机械能及其守恒定律测试题
机械能及其守恒定律综合测试
《机械能及其守恒定律》综合测试班级 姓名一、选择题（每题4分，共40分）1、物体在水平恒力F 的作用下，在光滑的水平面上由静止前进了路程S 、再进入一个粗糙水平面，又继续前进了路程S 、设力F 在第一段路程中对物体做功为W 1、平均功率P 1，在第二段路程中对物体做功为W2、平均功率P 2、则（ ）A 、W 1＞W 2，P 1＞P 2B 、W 1＜W 2，P 1＜P 2C 、W 1=W 2，P 1＞P 2D 、W 1=W 2，P 1＜P 22、如图，A 、B 两物体叠放在一起，A 被不可伸长的水平细绳系于左墙上，B 在拉力F 作用下向右匀速运动，在此过程中，A 、B 间的摩擦力的做功情况是（ ）A 、对A 、B 都不做功B 、对A 不做功，对B 做负功C 、对A 做正功，对B 做负功D 、对A 、B 都不做功3、物体开始以g/2的加速度竖直向下运动了距离为h,则( )A 物体势能减少mgh/2B 物体动能增加mgh/2C 物体克服阻力做功mgh/2D 物体机械能减少mgh/24、自由下落的小球正好落在直立于地面的轻弹簧上端,从小球接触弹簧开始到小球将弹簧压缩到最大形变为止,在此过程中,小球的( )A 动能不断减小B 机械能保持不变C 动能先增大后减小D 动能和重力势能之和不断减小5 一个系统的机械能增大了,究其原因,下列推测正确的是( )A 可能是重力对系统做了功B 一定是合外力对系统做了功C 一定是系统克服合外力做了功D 可能是摩擦力对系统做了功6、A 、B 两辆汽车的额定功率系统，质量不同，在水平公路上同向行驶作直线运动，两辆车受到的阻力与车重的比值相同，则它们有（ ）A 、相同的最大速度B 、质量小的最大速度大C 、加速度相同时，有相同的速度D 、速度相同时，质量小的物体加速度小7、如图，A 、B 两球质量相等，A 球用不能伸长的轻绳系于O 点，B 球用轻弹簧系于O`点，O 点与O`点在同一水平线上，分别将A 、B 球拉到与悬点等高处，且绳和轻弹簧均为原长，然后由静止释A 、两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等B 、两球到达各自悬点的正下方时，A 球动能大C 、两球到达各自悬点的正下方时，B 球动能大D 、两球到达各自悬点的正下方时，A 球损失的重力势能较多8、一水电站，水流的落差为20m ，水流冲击水轮机发电后，水流能的20℅转化为电能，若发电机的功率为200kw ，则每分钟流下的水量为（g=10m/s ） （ ）A 、3×105kgB 、1.5×106kgC 、6×104kgD 、6×105kg9 质量为m 的物体，受水平力F 的作用，在粗糙的水平面上运动，如图，下列说法正确的是A 、如果物体做匀加速直线运动，F 一定对物体做正功 （ ）B 、如果物体做匀减速直线运动，F 一定对物体做负功C 、如果物体做匀速直线运动，F 一定对物体做正功D 、如果物体做匀速直线运动，F 一定对物体做正功10、质量为ｍ的汽车在平直的公路上速度为V 0时开始加速，经过时间ｔ，前进了S ，速度达到最大值V ｍ，设在加速过程中发动机的功率恒为P ，汽车所受阻力恒为ｆ，则在这段时间内发动机所做的功为： （ ）A 、P ｔB 、ｆV ｍｔC 、ｆSD 、ｍV ｍ2/2+fS －mV 02/211、质量为2ｋｇ的物体置于水平面上，在运动方向上受拉力作用沿水平方向做匀变速直线运动，拉力作用2ｓ后停止，物体运动的速度图象如图所示，则下列说法中正确的是 （ ） A 、拉力F 做功150J B 、拉力F 做功500J C 、物体克服摩擦力做功100J D 、物体克服摩擦力做功为175J二、计算题（15分×4=60分，体现公式，写清解题过程）12、质量为ｍ的滑块，在倾角为θ的斜面上，从距档板P 为S 0处，以初速度V 0沿斜面上滑，滑块与斜面间动摩擦因数为μ，滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面的下滑力，13 如图,物体A 的质量m A =10kg,B 的质量m B =2kg,OC=4m,OD=3m,已知物体A 自顶端D 处由静止下滑到水平轨道C 处时,克服摩擦力做了250J 的功,求物体A 在C 处时的速度V C 是多少?14、额定功率为80kw 的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度是20m/s ，汽车的质量是2t ，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小是2m/s 2，运动过程中阻力不变。
高中物理机械能守恒定律100题(带答案)
一、选择题1．有一质量m=2kg 的带电小球沿光滑绝缘的水平面只在电场力的作用下，以初速度v 0＝2m/s 在x 0＝7m 处开始向x 轴负方向运动。
电势能E P 随位置x 的变化关系如图所示，则小球的运动范围和最大速度分别为（ ）A. 运动范围x≥0B. 运动范围x≥1mC. 最大速度v m ＝2m/sD. 最大速度v m ＝3m/s 【答案】BC 【解析】试题分析：根据动能定理可得W 电＝0−12mv 02＝−4J ，故电势能增大4J ，因在开始时电势能为零，故电势能最大增大4J ，故运动范围在x≥1m ，故A 错误，B 正确；由图可知，电势能最大减小4J ，故动能最大增大4J ，根据动能定理可得W ＝12mv 2−12mv 02；解得v＝2√2m/s ，故C 正确，D 错误；故选：BC 考点：动能定理；电势能.2．如图所示，竖直平面内光滑圆弧轨道半径为R ，等边三角形ABC 的边长为L ，顶点C 恰好位于圆周最低点，CD 是AB 边的中垂线．在A 、B 两顶点上放置一对等量异种电荷．现把质量为m 带电荷量为+Q 的小球由圆弧的最高点M 处静止释放，到最低点C 时速度为v 0．不计+Q 对原电场的影响，取无穷远处为零电势，静电力常量为k ，则（ ）A. 小球在圆弧轨道上运动过程机械能守恒B. C 点电势比D 点电势高C. M 点电势为（mv 02﹣2mgR ）D. 小球对轨道最低点C 处的压力大小为mg+m +2k【答案】C 【解析】试题分析：此题属于电场力与重力场的复合场，根据机械能守恒和功能关系即可进行判断．解：A、小球在圆弧轨道上运动重力做功，电场力也做功，不满足机械能守恒适用条件，故A错误；B、CD处于AB两电荷的等势能面上，且两点的电势都为零，故B错误；C、M点的电势等于==，故C正确；D、小球对轨道最低点C处时，电场力为k，故对轨道的压力为mg+m+k，故D错误；故选：C【点评】此题的难度在于计算小球到最低点时的电场力的大小，难度不大．3．如图，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45°角，上极板带正电。
