机械能守恒问题答案
机械能守恒的条件(答案)
机械能守恒的条件（参考答案）一、知识清单1．【答案】2．【答案】二、选择题3．【答案】ACD【解析】物体在斜面上运动的时候与斜面间有摩擦，摩擦就会发热，同学们往往认为能量就会损失，实际上热能也是能量的一种形式，摩擦会导致热能增加，同时机械能在减少，但总的能量一定是不变的．物体在斜面上运动时，机械能不断减少，那么物体所能达到的高度就要不断降低，由于圆弧面没有摩擦，所以物体最终将在圆弧面上做往复运动．4．【答案】C【解析】依据机械能守恒条件，只有重力做功的情况下，物体的机械能才能守恒，由此可见，A、B均有外力参与做功，D中有摩擦力做功，故只有选项C的情况符合机械能守恒的条件．5．【答案】BC【解析】在平衡力作用下物体的运动是匀速直线运动,动能保持不变,但如果物体的高度发生变化,则机械能也发生变化,例如降落伞匀速下降时,机械能减少;在光滑水平面上沿圆轨道做匀速率运动的小球,其动能不变,势能也不变,小球的机械能守恒;在粗糙斜面上下滑的物体,在下滑过程中,除重力做功外,滑动摩擦力和沿斜面向下的拉力的合力为零,这两个力所做的功之和为零,物体所受斜面的弹力不做功,所以整个过程中相当于只有重力做功,物体的机械能守恒;如题图所示,在压缩弹簧的过程中,弹簧的弹性势能在增加,所以小球的机械能在减少(但球和弹簧组成的系统机械能守恒)。
故选B、C。
6．【答案】D【解析】根据机械能守恒定律可知：在只有重力做功的条件下，质点和地球构成的系统机械能守恒．雨滴匀速下落时，必受竖直向上的阻力，且阻力做功；在水中下沉的铁块，水的浮力做功；“神舟十号”飞船穿过大气层时，由于速度很大，空气阻力不可忽略，且克服阻力做功，所以A、B、C错误．用细线拴一个小球，使小球在竖直面内做圆周运动，虽然绳对小球有作用力，但作用力方向始终和小球速度垂直，故小球只有重力对它做功，所以D正确．7．【答案】AC【解析】物体做平抛运动或沿光滑曲面自由运动时，不受摩擦力，在曲面上弹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，所以A、C项正确；匀速吊起的集装箱，绳的拉力对它做功，不满足机械能守恒的条件，机械能不守恒；物体以45g的加速度向上做匀减速运动时，由牛顿第二定律mg－F＝m×45g，有F＝15mg，则物体受到竖直向上的大小为15mg的外力作用，该力对物体做了正功，机械能不守恒．8．【答案】A【解析】起重机吊起物体匀速上升，物体的动能不变而势能增加，故机械能不守恒，A正确；物体做平抛运动，只有重力做功，机械能守恒，B错误；圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动，没有力做功，机械能守恒，C错误；一个轻质弹簧上端固定，下端系一个重物，重物在竖直方向上下振动，只有重力和弹力做功，机械能守恒，D错误．9．【答案】 D【解析】物体做匀速运动其动能不变，但机械能可能变，如物体匀速上升或下降，机械能会相应的增加或减少，选项A错误；物体仅受重力作用，只有重力做功，或受其他力但其他力不做功或做功的代数和为零时，物体的机械能守恒，选项B、C错误；物体沿竖直方向向下做加速度为5 m/s2的匀加速运动时，物体一定受到一个与运动方向相反的力的作用，此力对物体做负功，物体的机械能减少，故选项D正确。
机械能守恒定律习题及答案
机械能守恒定律习题及答案机械能守恒定律习题及答案机械能守恒定律是物理学中的重要概念，它指出在没有外力做功的情况下，一个物体的机械能保持不变。
这个定律在解决各种物理问题时非常有用，下面将介绍一些与机械能守恒定律相关的习题及答案。
习题一：一个小球从高度为h的位置自由落下，落地后以速度v反弹，反弹高度为h/2。
求小球的初始速度。
解答：根据机械能守恒定律，小球在自由落体过程中的机械能等于反弹过程中的机械能。
自由落体过程中，小球的机械能只有动能，反弹过程中，小球的机械能有动能和势能。
在自由落体过程中，小球的动能为mgh，势能为0。
在反弹过程中，小球的动能为mv^2/2，势能为mgh/2。
根据机械能守恒定律，可以得到以下等式：mgh = mv^2/2 + mgh/2化简后可得：gh = v^2/2 + gh/2再次化简可得：gh/2 = v^2/2代入反弹高度为h/2，可得：gh/2 = v^2/2解得：v = sqrt(gh)所以小球的初始速度为sqrt(gh)。
习题二：一个弹簧恢复力常数为k的弹簧，一个质量为m的物体以速度v撞向弹簧，撞击后弹簧被压缩到最大距离x。
求物体的初始动能和弹簧的势能。
解答：在撞击前，物体的动能为mv^2/2，弹簧的势能为0。
在撞击后，物体的动能为0，弹簧的势能为kx^2/2。
根据机械能守恒定律，可以得到以下等式：mv^2/2 = kx^2/2化简后可得：mv^2 = kx^2解得：v = sqrt(k/m) * x所以物体的初始动能为mv^2/2 = kx^2/2，弹簧的势能为kx^2/2。
