【同步练习】《机械能守恒定律》（人教）.docx

机械能守恒定律同步练习 选择题 在空中某一位置，以大小的速度水平抛出一质量为的物体，经过时间物体下落一段距离后，其速度大小仍为，但方向与初速度方向相反，如图所示，则下列说法中正确的是. 风力对物体做功为零. 风力对物体做负功. 物体的机械能增加. 物体的动能变化为如图，把一根内壁光滑的细圆管弯成圆周形状，且竖直放置，管口竖直向上，管口水平向左，一小球从管口的正上方高处自由落下，经细管恰能到达细管最高点处若小球从管口正上方高处自由落下，进入管口运动到点后又从空中飞落进口，则为. . . . 物体在平衡力作用下运动的过程中，下列说法正确的是. 机械能一定不变. 物体的动能保持不变，而势能一定变化. 若物体的势能变化，则机械能一定变化. 若物体的势能变化，则机械能不一定有变化如图所示，、：三个相同的小球，从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时、从同高度分别开始自由下落和平抛。则从开始到水平地面的过程中（ ）. 它们的落地时间相同. 运动过程中重力做的功相同. 它们落地时的动能相同. 它们落地时重力的瞬时功率相同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)(). 将箭搭在弦上，拉弓的整个过程. 过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程. 在一根细线的中央悬挂着一石头，双手拉着细线缓慢分开的过程. 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（多选）质量的物体，由静止开始下落，由于阻力作用，下落的加速度为，在物体下落的过程中，下列说法中正确的是（ ）. 物体的动能增加了. 物体的机械能减少了. 物体克服阻力所做的功为. 物体的重力势能减少了(多选）如图所示，可以看作质点的小球从末端水平的圆弧轨道上最高点由静止开始沿轨道下滑，并沿水平方向抛出，小球抛出后落在斜面上。已知轨道高度为，斜面的倾角为，斜面上端与小球抛出点在同一水平面上，下端与抛出点在同一竖直线上，斜面长度为，斜面上、两点将斜面长度等分为三段。空气阻力不计，重力加速度为。若小球落在斜面上点，则（ ）. 小球在空中飞行时间为. 小球抛出的速度为. 小球从轨道上最高点释放到落在斜面上点的过程中重力做功为. 小球从轨道上最高点释放到落到斜面上点的过程中克服摩擦力做的功为（多选）如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上， 时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力随时间变化的图像如图所示，则（ ）. 这段时间内，小球处于运动下降阶段. 时刻小球的加速度为零. 这段时间内，小球和弹簧系统的机械能守恒. 这段时间内，小球的动能与重力势能之和在减小（多选）如图甲所示，静止在地面上的一个物体在竖直向上的拉力作用下开始运动，在向上运动的过程中，物体的动能与位移的关系图象如图乙所示其中在过程中的图线为平滑曲线，过程中的图线为平行于横轴的直线，过程中的图线为一倾斜的直线，不计空气阻力，下列说法正确的是( ). 物体上升到高处时，拉力的功率为零. 在过程中拉力大小恒为. 在过程中物体机械能增加. 在过程中物体的机械能不变（多选）如图所示，一固定斜面倾角为，一质量为的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小。若物块上升的最大高度为，则此过程中，物块的(). 动能损失了. 动能损失了. 机械能损失了 填空题. 机械能损失了把质量是的小球放在竖直的弹簧上，将小球往下按至的位置，如图甲所示。迅速松手后，球升高至最高位置（图丙），途中经过位置时弹簧正好处于原长（图乙）。已知、的高度差为，、的高度差为，弹簧的质量和空气阻力均可忽略，取。小球从运动到的过程中，弹簧的弹性势能的最大值为，小球在处的动能是. 