(完整版)机械能守恒定律练习题及其答案
机械能守恒定律专题练习姓名：分数：专项练习题第一类问题：双物体系统的机械能守恒问题例1. （2007·江苏南京）如图所示，A 物体用板托着，位于离地面处，轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连，绳子处于绷直状态，已知A 物体质量，B 物体质量，现将板抽走，A将拉动B上升，设A与地面碰后不反弹，B上升过程中不会碰到定滑轮，问：B 物体在上升过程中离地的最大高度为多大？（取）（例1）（例2）例2. 如图所示，质量分别为2m、m的两个物体A、B可视为质点，用轻质细线连接跨过光滑圆柱体，B着地A恰好与圆心等高，若无初速度地释放，则B上升的最大高度为多少？第二类问题：单一物体的机械能守恒问题例3. （2005年北京卷）是竖直平面内的四分之一圆弧形轨道，在下端B点与水平直轨道相切，如图所示，一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑，已知圆轨道半径，不计各处摩擦，求：为R，小球的质量为m（1）小球运动到B点时的动能；（2）小球下滑到距水平轨道的高度为R时速度的大小和方向；（3）小球经过圆弧形轨道的B点和水平轨道的C点时，所受轨道支持力各是多大。
例4. （2007·南昌调考）如图所示，O点离地面高度为H，以O点为圆心，制作点等高的圆弧最高点滚下后水平抛出，试求：四分之一光滑圆弧轨道，小球从与O（1）小球落地点到O点的水平距离；（2）要使这一距离最大，R应满足何条件？最大距离为多少？第三类问题：机械能守恒与圆周运动的综合问题例5. 把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆（如图所示），摆长为l ，最大偏角为，小球运动到最低位置时的速度是多大？（例5）（例6）例6. （2005·沙市）如图所示，用一根长为L 的细绳，一端固定在天花板上的O点，另一端系一小球A ，在O 点的正下方钉一钉子B ，当质量为m 的小球由水平位置静止释放后，小球运动到最低点时，细线遇到钉子B ，小球开始以B 为圆心做圆周运动，恰能过B 点正上方C ，求OB 的距离。
【高考物理必刷题】机械能守恒定律(后附答案解析)
12C.3阶段，机械能逐渐变大阶段，万有引力先做负功后做正功4竖直悬挂．用外力将绳的下端缓慢地竖直向上拉．在此过程中，外力做功为（）5的两点上，弹性绳的原长也为．将；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板）6时，绳中的张力大于如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为，到小环的距离为，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为．小环和物块以速度右匀速运动，小环碰到杆上的钉子后立刻停止，物块向上摆动．整个过程中，物块在夹子中没有滑动．小环和夹子的质量均不计，重力加速度为．下列说法正确的是（）78受到地面的支持力小于受到地面的支持力等于的加速度方向竖直向下9的太空飞船从其飞行轨道返回地面．飞船在离地面高度的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为时下落到地面．取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为1 2C.3阶段，机械能逐渐变大阶段，万有引力先做负功后做正功天体椭圆运行中，从远日点向近日点运行时，天体做加速运动，万有引力做正功，引力势能转化为动能；反之，做减速运动，引力做负功，动能转化为引力势能；而整个过程机械能守恒．从这个规律出发，CD正确，B错误．同时由于速度的不同，运动个椭圆4，那么重心上升，外力做的功即为绳子增5答案解析6C设斜面的倾角为，物块的质量为，去沿斜面向上为位移正方向，根据动能定理可得：上滑过程中：，所以；下滑过程中：，所以据能量守恒定律可得，最后的总动能减小，所以C正确的，ABD错误．故选C．7时，绳中的张力大于A．物块向右匀速运动时，对夹子和物块组成的整体进行分析，其在重力和绳拉力的作B．绳子的拉力总是等于夹子对物块摩擦力的大小，因夹子对物块的最大摩擦力为，C．当物块到达最高点速度为零时，动能全部转化为重力势能，物块能达到最大的上升8受到地面的支持力小于受到地面的支持力等于的加速度方向竖直向下和受到地面的支持力大小均为；在的动能达到最大前一直是加速下降，处于失受到地面的支持力小于，故A、B正确；达到最低点时动能为零，此时弹簧的弹性势能最大，9答案解析考点一质量为的太空飞船从其飞行轨道返回地面．飞船在离地面高度处以的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为时下落到地面．取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为．（结果保留2位有效数字）分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；（1）求飞船从离地面高度处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的．（2）；（1）（2）地地，地，大大大，大．（1）大，，由动能定理得：地，．（2）机械能机械能和机械能守恒定律机械能基础。