习题三：一个质量为m的物体以速度v从高度为h的位置滑下，滑到底部后撞击一个质量为M的物体，撞击后两个物体一起向上弹起，达到最高点时的高度为H。
求M与m的比值。
解答：在滑下过程中，物体的机械能只有动能，滑到底部后的动能为mv^2/2。
在弹起过程中，物体的机械能有动能和势能，两个物体的总机械能为(M+m)gH。
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。
机械能守恒定律(含答案)
9．质量为 的物体，从静止开始以 的加速度下落高度 的过程中（）
A.物体的机械能守恒B．物体的机械能减少
C．物体的重力势能减少 D．物体克服阻力做
10．某同学身高 ，在运动会上参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了 高度的横杆，据此可估算他起跳时竖直向上的速度大约为（ 取 ）
A． B． C． D．
15．如图所示，斜面倾角 ，小球从斜面上A点做平抛运动的初动能为6J，不计空气阻力，小球落在斜面上P点的动能为多少．
16．如图所示，小球用不可伸长的长度为 的轻绳悬于O点，小球A在最低点需获得多大的速度才能在竖直平面内做完整的圆周运动？
答案：
1、D 2、CD 3、ABD 4、D 5、C 6、BD 7、A 8、B
11．如图所示，轻弹簧的一端悬挂于O点，另一端与小球P相连接，将P提起使弹簧处于水
平位置且无形变，然后自由释放小球，让它自由摆下，在小球摆到最低点的过程中（）
A．小球的机械能守恒
B．小球的动能增加
C．小球的机械能减小
D．不能确定小球的机械能是否守恒
12．一个质量为 的物体以 的加速度竖直向下加速运动，则在此物体下降 高度的过程中，物体的重力势能减小了_____，动能增加了______，机械能增加了_______．
13．如图所示，ABC是一段竖直平面内的光滑的 圆周长的圆形轨道，圆轨道的半径为R，O为圆心，OA水平，CD是一段光滑的水平轨道，一根长 粗细均匀的细杆开始时正好搁在圆轨道的两个端点上，现由静止开始，释放细杆，则此杆最后在水平轨道上滑行的速度为________．
14．一人在高出地面 处抛出一个质量为 的小球，不计空气阻力，小球落地时的速率为 ，则人抛球时对小球做的功为________．
高中物理机械能守恒经典习题30道带答案
高中物理机械能守恒经典习题30道带答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN一．选择题（共30小题）1．（2015•金山区一模）一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度为v，若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v，对于上述两个过程，用W F1、W F2分别表示拉力F1、F2所做的功，W f1、W f2分别表示前两次克服摩擦力所做的功，则（）A．W F2＞4W F1，W f2＞2W f1B．W F2＞4W F1，W f2=2W f1C．W F2＜4W F1，W f2=2W f1D．W F2＜4W F1，W f2＜2W f12．（2008•山东）质量为1500kg的汽车在平直的公路上运动，v﹣t图象如图所示，由此可求（）A．前25s内汽车的平均速度B．前10s内汽车的加速度C．前10s内汽车所受的阻力D．15﹣25s内合外力对汽车所做的功3．（2007•上海）物体沿直线运动的v﹣t图如图所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则下列结论正确的是（）A．从第1秒末到第3秒末合外力做功为WB．从第3秒末到第5秒末合外力做功为﹣2WC．从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD．从第3秒末到第4秒末合外力做功为﹣0.75W4．（2015•武清区校级学业考试）如图所示，物体在力F的作用下沿水平面移动了一段位移L，甲、乙、丙、丁四种情况下，力F和位移L的大小以及θ角均相同，则力F做功相同的是（）A．甲图与乙图B．乙图与丙图C．丙图与丁图D．乙图与丁图5．（2015•赫山区校级一模）如图所示，A、B两物体质量分别是m A和m B，用劲度系数为k的弹簧相连，A、B处于静止状态．现对A施竖直向上的力F提起A，使B对地面恰无压力．当撤去F，A由静止向下运动至最大速度时，重力做功为（）A．B．C．D．6．（2015•开封二模）如图所示，木块A放在木块B的左端上方，用水平恒力F将A拉到B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功W1，生热Q1；第二次让B在光滑水平面可自由滑动，F做功W2，生热Q2，则下列关系中正确的是（）A．