物理鲁科版必修第二册第5节 科学验证：机械能守恒定律优选作业

【优编】第5节科学验证：机械能守恒定律优选练习一．单项选择1．将一物体以速度v从地面竖直上抛，取地面为零势能面，当物体运动到某高度时，它的动能恰为此时重力势能的一半，不计空气阻力，则这个高度为（）A. B. C. D.2．在下面列举的各个实例中，机械能守恒的是（）A．跳伞运动员跳伞时在空气中匀速下降B．拉着金属块沿光滑斜面匀速上滑C．用轻杆拴着小球在竖直面内做匀速圆周运动D．在空中由静止释放的金属小球的运动3．忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是（）A．电梯匀速下降 B．抛出的铅球在空中飞行C．“神舟七号”的发射过程 D．汽车沿斜坡加速上行4．下列物体的运动可看作满足机械能守恒的是（）A．树叶从枝头飘落 B．热气球缓缓升空C．汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行 D．被运动员掷出的铅球在空中飞行的过程5．奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，则（）A．加速助跑过程中，运动员的机械能守恒 B．起跳上升过程中，运动员的重力势能减少C．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加 D．越过横杆后在下落过程中，运动员的动能增加6．如图所示，甲．乙两个小物块均可视为质点，甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧轨道底端切线水平，乙从高为R的固定光滑斜面顶端由静止滑下。已知甲的质量大于乙的质量，下列说法正确的是（）

A．甲物块到达底端时的速度大于乙物块到达底端时的速度B．甲物块到达底端时的动能小于乙物块到达底端时的动能C．从开始到两物块到达底端的过程中，乙物块的重力势能减少量比甲物块的重力势能减少量多D．两物块到达底端时，甲物块重力做功的瞬时功率小于乙物块重力做功的瞬时功率7．下列有关物理内容的若干叙述中正确的有（）A.随电梯匀速上升的货物，其机械能守恒 B.加速度的单位m/s2属于导出单位C.只要高度合适，北京上空也可能存在同步卫星 D.牛顿第一次通过实验测出了万有引力常量8．对于自由落体运动，下列物理量中不发生变化的是（）A．速度 B．动能 C．重力势能 D．机械能9．下列说法正确的是（）A．平抛运动是匀变速曲线运动B．匀速圆周运动是匀变速曲线运动C．物体重力势能的值与参考平面的选择无关D．物体受到的合外力为零，则其机械能一定守恒10．如图甲所示是一简易打桩机。质量m=1kg的重物在拉力的作用下从与钉子接触处由静止开始运动，上升一段高度后撤去拉力，重物上升到最高点后自由下落，撞击钉子，将钉子打入一定深度。若以重物与钉子接触处为重力势能零点，重物上升过程中，其机械能E与上升高度h的关系图象如图乙所示，不计所有摩擦。则（）A．重物上升过程拉力的最大功率为24WB．重物上升在1.0～1.2m过程中做匀速直线运动C．重物从最高点自由下落至撞击钉子前，机械能增加D．重物从最高点自由下落至将钉子打入一定深度的过程，机械能守恒11．在下列所述实例中，可确定机械能守恒的是（）A．木箱沿光滑斜面下滑的过程B．电梯减速上升的过程C．雨滴在空中匀速下落的过程D．乘客随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程12．随着航天技术的发展，人类已经有能力到太空去探索未知天体。假设某宇宙飞船绕一行星在其表面附近做匀速圆周运动，已知运行周期为T，航天员在离该行星表面附近h处自由释放一小球，测得其落到行星表如图甲所示，置于水平地面上质量为m的物体，在竖直拉力F作用下，由静止开始向上运动，其动能Ek与距地面高度h的关系图象如图乙所示，已知重力加速度为g，空气阻力不计。下列说法正确的是（）

A．在0～h0过程中，F大小始终为mgB．在0～h0和h0～2h0过程中，F做功之比为2∶1C．在0～2h0过程中，物体的机械能不断增加D．在2h0～3.5h0过程中，物体的机械能不断减少13．如图所示，质量m=0.5kg的小球从离桌面高h1=1.2m处的A点由静止下落到地面上的B点。桌面离地面高h2=0.8m，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2。若选地面为参考平面，小球经过桌面时的机械能为（）

A．6J B．0 C．10J D．4J14．如图所示，将质量为m的石块从离地面h高处以初速度斜向上抛出。以地面为零势能面，不计空气阻力，则（）

A．石块落地时的动能为B．石块抛出时的机械能为C．石块落地时的重力势能为D．石块落地时的机械能为15．质量为m的小球从桌边竖直向上抛出，小球到达的最高点距桌面高为，桌面离地高度为，若以桌面为零势能面，则小球落地时的机械能为（）