计算与推导题如图所示，用细圆管组成的光滑轨道部分平直，部分是处于竖直平面内半径为的半圆，圆管截面半径有一质量为，半径比略小的光滑小球以水平初速度射入圆管（）若要小球能从端出来，初速度需多大？（）在小球从端出来的瞬间，管壁对小球的压力为，那么小球的初速度应为多少？如图所示，固定的长直水平轨道 与位于竖直平面内的光滑半圆轨道相接，圆轨道半径为 ， 恰好为该圆的一条竖直直径。可视为质点的物块 和 紧靠在一起静止于 处，物块 的质量 ，的质量，两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别沿轨道向左、右运动，物块 恰好能通过 点。已知物块 与 轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为 ，求：（）物块 运动到 点时的速度大小；（）两物块刚分离时物块 的速度大小；（）物块 在水平面上运动的时间 。如图所示，光滑绝缘的细圆管弯成半径为的半圆形，固定在竖直面内，管口、的连线是水平直径现有一质量为带正电的小球（可视为质点）从点正上方的点自由下落，、两点间距离为从小球进入管口开始，整个空间突然加一匀强电场，静电力在竖直向上的分力大小与重力大小相等，结果小球从管口处脱离圆管后，其运动轨迹经过点设小球运动过程中带电量没有改变，重力加速度为，求：（）小球到达点的速度大小；（）小球受到的静电力的大小；（）小球经过管口处时对圆管壁的压力的大小答案与解析 选择题 【解析】由题意知物体的动能不变，错；由于物体在竖直方向上初、末速度为，即物体不做自由落体运动，物体在竖直方向下落的高度小于，物体减少的机械能，所以，故错误；由动能定理知物体克服风力做的功与重力做的功相同，故错，对故选.【点睛】本题整合了动能定理、自由落体运动等多个知识点，关键要正确分析物体的受力情况，采用运动的分解方法研究【解析】当小球从管口的正上方高处自由落下，到达细管最高点处时的速度为零，则根据机械能守恒定律有(取管口的位置重力势能为零)，解得；当从管口正上方高处自由落下时，根据平抛运动规律有， ，解得，根据机械能守恒定律有，解得，故.故选.【点睛】在做题时一定要理解题目中“恰能运动到点”，以及“恰好落回点”这两个关键点，“恰能运动到点”说明此时的速度为零，“恰好落回点”说明平抛运动的水平和竖直位移都是半径.【解析】试题分析：物体在平衡力作用下运动的过程中机械能不一定不变，例如物体沿斜面匀速下滑的过程，选项错误；在平衡力作用下的速度不变，故物体的动能保持不变，而势能不一定变化，例如物体沿斜面匀速下滑的过程，选项错误；若物体的势能变化，因动能不变，故机械能一定变化，选项正确，错误；故选考点：平衡状态；机械能【解析】设斜面高度为，沿斜面下滑的时间为，应有，解得： ，由可求出物体自由下落和平抛运动时的时间为： ，可知它们运动的时间不相等故错误；重力做功与路径无关均为，故正确；三种情况下合力（重力）做的功相同均为，根据动能定理，物体沿斜面下滑和自由下落时应有： ，平抛运动时应有： ，比较可知平抛运动时末动能较大，故错误；根据重力做功的瞬时功率公式可知，由于物体沿斜面下滑到底端时的竖直分速度速度小于自由下落时的竖直速度，因此它们的瞬时功率不相同，故错误。所以正确，错误。【解析】试题分析：将箭搭在弦上，拉弓的整个过程中，拉力对箭做功，故机械能不守恒，故错误；过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程，动能不变，重力势能变大，故机械能不守恒，故错误；在一根细线的中央悬挂着一物体，双手拉着细线慢慢分开的过程，动能不变，重力势能减小，故机械能不守恒，故错误；笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程中，只有重力做功，故机械能守恒，故正确；考点：机械能守恒定律应用【名师点睛】解答本题应明确物体机械能守恒的条件为：系统只有重力或弹簧弹力做功；或者判断系统是否只有动能和势能的相互转化。【解析】物体下落过程，合力，由动能定理可知，合力的功等于动能的增加量，即.