W1＜W2，Q1=Q2B．W1=W2，Q1=Q2C．W1＜W2，Q1＜Q2D．W1=W2，Q1＜Q2 7．（2015•莆田一模）如图所示，滑块以初速度v0滑上表面粗糙的固定斜面，到达最高点后又返回到出发点．则能大致反映滑块整个运动过程中速度v、加速度a、动能E k 、重力对滑块所做的功w与时间t关系的是（取初速度方向为正方向）（）A ．B．C．D．8．（2012•上海）位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜面上的恒力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同．则可能有（）A．F2=F1，v1＞v2B．F2=F1，v1＜v2C．F2＞F1，v1＞v2D．F2＜F1，v1＜v2 9．（2009•宁夏）质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用．力的大小F 与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则（）A．3t0时刻的瞬时功率为B．3t0时刻的瞬时功率为C．从t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为D．从t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为10．（2002•河南）竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度（）A．上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B．上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功C．上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D．上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率11．（2015•江西模拟）汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为F0，t1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动，能正确表示这一过程中汽车牵引力F和速度v 随时间t变化的图象是（）A．B．C．D．12．（2015•浙江校级一模）放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象如图所示．下列说法正确的是（）A．物体的质量为kgB．滑动摩擦力的大小为5NC．0～6s内物体的位移大小为40mD．0～6s内拉力做的功为20J13．（2014•上海）如图，竖直平面内的轨道Ⅰ和Ⅱ都由两段直杆连接而成，两轨道长度相等．用相同的水平恒力将穿在轨道最低点B的静止小球，分别沿Ⅰ和Ⅱ推至最高点A ，所需时间分别为t1、t2；动能增量分别为△E k1、△E k2．假定球在经过轨道转折点前后速度大小不变，且球与Ⅰ、Ⅱ轨道间的动摩擦因数相等，则（）A．△E k1＞△E k2；t1＞t2B．△E k1=△E k2；t1＞t2C．△E k1＞△E k2；t1＜t2D．△E k1=△E k2；t1＜t214．（2014•天津二模）质点所受的力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上．已知t=0时质点的速度为零．在图中所示的t1、t2、t3和t4各时刻中，哪一时刻质点的动能最大（）A．t1B．t2C．t3D．t4 15．（2012•天津）如图甲所示，静止在水平地面的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值f m与滑动摩擦力大小相等，则（）A．0～t1时间内F的功率逐渐增大B．t2时刻物块A的加速度最大C．t2时刻后物块A做反向运动D．t3时刻物块A的动能最大16．（2011•海南）一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用．下列判断正确的是（）A．0～2s内外力的平均功率是WB．第2秒内外力所做的功是JC．第2秒末外力的瞬时功率最大D．第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是17．