机械能守恒定律综合练(解析版)-2024高三物理一轮复习题型归纳
第五章机械能及其守恒定律机械能守恒定律综合练一、单选题1如图所示，质量分别为m、2m的小球P、Q，通过完全相同的甲、乙两弹簧竖直悬挂在天花板上。
已知重力加速度大小为g，弹簧质量可忽略不计且始终在弹性限度内，不计一切阻力。
用水平挡板竖直向上缓慢托起小球Q，直至将甲弹簧压缩到弹力大小为mg，之后在某时刻突然撤去挡板，下列说法正确的是()A.与初始位置比，撤去挡板前甲弹簧的弹性势能增加B.与初始位置比，撤去挡板前乙弹簧的弹性势能增加C.在撤去挡板的瞬间，甲、乙两弹簧的弹力之比为2:1D.在撤去挡板的瞬间，甲、乙两弹簧的形变量之比一定为1:2【答案】D【解析】CD．在撤去挡板之前，小球P，Q均处于平衡状态，对小球P受力分析可知，乙弹簧处于压缩状态，且弹力大小为2mg，则在撤去挡板的瞬间，甲乙两弹簧力之比为1:2，甲、乙两弹簧的形变量之比一定为1:2，故C错误，D正确；A．根据题意，初始位置时，把小球P，Q与弹簧乙看成整体，受力分析可知，此时弹簧甲的弹力为3mg，撤去挡板前甲弹簧的弹力为mg，可知，弹力减小，弹簧的形变量减小，甲弹簧的弹性势能减小，故A错误；B．根据题意，初始位置时，对小球Q受力分析可知，此时弹簧乙的弹力为2mg，在撤去挡板的瞬间弹力也为2mg，弹力大小不变，形变量不变，弹性势能不变，故B错误。
故选D。
2如图所示，坡道滑雪中运动员从斜面自由滑到水平面直至停止，运动员与斜面、水平面间的动摩擦因数相同，空气阻力不计，其运动过程中重力的瞬时功率P和动能E k随时间t、重力势能E P和机械能E随水平位移x变化的图像中，可能正确的是()A. B.C. D.【答案】D【解析】A．运动员在坡道上做匀加速度运动，速度越来越大，重力的瞬时功率P越来越大，滑到水平面后，重力方向与速度方向垂直，重力的瞬时功率P为0，故A错误；B．运动员在坡道上做匀加速度运动，速度越来越大，动能越来越大，故B错误；C．运动员在斜面上下滑过程中，重力势能随位移均匀减小，故C错误；D．运动员在运动过程中由于摩擦力做功导致机械能减少，在斜面上机械能减少量为ΔE1=μmg cosθ·x=μmgxcosθ在水平面上运动，机械能减少量为ΔE2=μmgx两运动阶段E-x斜率相同，停止后，机械能不变，故D正确。
机械能守恒定律综合题
1、工人用手将5kg 物体由静止向上提起2m, 这时物体的速度为2m/s, 则下列说法正确的是（ ）（取g=10m/s 2）A.手对物体做功100JB.合外力做功10JC.合外力做功110JD.物体克服重力做功10J2．如图所示，电梯质量为M ，地板上放置一质量为m 的物体，钢索拉电梯由静止开始向上加速运动，当上升高度为H 处，速度达到v ，则这一过程中（ ）A ．地板对物体的支持力做的功等于21mv 2 B ．地板对物体的支持力做的功等mgH C ．钢索的拉力做的功等于21Mv 2+MgH D ．合力对电梯M 做的功等于21Mv 23、质量为2kg 的物体A 静止在粗糙水平面上，t=0时一水平向右的的恒力F 作用 在A 上，t=2s 时撤去F ，A 的速度图像如图所示，则下列说法正确的是（ ） A ．F 做功48J B ．F 做功36JC ．在0~8秒内物体A 克服摩擦力做功48JD ．在0~8秒内物体A 克服摩擦力做功36J 4. 质量为m 的小球用长度为L 的轻绳系住，在竖直平面内做圆周运动，运动过程中小球受空气阻力作用．已 知小球经过最低点时轻绳受的拉力为7mg ，经过半周小球恰好能通过最高点，则此过程中小球克服空气阻力做的功为（ ）A ．mgL/4B ．mgL/3C ．mgL/2D ．mgL5．如图所示，A 、B 是两个摩擦传动轮，两轮半径大小关系为R A ＝2R B ，则两轮边缘上的A ．角速度之比ωA ∶ωB ＝2∶1 B ．周期之比T A ∶T B ＝1∶2C ．转速之比n A ∶n B ＝1∶2D ．向心加速度之比a A ∶a B ＝2∶16．质量为m 的小球从高H 处由静止开始自由下落，以地面作为零势能面．当小球的动能和重力势能相等时，重力的瞬时功率为A ．2mg gHB ．mg gH C.12mg gH D.13mg gH7．如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，A 沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B 自由下落，最后到达同一水平面，则（ ）A. 重力对两物体做功不相同B. 重力的平均功率相同C. 到达地面时两物体速度相同D. 到达底端时重力的瞬时功率P A < P B8、质量10t 的汽车，额定功率是60kw ，在水平路面上行驶的最大速度为15m/s ，设它所受运动阻力保持不变，则汽车受到的运动阻力是_________________N;在额定功率下，当汽车速度为10m/s 时的加速度_______________ m/s 2。
高中物理：机械能守恒定律 测试题(含答案)
