机械能守恒定律测试题及答案

1、Eki ,重力势能为 Epi。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Ek2 ,重力势能为 Ep2。则下列关系式中正确的A Eki> EK2EP1 > EP2C. EkiEpi EK2 EP2 DEK1 EP1 V EK2 EP2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

2、放置，长为 L,在A处放置一个质量为 m的物体，现绕 。点缓慢抬高到A端，直到当木板转到与水平面成角时停止转动.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。点，在整个过程中（）A.支持力对物体做的总功为mgLsin”B.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4-g ,在物体下洛h的过程中，下56.如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板mi、m2及mh与地面之间接触面光滑,m2的左端，右端与小木块 mi连接，且开始时 mi和m2均静止，现同时对 m1、4.质量为m的物体，由静止开始下落，

3、由于空气阻力，下落的加速度为列说法正确的是（）4 .4,A.物体动能增加了 一mghB.物体的机械能减少了 一 mgh5 51C.物体克服阻力所做的功为-mghD.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 科.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. mgLb. 2 mgLmgLC.d. (M m)gLmi、m2和弹簧组成的m2施加等大反向的水平T1力F1和F2,从两物体开始运动以后的整个过程中，对系统（整个过程中弹

4、簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是（A.由于Fl、F2等大反向，故系统机械能守恒B.由于Fl、F2分别对mi、m2做正功，故系统动能不断增加C.由于F1、F2分别对m、m2做正功，故系统机械能不断增加D.当弹簧弹力大小与 Fi、F2大小相等时， m1、m2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 ，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 b.小于 mgLC.等于 mgLd.以上三种情况都有可能8 .嫦娥一

5、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

6、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。开始时细绳伸直，用手托着物体 A使弹簧处于原长且 A与地面的距离为 h,物体B静 止在地面上。放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v,此时物体B对地面恰好无压力，则下列说法中正确的是：（）A.弹簧的劲度系数为 m9h12B.此时弹簧的弹性势能等于mgh -mv2C.此时物体B的速度大小也为 vD .此时物体 A的加速度大小为 g,方向竖直向上10. 一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向向下运动，运动过程中，物体的机械能与位移的关系图象如图所示，其中0s过程的图象

7、为曲线，siS2过程的图象为直线，根据该图象，下列说法正确的是（）A. 0si过程中物体所受拉力一定是变力，且不断减小B. siS2过程中物体可能在做匀变速直线运动C. siS2过程中物体可能在做变加速直线运动D . 0S2过程中物体的动能可能在不断增大、实验题11 . （6分）一位同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，他的实验如下：在离地面高度 为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质l/VWAWO-、弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一小钢球接触.当弹簧处于 座自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示.让小钢球向左压h缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平

8、方向射出桌面，小（1）请你推导出弹簧弹性势能日与小钢球质量 m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式：.（2）弹簧的压缩量 x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示:弹簧的压缩量 x （cm）1.001.502.002.503.003.50钢球飞行的水平距离s （m）1.011.502.012.483.013.50根据以上实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能日与弹簧的压缩量x之间的关系，并说明理由:12. （12分）在用自由落体运动验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图.其中O点是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量。点到A

9、、B、C各点的距离，并记录在图中（单位cm）.已知打点计时器电源频率为50Hz,重锤质量为 m,当地重力加速度 g=9.80m/s2.（1）这三组数据中不符合有效数字读数要求的是 .（2）该同学用重锤取 OB段的运动来验证机械能守恒定律，先计算出该段重锤重力势能的减小量为 接着从打点计时器打下的第一个点O作为记数点数起，由图中数据可以算出打B点时动能的增加量为 （均保留三位有效数字）.这样他发现重力势能的减小量 （填“大于”或“小于”）动 能的增加量，造成这一错误的原因是 .三、计算题13. （10分）一辆质量为 m的汽车，以恒定的输出功率P在倾角为。的斜坡 上沿坡匀速行驶，如图所示，汽车受到

10、的摩擦阻力恒为f（忽略空气阻力）.求：汽车的牵引力F及速度v的表达式；（2）根据F及v的表达式，联系汽车上、下坡的实际，你能得到什么启 发？14. （8分）如图213所示，倾角为37o的传送带以4m/s的速度沿图示方向匀速运动。已知传送带的上、 下两端间的距离为 L=7m。现将一质量 m=0.4kg的小木块放到传送带的顶端，使它从静止开始沿传送带下滑， 已知木块与传送带间的动摩擦因数为心=0.25,取g=10m/s2。求木块滑到底的过程中，摩擦力对木块做的功以及生的热各是多少？15. （ 12分）我国的“嫦娥奔月”月球探测工程已经启动，分“绕、落、回”三个发展阶段：在2007年已发射一颗围绕月