（2014•秦州区校级模拟）一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离．假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（）A．运动员到达最低点前重力势能始终减小B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关18．（2014•上海）静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力．不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化的关系是（）A．B．C．D．19．（2013•江苏）如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连．弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）．物块的质量为m，AB=a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ．现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W．撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零．重力加速度为g．则上述过程中（）A．物块在A点时，弹簧的弹性势能等于W﹣μmgaB．物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W﹣μmgaC．经O点时，物块的动能小于W﹣μmgaD．物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能20．（2012•上海）如图，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R有光滑圆柱，A的质量为B的两倍．当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高．将A由静止释放，B上升的最大高度是（）A．2R B．C．D．21．（2010•山东）如图所示，倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l，质量为m，粗细均匀，质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中（）A．物块的机械能逐渐增加B．软绳重力势能共减少了mglC．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D．软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功的和22．（2008•江苏）如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上，质量为3m的a球置于地面上，质量为m的b球从水平位置静止释放，当a球对地面压力刚好为零时，b球摆过的角度为θ．下列结论正确的是（）A．θ=90°B．θ=45°C．b球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率先增大后减小D．b球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率一直增大23．（2000•上海）如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为2m 的小球，B处固定质量为m的小球．支架悬挂在O点，可绕O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动．开始时OB与地面相垂直，放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是（）A．A球到达最低时速度为零B．A球机械能减少量等于B球机械能增加量C．B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动时的高度D．当支架从左到向右回摆时，A球一定能回到起始高度24．（2014•江西一模）内壁光滑的环形凹槽半径为R，固定在竖直平面内，一根长度为R的轻杆，一端固定有质量为m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙，将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点，如图所示．由静止释放后（）A．下滑过程中甲球减少的机械能总等于乙球增加的机械能B．