高中物理：机械能守恒定律测试题（含答案）一、单选题1．如图所示,物体在恒力F作用下沿光滑水平面前进L,力F的方向与物体运动方向夹角为α,物体的质量为m,重力加速度为g．在此过程中,下列关于力做功的说法中正确的是（）A．力F做功为FL B．力F做功为FL cosαC．重力做功为mgL D．合力对物体做功为02．如图所示,质量相同的两物体处于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到达同一水平面,则( )A．重力对两物体做的功相同B．重力的平均功率相同C．到达底端时重力的瞬时功率P A<P B D．到达底端时两物体的动能相同,速度相同3．如图所示,半径为R的1/8光滑圆弧轨道左端有一质量为m的小球,在大小恒为F、方向始终与轨道相切的拉力作用下,小球在竖直平面内由静止开始运动,轨道左端切线水平,当小球运动到轨道的末端时,此时小球的速率为v,已知重力加速度为g,则( )A．此过程拉力做功为22FR B．此过程拉力做功为4FRC．小球运动到轨道的末端时,拉力的功率为12 FvD．小球运动到轨道的末端时,拉力的功率为22Fv4．如图所示,甲、乙两球质量相同,悬线一长一短,如将两球从同一水平面无初速释放,不计阻力,则小球通过最低点时（）A．甲球受到的拉力与乙球受到的拉力大小相等B．甲球重力做功的瞬时功率最大C ．甲球的动能和乙球的动能相等D ．相对同一参考平面,甲球的机械能大5．如图所示,质量为的物体以速度0υ离开桌面后经过A 点时,所具有的机械能是(以桌面为零势能面,不计空气阻力) （ ）A ．2012mvB ．2012mv mgh - C ．201()2mv mg H h ++ D ．2012mv mgh + 6．质量为m 的物体,从静止出发以g /2的加速度竖直下降h ,下列几种说法正确的是（ ）A ．机械能增加了12mghB ．动能减少了12mgh C ．机械能减少了12mgh D ．重力势能增加了mgh7．放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用,在0～6 s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图甲、乙所示．下列说法错误．．的是( ) A ．0～6 s 内物体的位移大小为30 mB ．0～6 s 内拉力做的功为70 JC ．滑动摩擦力的大小为5 ND ．物体的质量为109kg 8．如图,一物体从光滑斜面AB 底端A 点以初速度v 0上滑,沿斜面上升的最大高度为h ,下列说法中正确的是（设下列情境中物体从A 点上滑的初速度仍为v 0）（ ）A ．若把斜面CB 部分截去,物体冲过C 点后上升的最大高度仍为hB ．若把斜面AB 变成曲面AEB ,物体沿此曲面上升仍能到达B 点C ．若把斜面弯成圆弧形D 物体仍沿圆弧升高hD ．以上说法都不对二、多选题9．如图所示,长为L 的轻杆一端固定一个质量为m 的小球,另一端可绕固定轴O 转动,已知小球通过最高点P 时速度为2gL ,不计一切阻力,则（ ） A ．在最高点P 轻杆受到小球对它的向下的弹力B ．小球在最低点Q 受到轻杆对它的弹力大小为92mg C ．小球在最低点Q 和最高点P ,轻杆中的弹力大小之差为5mgD ．小球要到达最高点P 点,最低点Q 点最小的速度为5gL10．如图所示,光滑斜面固定在水平地面上,轻质弹簧一端固定在斜面顶端,另一端与物块相连,弹簧处于自然长度时物块位于O 点.现将物块从O点拉至A 点,撤去拉力后物块由静止向上运动,经O 点到达B 点时速度为零.则物块A ．从A 到O ,物块动能一直减小B ．从O 到B ,物块动能一直减小C ．从A 到O ,物块弹性势能的减少量等于动能与重力势能的增加量D ．从O 到B ,物块动能的减少量小于弹性势能的增加量11．如图甲所示,一物体由某一固定的长斜面的底端以初速度v 0沿斜面上滑,其动能E k 随离开斜面底端的距离x 变化的图线如图乙所示,斜面与物体间的动摩擦因数μ＝0.5,g 取10m/s 2,不计空气阻力,则以下说法正确的是( )A ．斜面的倾角θ＝30°B ．物体的质量为m ＝0.5kgC ．斜面与物体间的摩擦力大小f ＝2ND ．物体在斜面上运动的总时间t ＝2s12．质量为m 的物体静止在光滑的水平而上,物体在下列四种变化规律不同的合外力F 作用下都通过相同的位移x 0,下列说法正确的是（ ）A．甲图和乙图合外力做功相等B．丙图和丁图合外力做功相等C．四个图合外力做功均相等D．四个图中合外力做功最多的是丙图三、实验题13．如图所示为用电火花打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．（1）若已知打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2,重物质量为0.2kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,打P点时,重物的速度为零,A、B、C为另外3个连续点,根据图中的数据,可知重物由P点运动到B点,重力势能减少量等于___________J．（结果保留3位有效数字）（2）实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能,其主要原因是_________．A．重物的质量过大B．重物的体积过小C．使用的直流电源D．重物及纸带在下落时受到阻力14．在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）：①下列说法哪一项是正确的___________．（填选项前字母）A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B．为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量C．实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O＝A＝B＝C计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz．则打B点时小车的瞬时速度大小为______m/s（保留三位有效数字）．四、解答题15．一辆载重汽车在水平公路上,只要以额定功率行驶,所受阻力大小就与汽车对地面压力大小成正比.已知这辆载重汽车质量m0=3.0 t,额定功率P=90 kW,空载时在水平公路上行驶的最大速度v m=25 m/s.