11、球飞行的卫星，计划在2012年前后发射一颗月球软着陆器，在2018年后发射一颗返回式月球软着陆器，进行首次月球样品自动取样并安全返回地球。设想着陆器完成了对月球表面的考察任务 213后，由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱。如图所示，假设返回的着陆口器质量为 成月球表面的重力加速度为g,月球的半径为 R,轨道舱到月球的中（/一J心距离为r,已知着陆器从月球表面返回轨道舱的过程中需克服月球的引力做 R / /功W= mgR（1R/r）。不计月球表面大气对着陆器的阻力和月球自转的影响，则'、返回的着陆器至少需要获得多少能量才能返回轨道舱？一一16. (12分)质量为m的小物块A,放在质

12、量为 M的木板B的左端，B在水平拉力的作用下沿水平地面匀速 向右滑动，且 A、B相对静止.某时刻撤去水平拉力，经过一段时间， A在B上相对于B向右滑行了一段距离L (设木板B足够长)后A和B都停下.已知A、B间的动摩擦因数为 1 , B与地面间的动摩擦因数为2 ,且I通B I21 ，I:(1)、通过计算说明，A、B是否同时停止运动。Lf "丁二一口W J(2)、从撤去水平拉力到 A、B都停止运动的过程，B在地面上滑动的距离 x机械能守恒定律测试题参考答案一、选择题1 .答案：CD如果物体受到的合外力为零，机械能不一定守恒，如在光滑水平面上物体做匀 速直线运动，其机械能守恒。在粗糙水平

13、面上做匀速直线运动，其机械能就不守恒.所以A错误；合外力做功为零，机械能不一定守恒.如在粗糙水平面上用绳拉着物体做匀速直线运动，合外力做功为零，但其机械能就不守恒。所以 B错误；物体沿光滑曲面自由下 滑过程中，只有重力做功，所以机械能守恒.所以C正确；做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒，如自由落体运动，所以D正确.但有时也不守恒，如在粗糙水平面上拉着一个物体加速运动，此时就不守恒.2 .答案：AC 物体从A点到A的过程中，只有重力 G和支持力N做功，由动能定理WN mgLsin 0 ,在此过程中支持力做功为 WN mgLsin ，从A/回到O点的过程中支持力的方向与路径始终垂直，所以支持力不

14、做功，A正确.重力做的总功为零，支持力做的总功WN mgLsin ,由动能定理得 Wg Wn Wf 0得WfmgLsin , B不正确.木板对物体的作用力为支持力N和摩擦力F,由Wg Wn Wf 0得Wn Wf 0即木板对物体做的功为零，C正确，D错误.23 .【答案】AD【解析】由万有引力充当向心力G Mm 2-mv-得-mv2 G Mm ,所以(R h)2 R h 22(R h)Ek1 Gm、Ek2 GMm，选项A正确；取无穷远重力势能为零，则卫星在某一轨道上的 2(R h)2( R 2h)重力势能为Ep G Mm ,所以在离地面高 h处机械能为Ek1 Ep1GMm，在离地面高2h处R h

15、2(R h)机械能为EK2 Ep2G,选项D正确。2(R 2h)4 .答案：ACD物体下落的加速度为 4g,说明物体下落过程中受到的阻力大小为f 1mg，5 5由动能定理，Ek mgh 1mgh 4mgh；其中阻力做功为二mgh,即机械能减少量；又555重力做功总与重力势能变化相对应，故ACD正确.5 .答案：A 若使才汇力F做功最少，可使拉力 F恰匀速拉木块，容易分析得出F 2 mg (此时绳子上的拉力等于mg ）,而位移为。，所以W Fs 2 mg mgL .6 .答案：D本题可采用排除法.Fi、F2大于弹力过程，m1向右加速运动，m2向左加速运动，Fi、F2均做正功，故系统动能和弹性势能

16、增加，A错误；当Fi、F2小于弹力，弹簧仍伸长，Fi、F 2还是做正功，但动能不再增加而是减小，弹性势能在增加，B错；当m1、m2速度减为零， mi、m2反向运动，这时 Fi、F2又做负功，c错误.故只有D正确.7 .答案：C本题容易错选，错选的原因就是没有根据功的定义去计算摩擦力的功，而直接凭主观臆断去猜测答案，因此可设斜坡与水平面的夹角，然后根据摩擦力在斜坡上和 水平面上的功相加即可得到正确答案为C.8 .【答案】B C、D【解析】嫦娥一号在减速时要向前喷气，喷出的气体对嫦娥一号做负功，因此嫦娥一号的 速度会减小，根据机械能守恒的条件（只有重力做功）可知，嫦娥一号实施首次“刹车”的过程，机

