH 2Mv 2+ (D)钢索的拉力所做的功大于MgH 2Mv 2+ 答案:BD★★★★32.将物体以60J 的初动能竖直向上抛出,当它上升到某点P 时,动能减为10J,机械能损失10J,若空气阻力大小不变,则物体落回到抛出点时的动能为( ).【4】(A)36J (B)40J (C)48J (D)50J答案:A★★★★33.如图所示,一物块以150J 的初动能从斜面底端A 沿斜面向上滑动,到B 时动能减少100J,机械能减少30J,则第一次到达最高点时的势能为_____J.若物块回到A 时和挡板相碰无能量损失,则物块第二次到达最高点时的势能为________J.【4】答案:105,42★★★★34.如图所示,半径为r 、质量不计的圆盘盘面与地面相垂直,圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O,在盘的最右边缘固定有一个质量为m 的小球A,在O 点的正下方离O 点r/2处固定一个质量也为m 的小球B.放开盘让其自由转动,问:(1)当A 球转到最低点时,两小球的重力势能之和减少了多少?(2)A 球转到最低点时的线速度是多大?(3)在转动过程中半径OA 向左偏离竖直方向的最大角度是多少?【6】答案:(1)mgr 21(2)gr 54(3)53arcsin ★★★★35.如图所示,光滑圆管形轨道AB 部分平直,BC 部分是处于竖直平面内半径为R 的半圆,圆管截面半径r ＜＜R.有一质量为m 、半径比r 略小的光滑小球以水平初速度v 0射入圆管,问:(1)若要使小球能从C 端出来,初速度v 0,多大?(2)在小球从C 端出来的瞬间,对管壁压力有哪几种典型情况？初速v 0各应满足什么条件?【6】答案:(1)gR 2v 0≥(2)①当N=0时,5gR v 0=②对管壁有向上的压力,5gR v 0>③对管壁有向下的压力,5gR v gR 20<≤★★★★36.如图所示,一根轻的刚性杆长为2l,中点A 和右端点B 各固定一个质量为m,的小球,左端O 为水平转轴.开始时杆静止在水平位置,释放后将向下摆动.问杆从开始释放到摆到竖直位置的过程中,杆对B 球做了多少功?【5】答案:mgl 52 ★★★★37.如图所示,一根可伸长的细绳,两端各拴有物体A 和B(两物体可视为质点).跨在一横截面为半圆形的、半径为R 的光滑圆柱面上,由图示位置从静止开始释放.若物体A 能到达半圆柱的顶点C,则物体A 和B 的质量之比须满足什么条件?【8】答案:1m m 31BA ≤≤-π ★★★★38.一传送带装置示意如图所示,其中传送带经过AB 区域时是水平的,经过BC 区域时变为圆弧形(圆弧由光滑模板形成,未画出),经过CD 区域时是倾斜的,AB 和CD 都与BC 相切.现将大量的质量均为m 的小货箱一个一个在A 处放到传送带上,放置时初速为零,经传送带运送到D 处,D 和A的高度差为h.稳定工作时传送带速度不变,CD 段上各箱等距排列,相邻两箱的距离为L.每个箱子在A 处投放后,在到达B 之前已经相对于传送带静止,且以后也不再滑动(忽略经BC 段时的微小滑动).已知在一段相当长的时间T 内,共运送小货箱的数目为N.这装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦.求电动机的平均输出功率P .(2003年全国高考理科综合试题)【10】答案:)gh TL N (T Nm 222+ ★★★★39.如图所示,一木块(可视为质点)沿倾角为37°的斜面从斜面底端以4.2m/s 的初速度滑上斜面.已知斜面与小块间的动摩擦因数为0.25,规定木块初始位置重力势能为零,试求木块的重力势能等于动能时距斜面底端的高度.【10】答案:向上运动时,h=0.386m;向下运动时,h=0.27m★★★★★40.如图所示,质量为M 的圆环,用一根细线悬挂着.另有两个质量为m 的带孔小球.可穿在环上兀摩擦地滑动.当两球同时由圆环顶部放开,并沿相反方向滑下时,小球与圆心连线与竖直方向的夹角为θ0.(1)在圆环不动的条件下.求悬线的张力T 随θ的变化规律.(2)小球与圆环的质量比m/M 至少为多大时圆环才可能上升?【12】答案:(1)T=Mg+2mg(3cos 2θ-2cosθ)(2)23M m ≥ ★★★★★41.如图所示,一轻绳通过无摩擦的定滑轮与放在倾角为30°的光滑斜向上的物体m 1连接,另一端和套在光滑竖直杆上的物体m 2连接,图中定滑轮到竖直杆的距离为3m,又知当物体m 2由图中位置从静止开始下滑1m 时,m 1和m 2受力恰好平衡.求:(1)m 2下滑过程中的最大速度.(2)m 2下滑的最大距离.【12】答案:(1)2.15m/s(2)2.3m★★★★★42.跳水运动员从高丁水面,H=10m 的跳台自由落下,运动员的质量m=60㎏,其体形可等效为长度l=1.0m 、直径d=0.30m 的圆柱体,略去空气阻力,运动员入水后水的等效阻力F作用于圆柱体下端面,F量值随入水深度Y的变化如图所示,该曲线近似为椭圆的一部分,长轴和短轴分别与OY和OF重合,为了确保运动员绝对安全,试计算水池中水的h至少应等于多少?(第十一届全国中学生物理竞赛预赛试题)【15】答案:4.9m。