某次,这辆汽车装上m=2.0 t的货物,在水平公路上以额定功率起动并保持额定功率,经过时间t=1.0 min达到最大速度.g取10 m/s2.求：（1）汽车空载,在水平公路上以最大速度行驶时受到的阻力大小.（2）汽车装上m=2.0 t的货物,在时间t=1.0 min内通过的路程.16．如图,有一半径为R的半圆形曲面MPQ,质量为2m的A球与质量为m的B球, 用轻质绳连接后挂在圆柱曲面边缘．现将A球从边缘M点由静止释放, 若不计一切摩擦,则A球沿圆柱曲面滑到最低点P时,求：(1)A球速度大小；(2)这一过程中绳对A球所做的功.17．质量为m=1kg的物块从一光滑的斜面顶端A点以初速度v0=2m/s下滑至底端B点后,颠簸了一下,接着沿水平粗糙地面匀减速滑行了x=8m位移后停止在C点．已知斜面的高度为h=3m,物块与水平地面间的动摩擦因数为µ=0.1,g取10m/s2,求：＝1）物块刚滑到斜面底端时（颠簸之前）的速度大小；＝2）物块在B点由于颠簸而损失的机械能△E＝参考答案1．B【解析】【分析】对物体进行受力分析,受重力、支持力、拉力F,由做功公式可求得拉力及合力所做的功．【详解】A＝根据题意及功的公式可得：力F对物体所做的功：W=FLosα,故A错误,B正确；C、重力在竖直方向,位移在水平方向,故重力不做功,故C错误；D、物体受到重力、支持力、拉力F,其中重力和支持力都不做功,只有拉力做功,所以合力对物体做的功等于拉力做的功,即为FLosα,故D错误．故选B【点睛】功的计算中要注意功等于力与在力的方向上发生的位移,求合力做的功时可以先求出各个力做的功,再求其代数和,也可以先求出合力,再求合力做功．2．C【解析】【分析】【详解】本题考查功能关系,重力做功mgh,高度相同,重力做功相同,A对；A物体, ,运动时间不同,重力的平均功率不同,B错误；重力的瞬时功率,A物体竖直分速度小,瞬时功率小,C对；到达底端时两物体的动能相同,速度方向不同3．B【详解】AB 、将该段曲线分成无数段小段,每一段可以看成恒力,可知此过程中拉力做功为1144W F R FR ππ=•=,故选项B 正确,A 错误； CD 、因为F 的方向沿切线方向,与速度方向平行,则拉力的功率P Fv =,故选项C 、D 错误. 4．A【解析】【详解】A.根据动能定理到最低点有：2102mv mgL -=,在最低点有：2v T mg m L-=,解得绳的拉力为：3T mg =与绳长无关,A 正确.B.在最低点因为速度水平,与重力方向垂直,所以重力瞬时功率为零,B 错误.C.根据机械能守恒有动能K E mgL =,与绳长有关,甲的动能大,C 错误D.因为两球从同一高度无初速度释放,所以两球机械能相同,D 错误.5．A【解析】【详解】选择桌面为零势能面,开始时机械能为：E =0+2012mv =2012mv .由于不计空气阻力,物体运动过程中机械能守恒,则经过A 点时,所具有的机械能也为2012mv .故A 正确,BCD 错误． 故选A.6．C【详解】AC 、因物体的加速度为2g ,故说明物体受阻力作用,由牛顿第二定律可知,mg f ma -= ,解得12f mg = ,阻力做功12f W mgh =- ；阻力做功消耗机械能,故机械能的减小量为12mgh ,A 错误C 正确．B 、由动能定理可得动能的改变量k 12E W mah mgh ∆===合 ,动能增加了12mgh ,B 错误． D 、重力做功G W mgh = ,所以物体的重力势能减少mgh ,D 错误．7．C【解析】【详解】A.、速度图象的“面积”表示位移,06s ~内物体的位移大小为466302x m m +=⨯=,故选项A 正确；B 、在02s 内物体的加速度大小为226/3/2v a m s m s t ∆===∆,由图可知当30P W =时则有6/v m s =,得到牵引力5P F N v==,在02s 内物体的位移为16x m =,则拉力做功为115630W Fx J J ==⨯=,26s 内拉力做的功210440W Pt J J ==⨯=,所以06s ~内拉力做的功为1270W W W J =+=,故选项B 正确；C 、在26s 内物体做匀速运动,合力做零,滑动摩擦力的大小为10563P f F N N v ====,故选项C 错误；D 、在02s 内物体的加速度大小为F f a m -=,解得物体的质量为109m kg =,故选项D 正确； 说法错误的故选C .8．B【解析】【分析】【详解】A ．若把斜面CB 部分截去,物体冲过C 点后做斜抛运动,由于物体机械能守恒,同时斜抛运动运动最高点,速度不为零,故不能到达h 高处,故A 错误；BD ．若把斜面AB 与水平面的夹角稍变大,物体在最高点速度为零,根据机械能守恒定律,物体沿斜面上升的最大高度仍然为h ,故B 正确,D 错误；C ．若把斜面弯成圆弧形D ,如果能到圆弧最高点,即h 处,由于合力充当向心力,速度不为零,故会得到机械能增加,矛盾,故C 错误.故选B .9．AC【解析】【详解】A. 向心力2P 12mv F mg r == ,由于向心力小于小球重力mg ,所以小球在最高点P 受到向上的弹力,根据牛顿第三定律：轻杆受到小球对它的向下的弹力,故A 正确.B. 小球从P 到Q 的过程,根据动能定理得：22Q P 11222mgL mv mv =- ,解得：Q v =,则小球在Q 点向心力为2Q Q 92mv F mg L == ,对于Q 点的小球：2NQ Q mv F mg L-= 解得：NQ 112F mg = .所以：小球在最低点Q 受到轻杆对它的弹力大小为112mg ,故B 错误. C. 在P 点：2p NP mv mg F L-= ,解得：NP 12F mg = ,NQ NP 5F F mg -= 所以小球在最低点Q 和最高点P ,轻杆中的弹力大小之差为5mg ,故C 正确.D. 小球要恰好到达最高点P 点速度为零,根据动能定理得：2Q 1-20-2mgL mv =,解得：Q v =,故D 错误.10．