下滑过程中甲球减少的重力势能总等于乙球增加的重力势能C．甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D．杆从右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的最低点25．（2012•武汉校级模拟）如图，两质量均为m的小球，通过长为L的不可伸长轻绳水平相连，从某一高处自由下落，下落过程中绳处于水平伸直状态．在下落h高度时，绳的中点碰到水平放置的光滑钉子O．重力加速度为g，空气阻力不计，则（）A．小球从开始下落到刚到达最低点的过程中机械能守恒B．从轻绳与钉子相碰到小球刚到达最低点的过程，重力的瞬时功率先增大后减小C．小球刚到达最低点时速度大小为D．小球刚到达最低点时的加速度大小为（+2）g26．（2012•封开县校级模拟）如图所示，一个可视为质点的质量为m的小球以初速度v飞出高为H的桌面，当它经过距离地面高为h的A点时的速度为v A，所具有的机械能是（以桌面为零势能面，不计空气阻力）（）A．B．C．D．27．（2011•渝中区校级模拟）如图所示是固定在桌面上的L形木块，abcd为光滑圆轨道的一部分，a为轨道的最高点，de面水平．将质量为m的小球在d点正上方h高处释放，小球自由下落到d处切入轨道运动，则（）A．在h一定的条件下，释放小球后小球能否到a点，与小球质量有关B．改变h的大小，就可使小球在通过a点后可能落回轨道之内，也可能落在de面上C．无论怎样改变h的大小，都不可能使小球在通过a点后又落回轨道内D．要使小球通过a点的条件是在a点速度V＞028．（2015•定州市校级二模）如图，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板（A位置）上，随跳板一同向下运动到最低点（B位置）．对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程中，下列说法正确的是（）A．运动员到达最低点时，其所受外力的合力为零B．在这个过程中，运动员的动能一直在减小C．在这个过程中，跳板的弹性势能一直在增加D．在这个过程中，运动员所受重力对她做的功大于跳板的作用力对她做的功29．（2015•绵阳模拟）如图，在竖直平面内，直径为R的光滑半圆轨道和半径为R的光滑四分之一圆轨道水平相切于O点，O点在水平地面上．可视为质点的小球从O点以某一初速度进入半圆，刚好能通过半圆的最高点A，从A点飞出后落在四分之一圆轨道上的B点，不计空气阻力，g=10m/s2．则B点与A点的竖直高度差为（）A．B．C．D．30．（2014•温州学业考试）如图所示，小球从距水平地面高为H的A点自由下落，到达地面上B 点后又陷入泥土中h深处，到达C点停止运动．若空气阻力可忽略不计，则对于这一过程，下列说法中正确的是（）A．小球从A到B的过程中动能的增量，大于小球从B到C过程中克服阻力所做的功B．小球从B到C的过程中克服阻力所做的功，等于小球从A到B过程中重力所做的功C．小球从B到C的过程中克服阻力所做的功，等于小球从A到B过程与从B到C过程中小球减少的重力势能之和D．小球从B到C的过程中损失的机械能，等于小球从A到B过程中小球所增加的动能一．选择题（共30小题）1．C 2．ABD 3．CD 4．D 5．C 6．A 7．A 8．BD 9．BD 10．BC 11．D 12．A 13．B 14．B 15．BD 16．AD 17．ABC 18．C 19．BC 20．C21．BD 22．AC 23．BCD 24．AD 25．ABD 26．AD 27．C 28．C 29．A 30．C。
机械能守恒定律练习含答案
机械能守恒定律精选练习一夯实基础1.如图所示实例中均不考虑空气阻力，系统机械能守恒的是()【答案】D【解析】：人上楼、跳绳过程中机械能不守恒，从能量转化角度看都是消耗人体的化学能；水滴石穿，水滴的机械能减少的部分转变为内能；弓箭射出过程中是弹性势能与动能、重力势能的相互转化，只有重力和弹力做功，机械能守恒。
2.(2019·浙江省温州市诸暨中学高一下学期期中)关于以下四幅图，下列说法中正确的是()A．图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程中它的机械能守恒B．图2中火车在匀速转弯时动能不变，故所受合外力为零C．图3中握力器在手的压力作用下弹性势能增加了D．图4中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能守恒【答案】C【解析】：图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程，钢绳对它做负功，所以机械能不守恒，故A错误；图2中火车在匀速转弯时做匀速圆周运动，所受的合外力指向圆心且不为零，故B错误；图3中握力器在手的压力下形变增大，所以弹性势能增大，C正确；图4中撑杆跳高运动员在上升过程中撑杆的弹性势能转化为运动员的机械能，所以运动员的机械能不守恒，故D错误。