A． B． C． D．

参考答案与试题解析1．【答案】C【解析】【分析】【详解】以地面作为零势能面，物体在地面上时的机械能为当物体运动到离地h高处时，它动能恰好为重力势能的一半，此时的机械能为物体以速度v从地面竖直上抛到运动到离地h高处过程中，根据机械能守恒有解得故选C。2．【答案】D【解析】A．因为跳伞运动员跳伞时在空气中匀速下降，动能不变，重力势能减小，故机械能不守恒，A错误；B．因为拉着金属块沿光滑斜面匀速上滑，动能不变，势能增加，故机械能不守恒，B错误；C．因为用轻杆拴着小球在竖直面内做匀速圆周运动，动能不变，势能变化，故机械能不守恒，C错误；D．在空中由静止释放的金属小球的运动，动能增加，势能减少，增加量和减少量相等，故机械能守恒，D正确。故选D。3．【答案】B【解析】只有重力做功的过程，机械能才守恒。A．电梯匀速下降过程有阻力做负功，机械能不守恒，A错误；B．抛出的铅球在空中飞行过程，只有重力做功，机械能守恒，B正确；C．“神舟七号”的发射过程有推力做正功，机械能不守恒，C错误；D．汽车沿斜坡加速上行，有牵引力做正功，机械能不守恒，D错误。故选B。4．【答案】D【解析】A．树叶从枝头飘落的过程，空气阻力对树叶做功，机械能不守恒，故A错误；B．热气球缓缓升空，浮力对气球做功，机械能不守恒，故B错误；C．汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行，摩擦力对汽车做功，机械能不守恒，故C错误；D．被运动员掷出的铅球在空中飞行的过程，空气阻力对铅球的作用可忽略不计，则只有重力对铅球做功，故机械能守恒，故D正确。故选D。5．【答案】D【解析】A．加速助跑过程中，运动员的动能增大，机械能增大，故A错误；B．起跳上升过程中，运动员的重力势能增大，故B错误；C．起跳上升过程中，杆的弹性势能在减小，故C错误；D．越过横杆后在下落过程中，运动员的重力势能减小，动能增加，故D正确。故选D。6．【答案】D【解析】AB．依题意，甲乙两物块下滑过程中，机械能守恒，有由于甲物块质量大，故甲物块到达底端时的动能大于乙物块到达底端时的动能，到达底端时的速度与质量无关，所以两物块到达底端时的速度大小相等，故AB错误；C.从开始到两物块到达底端的过程中，重力势能的减少量由于甲物块质量大，所以乙物块的重力势能减少量比甲物块的重力势能减小量少，故C错误；D.两物块到达底端时，根据瞬时功率公式可得由于甲物块到达底端时，故甲物块重力做功的瞬时功率为0；而乙物块到达底端时，重力瞬时功率不为0。所以，到达底端时甲物块重力做功的瞬时功率小于乙物块重力做功的瞬时功率，故D正确。故选D。7．【答案】B【解析】【分析】【详解】A．匀速上升的货物其动能不变，重力势能增大，所以其机械能增大，故A错误；B．加速度是导出物理量，它的单位m/s2是导出单位，故B正确；C．同步卫星只能位于赤道上方特定轨道上，北京没有在赤道上，故C错误；D．万有引力常量是卡文迪许第一次通过扭秤实验测出的，故D错误。故选B。8．【答案】D【解析】AB．自由落体运动的加速度为重力加速度，故速度不断增大，动能增大，故AB错误；C．随着高度降低，做自由落体运动的物体重力势能减少，故C错误；D．做自由落体运动的物体只受重力作用，只有重力做功，故机械能守恒，机械能不变，故D正确。故选D。9．【答案】A【解析】A．平抛运动的加速度不变，因此是匀变速曲线运动，选项A正确；B．匀速圆周运动加速度方向不断变化，不是匀变速曲线运动，选项B错误；C．参考平面不同，根据mgh计算出来的重力势能不同，选项C错误；D．物体在竖直方向上匀速上升时，合外力为0，机械能不守恒，选项D错误；故选A。10．【答案】A【解析】A．物体上升过程中E=Fh解得F=12N则加速度为2m/s2由解得1m处的速度为v=2m/s1m处功率最大，1m处的速度为2m/s，拉力为12N，由可得拉力的最大功率为P=24WA正确。B．撤去F后物体只受重力，机械能守恒，由图象可知1.0m时撤去外力，则物体在1.0~1.2m过程中物体的加速度为g，做匀变速直线运动，B错误；C．重物从最高点自由下落至撞击钉子前，只有重力做功，则机械能守恒，C错误；D．钉子打入一定深度的过程中要克服阻力做功，则机械能减小，D错误。故选A。11．【答案】A【解析】A．木箱沿光滑斜面下滑的过程，斜面的支持力不做功，只有重力做功，故木箱的机械能守恒，故A正确;B．电梯减速上升的过程，除重力外有支持力做正功，所以机械能在增加，故B错误；C．雨滴在空中匀速下落的过程，动能不变，重力势能在减小，所以雨滴的机械能在减小，故C错误；D．在竖直面内做匀速圆周运动的物体，动能不变，重力势能在变化，所以机械能不守恒，故D错误。故选A。

12．【答案】C【解析】A．在过程中，图象为一段直线，由动能定理得故故A错误；B．由A可知，在过程中，F做功为，在过程中，由动能定理可知解得因此在和过程中，F做功之比为，故B错误；C．在过程中，F一直做正功，故物体的机械能不断增加，故C正确；D．在过程中，由动能定理得则故F做功为0，物体的机械能保持不变，故D错误。故选C。13．【答案】C【解析】选地面为参考平面，小球刚下落时的机械能为E=mg(h1+h2)=10J因小球下落过程机械能守恒，则经过桌面时的机械能也为10J。故选C。14