BC【解析】【详解】A. 从A 到O ,物体初速度为零,后来开始运动,动能先增加；当弹簧沿斜面向上的弹力等于重力沿斜面向下分量时,物体加速度为零,速度最大,动能最大；继续向上运动到O ,弹簧沿斜面向上的弹力小于重力沿斜面向下分量,物体加速度沿斜面向下,速度减小,动能减小.故A 错误.B. 弹簧处于自然长度时物块位于O 点,从O 到B ,弹簧弹力沿斜面向下,物体加速度沿斜面向下,物体减速,动能一直减小到零,B 正确.C. 物块从A 向O 运动过程中,弹性势能减小,重力势能、动能增加,根据机械能守恒定律,弹性势能的减少量等于动能与重力势能的增加量,C 正确.D. 从O 到B ,根据机械能守恒可知,动能减小量等于弹性势能增加量与重力势能增加量之和,所以物块动能的减少量大于弹性势能的增加量,D 错误.11．BC【解析】【详解】AB ．由动能定理知E k -x 图像的斜率的绝对值表示合外力的大小,则上升阶段有mg sin θ＋μmg cos θ＝5N ,下降阶段有mg sin θ－μmg cos θ＝1N ,联立得3tan 4θ=,即θ＝37°,m ＝0.5kg ,故A 错误,B 正确；C ．物体与斜面间的摩擦力:f ＝μmg cos θ＝2N ,故C 正确；D ．上升阶段由E k x 图像知合力F 1＝5N ,则a 1＝10m/s 2,111v t a =,211125J 2k E mv ==,联立得：t 1＝1s ．同理,下降阶段合力F 2＝1N ,则a 2＝2m/s 2,222v t a =,22215J 2k E mv ==,联立得2t ,则12(1t t t =+=,故D 错误.故选BC .12．AD【解析】F −x 图象中,图象与坐标轴围成的面积表示力F 所做的功,由图象可知,甲乙的面积相等,丙的面积最大,丁的面积最小,故甲乙做功相等,丙做功最多,丁做功最小,选项A＝D 正确．【点睛】物理上,在研究图像问题时,一般根据图像的纵横截距,斜率,面积等代表的物理意义来解决问题．13．9.82×10-2 D【解析】【详解】(1)[1]重力势能减少量＝E p ＝mgh ＝0.2×9.8×5.01×10-2J ＝9.82×10-2J(2)[2]重物增加的动能略小于减少的重力势能,主要原因是,重物及纸带在下落时受到阻力,阻力做负功,根据能量守恒,重力势能转化为物体的动能和克服摩擦力做功,故D 正确. 故选D .14．C 0.653【解析】试题分析：＝车在水平木板运动时水平方向受到绳的拉力和摩擦力,想用钩码的重力表示小车受到的合外力,首先需要平衡摩擦力；而平衡摩擦力是小车带动纸带恰好做匀速运动,A 错误；设小车质量M,钩码质量m,整体的加速度为a,绳上的拉力为F,则：对小车有：F=Ma ；对钩码有：mg -F=ma,即：mg=（M+m ）a ；如果用钩码的重力表示小车受到的合外力,则要求：Ma=（M+m ）a,必须要满足小车的总质量远大于钩码质量,这样两者才能近似相等．为使纸带打上尽量多的点,实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放＝ 中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度得：2AC B v s T=0.653m/s. 考点：本题考查探究恒力做功与动能改变的关系15．(1) f =3.6×103 N (2) s =806.25 m【解析】【详解】（1）汽车空载,设在水平公路上以最大速度v m 行驶时受到阻力大小为f ,汽车牵引力为F ,则： P =Fv m加速度为零：F =f解得f =3.6×103 N（2）汽车装上m =2.0 t 货物,设最大速度为v m1时,汽车牵引力为F 1,受到的阻力为f 1,在时间1.0 min 内通过的路程为s ,则：f =km 0gf 1=k (m 0+m )g最大速度时,加速度为零F 1=f 1又P =F 1v m1解得F 1=f 1=6×103 Nv m1=15 m/s根据动能定理21011()2m Pt f s m m v -=+ 解得s =806.25 m16．(1)v =(2)255W mgR mgR =-- 【解析】【详解】(1)当A 球运动到P 点时,将A 球的速度分解,如图所示：设A 球的速度为v ,根据几何关系可知B 球的速度为cos 452v v v =︒='B对A 和B 两小球的整体,由机械能守恒得：22112222mv mv mgR mg ⋅+=-'解得：v =(2)对A 球,由动能定理得：212+22mgR W mv =⋅解得：25W mgR =- 17．＝1＝8m/s ＝2＝24J【解析】【详解】＝1）物块从A 到B 的过程只有重力做功,故机械能守恒,所以有：mgh ＝12mv 2−12mv 02,故物块刚滑到斜面底端时（颠簸之前）的速度大小v ＝gh v 220+＝8m /s ＝＝2）物块在水平面上运动只有摩擦力做功,故由动能定理可得：−μmgx ＝0−12mv ′2,所以物块在斜面底端时（颠簸之后）的速度大小v ′＝m /s ＝所以物块在B 点由于颠簸而损失的动能△E k ＝12mv 2−12mv ′2＝24J 【点睛】经典力学问题一般先对物体进行受力分析,求得合外力及运动过程做功情况,然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。
专题12机械能及能量守恒定律(解析版)
专题12机械能及能量守恒定律一、单选题1．（2021·四川泸州市·中考真题）2021年5月15日我国自主研制的天间一号火星探测器成功登陆火星，已知火星表面引力约为地球表面引力的38%，其空气密度约为地球海平面空气密度的1%。
