【基础练习】《机械能守恒定律》（物理人教必修2）.docx

【基础练习】机械能守恒定律（物理人教必修2）一、单选题1. 在下列过程中，物体机械能一定守恒的是()A. 物体做斜抛运动的过程(不计空气阻力)B. 物体以5m/s2的加速度在竖直方向做匀加速直线运动的过程C. 物体在竖直面内做匀速圆周运动的过程D. 物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑的过程2. 在下列物理过程中，机械能守恒的有()A. 把一个物体竖直向上匀速提升的过程B. 人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程C. 汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程D. 以45g的加速度竖直向上做匀减速运动的物体3. 某人站立于竖直加速上升的电梯里，下列说法正确的是() A. 人受到的重力与电梯地板对人的支持力是一对平衡力B. 电梯对人的支持力和人对电梯的压力大小不相等C. 人处于超重状态，也就说人的重力增加了D. 人的机械能在不断增加4. 跳水运动员从10m高的跳台上跳下，在运动员下落的过程中()A. 运动员的动能增加，重力势能增加B. 运动员的动能减少，重力势能减少C. 运动员的动能减少，重力势能增加D. 运动员的动能增加，重力势能减少5. 质量均为m，半径均为R的两个完全相同的小球A，B上在水平轨道上以某一初速度向右冲上倾角为的倾斜轨道，两轨道通过一小段圆弧平滑连接.若两小球运动过程中始终接触，不计摩擦阻力及弯道处的能量损失，在倾斜轨道上运动到最高点时两球机械能的差值为()A. 0B. mgRsinC. 2mgRsinD. 2mgR6. 骑自行车上坡前往往要用力蹬几下，这样做的目的是()A. 增大车的惯性B. 减小车的惯性C. 减小车的动能D. 增大车的动能7. 蹦极是一项既惊险又刺激的运动，深受年轻人的喜爱.如图所示，蹦极者从P点静止跳下，到达A处时弹性绳刚好伸直，继续下降到最低点B处，B离水面还有数米距离.蹦极者在其下降的整个过程中，重力势能的减少量为E1、绳的弹性势能增加量为E2、克服空气阻力做功为W，则下列说法正确的是()A. 蹦极者从P到A的运动过程中，机械能守恒B. 蹦极者与绳组成的系统从A到B的过程中，机械能守恒C. E1=W+E2D. E1+E2=W8. 在地面上将一小球斜向上抛出，不计空气阻力，小球在空中运动直至落地的过程中A. 动能增加B. 重力势能减小C. 机械能减小D. 机械能守恒9. 如图，质量为1kg的小物块从倾角为30、长为2m的光滑固定斜面顶端由静止开始下滑，若选初始位置为零势能点，重力加速度取10m/s2，则它滑到斜面中点时具有的机械能和动能分别是()A. 5J，5JB. 10J，15JC. 0，5JD. 0，10J10. 质量为m的物体在空中以0.9g(g为重力加速度)的加速度下落，在物体下落h高度的过程中，正确的是()A. 重力势能减小了0.9mghB. 动能增大了0.9mghC. 动能增大了0.1mghD. 机械能损失了0.9mgh11. 如图所示，一个铁球从竖直在地面上的轻质弹簧的正上方某处自由落下，接触弹簧后将弹簧弹性压缩，从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度和受到的合外力的变化情况是()A. 合力变小，速度变小B. 合力变小，速度变大C. 合力先变小后变大，速度先变小后变大D. 合力先变小后变大，速度先变大后变小12. 如图所示，质量为m的小球用长为l的细线悬挂于O点。现将小球拉到细线与竖直方向夹角为60的位置由静止释放，不计空气阻力，重力加速度为g，小球过最低点时，小球的速度、对细线的拉力大小分别为()A. gl，2mgB. 2gl，3mgC. gl，3mgD. 2gl，2mg二、填空题13. 质量为5kg的钢球，从离地面100m高处自由下落1s，1s内钢球重力势能减少了_ J(取g=10m/s2，选地面为参考面)；1s末钢球的重力势能为_ J；如果选取地面以上1m处平面为参考平面，1s末它的重力势能为_ J；如果选取自由下落的出发点所在平面为参考平面，1s末的重力势能为_ J.14. 如图所示，轻绳的一端固定在O点，另一端系一小钢球.现将小钢球拉至A点，由静止释放，小钢球在竖直面内沿圆弧运动，先后经过B、C两点.则小钢球在B点的动能_(选填“大于”或“小于”)小钢球在C点的动能；通过C点时轻绳对小钢球的拉力_(选填“大于”或“小于”)小钢球所受的重力三、计算题15. 如图所示，竖直平面内的光滑弧形轨道AB与粗糙水平轨道BC在B点平滑连接。