17、械能是 不守恒的，因此 A错；嫦娥一号要对月球表面进行考查因此要离月球表面近一些，因此嫦娥一号必须从高轨 道变为低轨道，此时逐步由椭圆轨道转变为圆轨道，因此 B对；如果）嫦娥一号如果不能减速到一定程度， 此时月球无法俘获嫦娥一号，月球的引力不足以提供嫦娥一号绕月运行所需的向心力，此时嫦娥一号将远离 月球，此时月球的引力对嫦娥一号做负功，因此 C对；嫦娥一号如果过分减速，根据圆周运动的知识可知嫦 娥一号将直接奔向月球表面，此时，月球对它的引力将做正功，撞击月球表面时的速度将很大.因此D对9 .【答案】A【解析】因A下落，与地面即将接触时速度大小为v,此时物体B对地面恰攵?无压力，所以B物体受力平

18、衡，有mg kh ,所以弹簧的劲度系数为 mg,故选项A正确；由机械有守恒可知 A物体减少的重力势能与弹性势 h能和A的动能两者相等，所以选项B错.此时物体B的速度为零，选项 C错；A的加速度为零，选项 D错.10 .答案：BD选取物体开始运动的起点为重力零势能点，物体下降位移s,则由动能定理得，ii 2mgs Fs -mv 0 则物体的机械能为 E - mv （ mgs） Fs ,在E s图象中，图象斜率的大小反映拉力 22的大小，0si过程中，斜率变大，所以拉力一定变大，A错；sis2过程的图象为直线，拉力F不变，物体可能在做匀加速或匀减速直线运动，B对C错；如果全过程都有mg F ,则D

19、项就有可能.二、实验题211 .答案：（i） Ep m* （i分）（2） Ep与X的关系：Ep与X 2 mgs2 的动能相等，因此 Ep -mv2 -g-. 4h i2.答案：（i） OC 或者i5.7 （2分）（2） i.22m （2分）i.20m（2分） 大于 （2分）实验过 程中由于存在阻力因素，解析：（i）从有效数字的位数上不难选出OC不符合有效数字t数要求；（2）重力势能的减少量为i.22m,i成正比（i分）猜测的理由：由2mgs表中数据可知，在误差范围内，X8s,从Ep 京 可猜测Ep与x2成正比（2分）解析：由h ：矶2 , B点的瞬时速度是 AC全程的平均速度，可以求出动能的增

20、量为-mv2 =i.20m ;实验过程中由于存在阻力 Vt ,所以v sj；g-,根据机械能守恒定律：弹簧的弹性势能与小钢球离开桌面 22h因素，重力势能的减少量略大于动能的增加量, 三、计算题13.解析：（1）汽车上坡时沿斜面做匀速运动，则Fl f mgsin , （1分）P F1v（1分） 解得v P （1分） f mg sin（2）汽车下坡时，同理有 f F2 mgsin , （ 1分） P F2v2 （ 1分）-P,，八、解彳导v2 -；：- （ 1分）f mg sin上述计算结果告诉我们，汽车在输出功率一定的条件下，当F1>F2时，V1<V2,即汽车沿斜坡上行时，车速V1

21、小，换取汽车较大的牵引力F1;当汽车沿斜坡下行时，车的牵引力F2较小，则车速V2较大.（2分）14.【审题】 该题目要分成两段考虑，第一段：木块的速度v<v0。这一阶段木块相对于传送带向后运动，受到的摩擦力方向向前，合外力沿斜面向前；第二段：木块的速度V>V。这一阶段木块相对于传送带向前运动，受到的摩擦力方向向后，合外力仍沿斜面向前。【解析】 刚开始时，合力的大小为 F合1=mgsin37o+mgcos37o,由牛顿第二定律，加速度大小a1 = Z = 8m/s2,m该过程所用时间t1= =0.5s,a1 2 Vo 位移大小s1 = = 1m。2a1二者速度大小相同后，合力的大小为F合2=mgsin37omg cos37o,加速度大小 a2= 壬迫 =4m/s2,m位移大小s2= L-s1 = 6m,1 2所用时间s2= V0t2+a2t2得：t2=1s。（另一个解t2= 3s