下列关于探测器的描述正确的是（）A．进入火星大气层后，探测器下降过程中其表面与大气层摩擦，机械能转化为其它形式的能B．探测器为了找到最佳着陆点，着陆前在火星上空有短暂悬停时间，悬停时探测器不受火星的引力C．探测器从悬停点减速降落火星表面过程中，动能逐渐增大D．停在火星表而的探测器受到的引力与它对火星表面的压力是一对平衡力【答案】A【详解】A．进入火星大气层后，探测器下降过程中其表面与大气层摩擦，机械能转化为其它形式的能，即内能，故A正确；B．探测器为了找到最佳着陆点，着陆前在火星上空有短暂悬停时间，悬停时探测器受火星的引力和升力，二力平衡，故B错误；C．探测器从悬停点减速降落火星表面过程中，速度减小，动能逐渐减小，故C错误；D．停在火星表面的探测器受到的引力与火星表面对探测器的支持力才是一对平衡力，故D错误。
故选A。
2．（2021·四川泸州市·中考真题）2021年泸州市中考体育考试增加了排球垫球项目，方法是用手臂将排球垫向墙壁，反弹回来后又重复垫球，如图所示为垫球过程示意图。
下列说法中正确的是（）A．垫排球时，排球离开手臂上升过程中，手臂依然在对排球做功B．排球从墙壁弹回手臂过程中，重力势能越来越大C．排球撞击墙壁后反弹回来，说明力可以改变物体的运动状态D．手臂垫球时，手对球的力大于球对手的力【答案】C【详解】A．排球离开手臂后，没受到手臂的作用力，那么排球上升过程中，手臂对排球不做功，故A错误；B．排球从墙壁弹回的过程中，质量不变，但高度变小，所以重力势能越来越小，故B 错误；C．排球撞击墙壁后，被弹回，是因为受到力的作用，这说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；D．垫球时，手对球的力和球对手的力是一对相互作用力，大小应相等，故D错误。
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第五章 机械能及其守恒定律测试题（时间 60分钟 满分 100分）一、选择题（每小题4分，共40分）1．关于功率公式t W P =和P=Fv 的说法正确的是 （ ） A ．由tW P =知，只要知道W 和t 就可求出任意时刻的功率 B ．由P=Fv 只能求某一时刻的瞬时功率C ．从P=Fv 知汽车的功率与它的速度成正比D ．从P=Fv 知当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比2．下列物体中，机械能守恒的是（ ）A ．做平抛运动的物体B ．被匀速吊起的集装箱C ．光滑曲面上自由运动的物体D ．以g 54的加速度竖直向上做匀减速运动的物体 3．下列几种情况下力F 都对物体做了功 ①水平推力F 推着质量为m 的物体在光滑水平面上前进了s②水平推力F 推着质量为2m 的物体在粗糙水平面上前进了s③沿倾角为θ的光滑斜面的推力F 将质量为ｍ的物体向上推了s 。
下列说法中正确的是 （ ）A ．③做功最多B ．②做功最多C ．做功都相等D ．不能确定4．两个物体质量比为1∶4，速度大小之比为4∶1，则这两个物体的动能之比为 （ ）A ．1∶1B ．1∶4C ．4∶1D ．2∶15．下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是 （ ）A ．如果物体所受合外力为零，则合外力对物体做的功一定为零B ．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零C ．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化D ．物体的动能不变，所受合外力一定为零6．质量为m 的子弹，以水平速度v 射入静止在光滑水平面上质量为M 的木块，并留在其中， 下列说法正确的是 （ ）A ．子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等B ．阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等C ．子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等D ．子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功7．关于机械能是否守恒的叙述，正确的是 （ ）A ．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B ．做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 ．若只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒8．物体在地面附近以2 ｍ/s 2的加速度沿竖直方向匀减速上升，则在上升过程中，物体的机 械能的变化是 （ ）A ．不变B ．减少C ．增加D ．无法确定9．质量为m 的物体，在距地面h 高处以g 31的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中 正确的是（ ）A ．物体重力势能减少mgh 31B ．物体的机械能减少mgh 32 C ．物体的动能增加mgh D ．重力做功mgh 10．如图所示，站在汽车上的人用手推车的力为F ，脚对车向后的静摩擦力为F ′，下列说法正确的是 （ ）A ．当车匀速运动时，F 和F ′所做的总功为零B ．当车加速运动时，F 和F ′的总功为负功C ．当车加速运动时，F 和F ′的总功为正功D ．不管车做何种运动，F 和F ′的总功都为零二、填空题（每题4分，共20分）11．如图：用F =40 Ｎ的水平推力推一个质量m ＝ kg 的木块，使其沿着光滑斜面向上移动2 ｍ，则在这一过程中，F 做的功为_____J ，重力做的功为_____J.（g ＝10ｍ/s 2）12．设飞机飞行时所受的阻力与其速度的平方成正比.如果飞机以速度v 匀速飞行时其发动机的功率为P ，则飞机以2 v 的速度匀速飞行时其发动机的功率为__ ___.13．