3．(2019·山东省济南外国语学校高一下学期月考)如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面。
设物体在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h ，则物体运动到C 点时，弹簧的弹性势能是( )A ．mgh －12mv 2 B ．12mv 2－mgh C ．mghD ．mgh ＋12mv 2 【答案】B【解析】：由A 到C 的过程运用机械能守恒定律得：mgh ＋E p ＝12mv 2所以E p ＝12mv 2－mgh ，故选B 。
4.如图，质量为m 的苹果，从离地面H 高的树上由静止开始落下，树下有一深度为h 的坑。
若以地面为零势能参考平面，则当苹果落到坑底时的机械能为( )A ．－mghB ．mgHC ．mg (H ＋h )D ．mg (H －h )【答案】B【解析】：苹果下落过程机械能守恒，开始下落时其机械能为E ＝mgH ，落到坑底时机械能仍为mgH 。
高中物理机械能守恒定律(解析版)
机械能守恒定律目录一．练经典---落实必备知识与关键能力 (1)二．练新题---品立意深处所蕴含的核心价值 (1)一．练经典---落实必备知识与关键能力1．(2022·山东学考)若忽略空气阻力的影响，下列运动过程中物体机械能守恒的是()A．被掷出后在空中运动的铅球B．沿粗糙斜面减速下滑的木块C．随热气球一起匀速上升的吊篮D．随倾斜传送带加速上行的货物【答案】A【解析】：机械能守恒的条件是只有重力做功，被掷出后在空中运动的铅球只有重力做功，机械能守恒；沿粗糙斜面下滑的木块除重力外还有摩擦力做功，机械能不守恒；随热气球一起匀速上升的吊篮在上升过程中动能不变，重力势能随高度增大而增大，机械能不守恒；随倾斜传送带加速上行的货物在上行过程中动能增大，重力势能增大，机械能不守恒。
故A正确。
2．(多选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B．乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒C．丙图中，不计滑轮质量和任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒【答案】CD【解析】：甲图中重力和弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体A机械能不守恒，A错误。
乙图中物体B除受重力外，还受弹力，弹力对B做负功，机械能不守恒，但从能量特点看A、B组成的系统机械能守恒，B错误。
丙图中A、B组成的系统只有重力做功，动能和势能相互转化，总的机械能守恒，C正确。
丁图中动能不变，势能不变，机械能守恒，D正确。
3．(2022·浙江7月学考)如图所示，质量为m的小球从距桌面h1高处的A点由静止释放，自由下落到地面上的B点，桌面离地高为h2。
选择桌面为参考平面，则小球()A．在A点时的重力势能为－mgh1B ．在A 点时的机械能为mg (h 1＋h 2)C ．在B 点时的重力势能为mgh 2D ．在B 点时的机械能为mgh 1 【答案】D【解析】： 选择桌面为参考平面，小球在A 点的重力势能为mgh 1，A 错误；小球在A 点的机械能等于重力势能和动能之和，而动能为零，所以在A 点的机械能为mgh 1，B 错误；小球在B 点的重力势能为－mgh 2，小球在B 点的机械能与在A 点的机械能相同，也是mgh 1，C 错误，D 正确。
高三物理机械能守恒定律试题答案及解析
高三物理机械能守恒定律试题答案及解析1.（10分）光滑水平面上静置两个小木块A和B，其质量分别为mA ＝150g、mB＝200g，它们中间用一根轻质弹簧相连，弹簧处于原长状态。
一颗水平飞行的子弹质量为m＝50g，以v＝400m／s的速度在极短时间内打入木块A并镶嵌在其中，求系统运动过程中弹簧的最大弹性势能。