质量m=1kg的滑块(可看做质点)，在离B点高度h=0.2m的A点由静止滑下，到达B点后沿水平轨道向右滑行0.5m停止，g=10m/s2，求： (1)滑块进入水平轨道B点时的速度大小； (2)滑块受到水平轨道的摩擦力的大小。答案和解析【答案】1. A2. B3. D4. D5. C6. D7. C8. D9. C10. B11. D12. A13. 250；4950；4700；-25014. 小于，大于15. 解：(1)物体从弧形轨道下滑过程中，由动能定理可得：mgh=12mv2-0；解得：v=2gh=2100.2m/s=2m/s；即：物体滑至B点时的速度为2m/s；(2)在整个运动过程中，由动能定理可得：mgh-fx=0-0；即：1100.2-f0.5=0；解得：f=4N；即：滑块受到水平轨道的摩擦力的大小为4N。【解析】1. 解：物体在斜抛运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，A正确物体以5m/s2的加速度在竖直方向做匀加速直线运动，除了重力可能做功外，有其它力做功，机械能不守恒，B错误物体在细线拉力作用下沿光斜面上滑，除重力做功外，有其他力做功，机械能不守恒，D错误故选：机械能守恒的条件是：只有重力做功，结合机械能守恒的条件或根据动能和重力势能是否保持不变，判断机械能是否守恒解决本题的关键，掌握判断机械能守恒的方法：1、根据机械能守恒的条件，2、重力势能和动能是否保持不变2. 解：A、把一个物体竖直向上匀速提起，动能不变，重力势能增大，则机械能增大.故A错误B、人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，只有万有引力做功，机械能守恒，故B正确C、汽车关闭油门后沿水平向前滑行直到停止的过程，阻力对汽车做负功，其机械能不守恒，故C错误D、物体以45g的加速度竖直向上做匀减速运动时，由于加速度的大小小于g，由牛顿第二定律可知必定受到向上的外力，此外力对物体要做功，所以其机械能不守恒.故D错误故选：B对于单个物体或多个物体组成的物体，只受重力或弹力作用，机械能守恒，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，判断做功情况，即可判断物体是否是机械能守恒.也可以根据机械能的概念进行分析解决本题的关键掌握判断机械能守恒的方法：1、通过机械能守恒的条件，2、通过动能和重力势能是否保持不变3. 解：A、人有向上的加速度，合力向上，人受到的重力小于电梯地板对人的支持力，故A错误B、根据牛顿第三定律知，电梯对人的支持力和人对电梯的压力大小相等，故B错误C、人处于超重状态，是指人对电梯的压力大于人受到的重力，但人的重力不变，故C错误D、由于电梯地板对人的支持力对人做正功，所以人的机械能增加，故D正确故选：D 人做加速运动，处于非平衡状态，电梯对人的支持力和人对电梯的压力遵守牛顿第三定律.人处于超重状态，但人的重力不变.人的机械能根据功能原理分析其变化解决本题的关键要明确人的状态，通过分析受力情况，由牛顿定律研究.要注意超重的准确含义，不能认为超重时人的重力增加4. 解：运动员下落过程中，重力做正功，重力势能减小，运动员速度越来越大，因此动能增加，故ABC错误，D正确故选：D本题比较简单，只要弄清运动员下落过程中速度变化，以及重力做功情况即可正确解答本题本题考查了动能与势能之间转化的基本规律，对于这些基本规律要不断加强练习，加深理解和应用5. 解：两球运动到最高点时速度相等，动能相等，则两球机械能的差值等于重力势能的差值，为E=mg2Rsin=2mgRsin 故选：C 两球运动到最高点时速度相等，动能相等，机械能的差值等于重力势能的差值解决本题的关键要知道机械能的概念，明确知道机械能是动能和势能的总和，根据高度差确定重力势能的差值6. 解：骑自行车上坡前用力蹬几下，这样就是对自行车多做点功以增加自行车的动能，使自行车可以到达坡的顶端，所以D正确故选D上坡时，自行车的势能要增加，自行车的动能转化为自行车的势能，所以要对自行车多做功使自行车获得足够大的动能用来转化成势能上坡时，势能增加，动能转化成势能，需要的动能就会增大，本题和现实的生活结合在一起，可以增加学生学习的兴趣7. 解：A、蹦极者从P到A的过程中，除了重力做功以外，有空气阻力做功，机械能不守恒.故A错误；B、从A到B的过程中，有重力、弹力和阻力做功，对于系统，除了重力和弹力做功以外，有阻力做功，系统机械能不守恒.故B错误；C、D、根据能量守恒知，由于动能变化量为零，重力势能的减小量等于弹性势能的增加量与克服阻力做功之和，即E1=W+E2.