从离地面H 高处落下一只小球，小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重力的k 倍， 而小球与地面相碰后，能以相同大小的速率反弹，则小球从释放开始，直至停止弹跳为 止，所通过的总路程为14．一个质量为m 的小球拴在绳一端，另一端受大小为F 1的拉力作用，在水平面上做半径为R 1的匀速圆周运动，如图所示.今将力的大小变为F 2，使小球仍在水平面上做匀速圆周运动，但半径变为R 2，则此过程中拉力对小球所做的功为 .15．用汽车从井下提重物，重物质量为m ，定滑轮高H ，如图所示.已知汽车由A 点静止开始运动至B 点时速度为v B ，此时细绳与竖直方向夹角为θ，则这一过程中绳的拉力做的功为 .三、实验题（12分）16．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为g ＝／s 2，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺的读数如图所示。
图中O 点是打点计时器打出的第一个点，A 、B 、C 、D 分别是每打两个点取出的计数点，则重物由O 点运动到B 点时，求；（重物质量为m ）（1）重力势能减小量为多少？（4分）（2）动能的增加量是什么？ （4分）（3）根据计算的数据可得出什么结论？产生误差的主要原因是什么？（4分）四、计算题（共28分）17．（8分）某人利用如图所示的装置，用100N 的恒力F作用于不计质量的细绳的一端，将物体从水平面上的A 点移到B 点.已知α1=30°，α2＝37°，h =.不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦.求绳的拉力对物体所做的功.18．（8分）人的心脏每跳一次大约输送8×10-5m 3的血液，正常人血压（可看作心脏压送血液的压强）的平均值约为×104Pa ，心跳约每分钟70次，据此估测心脏工作的平均功率.19．（12分）人从一定的高度落地容易造成骨折。
一般人胫骨的极限抗压强度约为×108N/m 2，胫骨最小横截面积大多为。
假若一质量为50kg 的人从某一高度直膝双足落地，落地时其重心又下降约1cm 。
试计算一下这个高度超过多少时，就会导致胫骨骨折。
（g 取10m/s 2）参考答案1．D4．C 由动能定义：E k1∶E k2＝21m 1v 12∶21m 2v 22＝4∶1. 5．A 如果合外力做的功为零，但合外力不一定为零.可能物体的合外力和运动方向垂直而不做功，B 选项错.物体做变速运动可能是速度方向变化而速度大小不变.所以，做变速运动的物体，动能可能不变，C 选项错.物体动能不变，只能说合外力不做功，但合外力不一定为零，D 选项错.6．BD 子弹击中木块打入一定的深度并留在其中.子弹和木块所受水平作用力（相互摩擦力）大小相等，可认为是恒力.但二者的位移大小不同，做功不同，故二者的动能变化并不相等.7．BD 判断机械能是否守恒，依据是重力以外的力是否做了功，不管物体是做匀速运动还是变速运动，也不管物体是做直线运动还是做曲线运动，只要重力以外的力不做功，机械能就一定守恒.外力做功为零，并不意味着重力以外的力做功为零，所以，机械能不一定守恒.选项B 、D 正确.8．C 物体加速度2m/s 2，方向向下，除重力外，必定受到向上的作用力，物体上升过程中除重力外其它力对物体作正功，其机械能一定增加。
9．B D10．A B11． J ；－30 J12．8P13．H /k14．21（F 2R 2-F 1R 1） 15．W T = mgH （θθcos cos 1-）+21mv B 2sin 2θ 16．解： （1）重力势能的减小量为：m mgh E OB P 911.1==∆（J ）（2）重锤下落到B 点时的速度为944.12==Th v AC B （m/s ） 重锤下落到B 点时增加的动能为m mv E B kB 89.1212==∆（J ） （3）在实验误差允许的范围内，重锤减小的重力势能等于其动能的增加，验证了机械能守恒定律。
重锤减小的重力势能略大于其增加的动能，其原因是重锤在下落时要受到阻力作用（对纸带的摩擦力、空气阻力），必须克服阻力做功，减小的重力势能等于增加的动能加上克服阻力所做的功。
点拨：本题是一个非常典型的验证机械能守恒定律的题目。
它涉及到了验证机械能守恒定律的基本原理和误差来源的分析。
要验证机械能守恒定律必须利用力学知识及动能、势能知识来解决。
17．解析：绳对物体的拉力虽然大小不变，但方向不断变化，所以，不能直接根据W=Fs cosα求绳的拉力对物体做的功.由于不计绳与滑轮的质量及摩擦，所以恒力F 做的功和绳的拉力对物体做的功相等.本题可以通过求恒力F 所做的功求出绳的拉力对物体所做的功.由于恒力F 作用在绳的端点，需先求出绳的端点的位移s ，再求恒力F 的功.由几何关系知，绳的端点的位移为 h h h h h s 3135237sin 30sin =-=︒-︒==. 在物体从A 移到B 的过程中，恒力F 做的功为W =Fs =100×=50J所以，绳的拉力对物体做的功为50J.18．解析：人的心脏每跳一次输送的血液看作长为L ，截面积为S 的液柱，心脏每跳一次需做的功为Ｗ＝FL ＝pSL =p ΔV心跳每分钟70次，则心脏工作的平均功率为60108105.17054-⨯⨯⨯⨯==t nW P W= 说明：这类题目的研究对象不是太明确.解题时首先要明确心脏对血液做功，其次，要建立研究对象的模型（如本题中的圆柱体模型），从而推出功和功率的表达式.19．解析：由题意知，胫骨最小处所受冲击力超过F =N N 448106.9102.32105.1⨯=⨯⨯⨯⨯-时会造成骨折。
设下落的安全高度为h 1，触地时重心又下降高度为h 2，落地者质量为m ，落地速度为v ，与地碰撞时间为t ∆由动能定理mg （h 1+h 2）-Fh 2=0所以h 1=22h h mgF - 代入数据得h 1=m m m 91.101.001.01050106.94=-⨯⨯⨯。