【答案】500J【解析】取子弹和木块A为研究对象，根据动量守恒定律得出取子弹和木块A、B为研究对象，根据动量守恒定律得出根据能量守恒可得【考点】本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律2.关于动能，下列说法中正确的是（）A．动能是机械能中的一种基本形式，凡是运动的物体都有动能B．公式Ek=中，速度v是物体相对地面的速度，且动能总是正值C．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化D．动能不变的物体，一定处于平衡状态【答案】AC【解析】动能的计算式为EK=mV2，物体的质量和速度的大小都可以引起物体动能的变化，它是没有方向的，它是标量解：A、动能就是物体由于运动而具有的能量，是普遍存在的机械能中的一种基本形式，凡是运动的物体都有动能，所以A正确．B、物体的动能是没有方向的，它是标量，速度v是物体相对参考平面的速度，所以B错误．C、对于一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化的，但速度变化时，动能不一定变化，所以C正确D、动能不变的物体，可以是物体速度的大小不变，但速度的方向可以变化，比如匀速圆周运动，此时的物体并不一定是受力平衡状态，所以D错误．故选：AC【点评】本题考查的是学生对动能的理解，由于动能的计算式中是速度的平方，所以速度变化时，物体的动能不一定变化3.斜面倾角为60°，长为3L，其中AC段、CD段、DB段长均为L，一长为L，质量均匀分布的长铁链，其总质量为M，用轻绳拉住刚好使上端位于D点，下端位于B点，铁链与CD段斜面的动摩擦因数，斜面其余部分均可视为光滑，现用轻绳把铁链沿斜面全部拉到水平面上，人至少要做的功为A．B．C．D．【答案】D【解析】试题分析: 拉力做功最小时，铁链重心到达水平面时的速度刚好为零，从开始拉铁链到铁链的重心到达水平面的过程中运用动能定理得：，解得：，故D 正确．故选D 。
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机械能守恒问题1.如图,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在将弹簧压缩到最短的整个过程中( )A、小球动能与弹簧弹性势能之与不断增大B、小球重力势能与弹簧弹性势能之与保持不变C、小球重力势能与动能之与增大D、小球重力势能、动能与弹簧弹性势能之与保持不变【答案】AD【解析】对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中,小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化,没有与其她形式的能发生交换,也就说小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能之与保持不变.对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中,小球的重力势能一直减小,则小球动能与弹簧弹性势能之与不断增大,故A正确;在刚接触弹簧的时候这个时候小球的加速度等于重力加速度,在压缩的过程中,弹簧的弹力越来越大,小球所受到的加速度越来越小,直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力,这个时候小球的加速度为0,要注意在小球刚接触到加速度变0的工程中,小球一直处于加速状态,由于惯性的原因,小球还就是继续压缩弹簧,这个时候弹簧的弹力大于小球受到的重力,小球减速,直到小球的速度为0,这个时候弹簧压缩的最短.所以小球的动能先增大后减小,所以重力势能与弹性势能之与先减小后增加.故B错误.弹簧就是一直被压缩的,所以弹簧的弹性势能一直在增大.因为小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能之与保持不变,重力势能与动能之与始终减小.故C错误.对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中,小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化,没有与其她形式的能发生交换,也就说小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能之与保持不变.故D正确.故选AD.点睛:根据能量守恒小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能之与保持不变.其中一个能量的变化可以反映出其余两个能量之与的变化.2.