故C正确，D错误故选：C根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，结合能量守恒守恒得出重力势能减小量、弹性势能增加量和克服空气阻力做功的大小关系解决本题的关键掌握机械能守恒的条件，即只有重力做功或弹力做功；知道能量守恒是一个普遍的规律，会通过能量守恒分析能量变化的关系8. 【分析】不计空气阻力，小球在空中运动直至落地的过程中只有重力做功，机械能守恒，由动能定理分析动能的变化；解决本题关键要掌握机械能守恒的条件：只有重力做功，判断出小球的机械能守恒，由高度的变化分析动能和重力势能有变化。【解答】A.将一小球斜向上抛出，重力对小球做负功，由动能定理知，小球的动能减小，故A错误;B.小球的高度上升，重力对小球做负功，则重力势能增加，故B错误;CD.球在空中运动直至落地的过程中只有重力做功，机械能守恒.故C错误，D正确。故选D 。9. 解：物体的机械能等于动能和重力势能的总和，选初始位置为零势能点，则初始位置的机械能E=0，在运动的过程中只有重力做功，机械能守恒，所以物体滑到斜面中点时的机械能为0.重力势能EP=mgh=10(-0.5)J=-5J.所以动能是5J，故C正确，ABD错误。故选：C。滑块在光滑斜面顶端由静止下滑，只有重力做功，机械能守恒.滑到斜面中点时的机械能等于在顶端时的机械能，根据EP=mgh求出重力势能解决本题的关键知道物体在运动的过程只有重力做功，机械能守恒.以及掌握重力势能的公式EP=mgh10. 解：A、重力做功等于重力势能的减少量，而W=mgh，故A错误B、物体在空中以0.9g(g为重力加速度)的加速度下落，故合力F=0.9mg，由动能定理得，Ek=Fh=0.9mgh，故B正确C、由B分析得，C错误D、机械能损失为0.1mgh，故D错误故选B质量为m的物体在空中以0.9g(g为重力加速度)的加速度下落，必定受阻力作用，应用动能定理分析可解注意理解功能关系，理解动能定理中各个字母的含义，难度不大11. 解：开始于弹簧接触时，压缩量很小，因此弹簧对小球向上的弹力小于向下重力，此时合外力大小：F=mg-kx，方向向下；随着压缩量的增加，弹力增大，故合外力减小，当mg=kx时，合外力为零，此时速度最大；由于惯性物体继续向下运动，此时合外力大小为：F=kx-mg，方向向上；物体减速，随着压缩量增大，物体合外力增大，当速度为零时，合外力最大.故整个过程中物体合力先减小后增大，速度先增大后减小，故ABC错误，D正确故选：D正确分析小球下落与弹簧接触过程中弹力变化，即可求出小球合外力的变化情况，进一步根据牛顿第二定律得出加速度变化，从而明确速度的变化情况本题考查了牛顿第二定律的综合应用，学生容易出错的地方在于当速度最大时，物体继续向下运动的情况分析，同时弹力的动态分析也是学生的易错点，因此在学习中要加强这方面的练习12. 解：设球由静止释放运动到最低点时的速度大小为v，根据机械能守恒定律得：mgL(1-cos60)=12mv2，解得：v=2gL(1-cos60)=gL；设在最低点细线对小球拉力的大小为T，根据牛顿第二定律得：T-mg=mv2L，解得：T=(3-2cos60)mg=2mg，根据牛顿第三定律，小球对细线拉力的大小为2mg，故A正确，BCD错误；故选：A。根据机械能守恒定律列式求解；重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解拉力，最后结合牛顿第三定律得到球对细线的拉力。本题关键是明确小球的运动规律，然后结合机械能守恒定律、向心力公式、牛顿运动定律列式后联立求解。13. 解：由h=12gt2可得：h=12101m=5m；则1s内小球的重力势能减少了：EP=mgh=505J=250J；选地面为参考面，则1s末小球的高度为：h1=100-5m=95m；则1s末钢球的重力势能为：EP1=mgh1=5095J=4750J；选取地面以上1m处平面为参考平面，h2=95m-1m=94m；则重力势能为：EP2=mgh2=5094J=4700J；选取自由下落的出发点所在平面为参考平面，则有：h3=-5m；EP3=mgh3=-505J=-250J；故答案为：250，4750，4700，-250由自由落体规律可求得1s内的下落位移，则可求得重力势能的改变量；由重力势能的公式可求得选取不同零势能面时的重力势能本题考查自由落体及重力势能的确定，要注意明确零势能面不同，则重力势能的数值不同；同时还要注意其符号的意义14. 【分析】小钢球在下摆的过程中，绳子拉力不做功，只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律分析动能的大小。小钢球在最低点C时，绳对小球的拉力与小球重力的合力提供圆周运动向心力，由牛顿第二定律分析拉力与重力的关系。掌握小球在运动过程中只有重力做功，遵守机械能守恒，竖直平面内圆周运动的物体通过最低点时，竖