物体所受阻力为，则，所以，机械能的减少量等于物体克服阻力所做的功， .重力势能的减少是重力做功引起的，故，由此可知，、选项正确故选.【点睛】决本题的关键知道合力做功等于各力做功的代数和，知道合力做功等于动能的变化量，重力做功等于重力势能的减小量【解析】根据几何知识，小球做平抛运动的竖直分位移为： 则时间： ，故选项错误；、根据几何知识，小球做平抛运动的水平分位移为： 则： ，故选项正确；、根据重力做功的特点： ，故选项错误；、在圆弧轨道运动的过程中，根据动能定理： ，则： ，故选项正确。点睛：本题主要考查了平抛运动的基本公式及动能定理得直接应用，关键要运用数学知识得到平抛运动水平位移应满足的条件。【解析】、这段时间内，弹簧弹力逐渐增大，说明压缩量逐渐增大，小球处于运动下降阶段，故正确；、时刻，弹力最大，弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，合力不等于零，合力方向向上，所以加速度不等于零，错误；、只有重力和弹力做功，故小球和弹簧系统的机械能守恒，正确；、小球和弹簧系统的机械能守恒， 这段时间内，小球上升，弹簧弹性势能减小，则小球动能与重力势能之和在增加，错误。点睛：本题关键要将小球的运动分为自由下落过程、向下的加速和减速过程、向上的加速和减速过程进行分析处理，同时要能结合图象分析。【解析】、在上升到高度时，由图象可知， ，速度为，则功率为，故错误；、若在过程中拉力大小恒为，则物体的加速度为，动能，则动能与成正比；而由图象可知动能是与不成正比的，所以拉力的大小变化，故错误；、在过程中，物体匀速上升，此时物体受到的拉力为，故机械能不守恒，拉力做正功，故机械能增加，故正确；、在过程中，物体只受到重力的作用，故机械能守恒，故正确。点睛：根据功能关系：除重力以外其它力所做的功等于机械能的增量， 过程中物体动能、势能增加，知拉力做的功等于动能与势能之和，在之间，动能不变，势能增加，在之间，动能的减小量等于势能的增加量；解决本题的关键注意拉力与动能势能之间的相互转化关系，注重对图象理解。【解析】根据重力做功与重力势能变化的关系得，由静止竖直下落到地面，在这个过程中， ，所以重力势能减小了，错误正确；由除了重力和弹簧弹力之外的力做功量度机械能的变化得出，由静止竖直下落到地面，在这个过程中，根据牛顿第二定律得，物体除了重力之外就受竖直向上的阻力，所以物体的机械能减小了，正确；根据动能定理知道，由静止竖直下落到地面，在这个过程中， ，所以物体的动能增加了，故错误【解析】、根据动能定理应有 ，动能增量为负值，说明动能减少了，所以正确，错误；、再由牛顿第二定律（选取沿斜面向下为正方向）有，可得，根据功能关系应有，即机械能损失了，所以错误，正确。 填空题点睛：要熟记动能定理与功能原理在解题中的应用：涉及到总功、动能变化时应用动能定理解决；涉及到机械能变化时应求出除重力外其它力做的功 【解析】试题分析：小球从上升到的过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律求弹簧的弹性势能的最大值研究到的过程，由机械能守恒定律求小球在处的动能 计算与推导题小球在位置时弹簧的弹性势能最大小球从上升到的过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，则得，弹簧的弹性势能最大值等于小球由到时增加的重力势能，为： ；小球从到的过程机械能守恒，以点为参考点，则小球在处的动能等于在处的重力势能，为（） （） 或【解析】（）选所在平面为参考平面，从至的过程中，根据机械能守恒定律：在最高点小球速度满足由得（）小球在处受重力和细管竖直方向的作用力，根据牛顿第二定律，得：由解得讨论式，即得解：当小球受到向下的压力时，当小球受到向上的压力时，【解析】试题分析：（）物体 在竖直平面内做圆周运动，在 点时重力提供向心力由（）两物块分离后 物体沿圆轨道向上运动，仅重力做负功（）物块 与物块 由足够大的内力突然分离，分离瞬间内力远大于外力，两物块在水平方向上动量守恒，之后物体 做匀减速直线运动，