如图所示,下列关于机械能就是否守恒的判断正确的就是( )A、甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,A机械能守恒B、乙图中,A置于光滑水平面,物体B沿光滑斜面下滑,物体B机械能守恒C、丙图中,不计任何阻力时A加速下落,B加速上升过程中,A、B组成的系统机械能守恒D、丁图中,小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时,小球的机械能守恒【答案】CD【解析】甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,除重力做功外,弹簧的弹力对A做负功,则A机械能不守恒,选项A错误;乙图中,A置于光滑水平面,物体B沿光滑斜面下滑,此时A将向后运动,则A对B的弹力将对B做功,则物体B机械能不守恒,选项B错误;丙图中,不计任何阻力时A 加速下落,B 加速上升过程中,只有系统的重力做功,则A 、B 组成的系统机械能守恒,选项C 正确; 丁图中,小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时,小球动能与势能均不变,机械能守恒,选项D 正确;故选CD 、点睛:此题考查对机械能守恒条件的理解;只有重力做功时,物体的动能与势能相互转化,此时机械能守恒、3.如图所示,A 与B 两个小球固定在一根轻杆的两端,A 球的质量为m ,B 球的质量为2m ,此杆可绕穿过O 点的水平轴无摩擦地转动。
现使轻杆从水平位置由静止释放,则在杆从释放到转过90°的过程中A 、 A 球的机械能增加B 、 杆对A 球始终不做功C 、 B 球重力势能的减少量等于B 球动能的增加量D 、 A 球与B 球的总机械能守恒【答案】AD【解析】A 球向上加速,动能增加,重力势能也增加,则A 球的机械能增加.故A 正确.由于A 球的机械能增加,则根据功能原理知,杆对A 球做正功,故B 错误.根据系统的机械能守恒知,B 球重力势能的减少量等于B 球动能的增加量、A 球动能的增加量与A 球重力势能增加量之与.故C 错误.对于AB 组成的系统,只发生动能与重力势能的转化,系统的机械能守恒.故D 正确.故选AD 、点睛:本题就是轻杆连接的模型问题,对系统机械能就是守恒的,但对单个小球机械能并不守恒,运用系统机械能守恒及除重力以外的力做物体做的功等于物体机械能的变化量进行研究即可.4.如图所示,轻杆长为L ,可绕轴O 无摩擦地转动,在杆上距离轴O 点L/3的A 点与端点B 各固定一质量均为m 的小球,使杆从水平位置无初速度释放摆下。
下列说法正确的就是( )A 、 当杆转到竖直位置时A 233gL B 、 当杆转到竖直位置时B 2155gL C 、 从开始下落至杆转到竖直位置的过程中杆对球A 做负功D 、 从开始下落至杆转到竖直位置的过程中杆对球B 做功15mgL【答案】BCD【解析】在转动过程中,A 、B 两球的角速度相同,设A 球的速度为v A ,B 球的速度为v B ,则有 v A =13v B ;以A 、B 与杆组成的系统机械能守恒,由机械能守恒定律,并选最低点为零势能参考平面,则有:E 1=mg•L+mg•L=2mgL, 222211322A B E mg L mv mv =⋅++ 解得: 21515A v gL =; 2155B v gL =在此过程中轻杆对A 球做的功即为小球A 的机械能变化量:2211325KA A E mgL mv mgL mgL +-=-＝,选项C 正确;在此过程中轻杆对B 球做的功即为小球B 的机械能变化量: 21125KB B E mv mgL mgL -=＝,选项D 正确;故选BCD 、 点睛:本题关键就是系统内部只有重力势能与动能相互转化,机械能守恒,根据守恒定律列方程求解出速度,再计算机械能的变化量。
5.如图所示,一足够长、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳的两端各系一个小球a 与b 。
a 球的质量为m,静置于水平地面;b 球的质量为M,用手托住,距地面的高度为h,此时轻绳刚好拉紧。
从静止释放b 后,a 达到的最大高度为1、6h,则M 与m 的比值为( )A 、 8:5B 、 5:3C 、 4:1D 、 3:2【答案】C【解析】设a 球到达高度h 时两球的速度v,根据机械能守恒,b 球的重力势能减小转化为a 球的重力势能与a 、b 球的动能.即: 21)2M m gh M m V -=+（）（ 解得两球的速度都为: ()2M m ghV M m -=+,此时绳子恰好松弛,a 球开始做初速为()2M m ghM m-+的竖直上抛运动, 同样根据动能定理有: 210.602mg h mV -⨯=-解得ab 球质量关系为: 4M m =,故C 正确。
点睛:在a 球上升的全过程中,a 球的机械能就是不守恒的,所以在本题中要分过程来求解,第一个过程系统的机械能守恒,在第二个过程中只有a 球的机械能守恒。
6.如图所示,一根全长为l 、粗细均匀的铁链,对称地挂在光滑的小滑轮上,当受到轻微的扰动,求铁链脱离滑轮瞬间速度的大小( )A 、 glB 、 2glC 、 2glD 、 2gl 【答案】B【解析】试题分析:链条在下滑的过程中,对链条整体而言,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律求出链条的速度.铁链从开始到刚脱离滑轮的过程中,链条重心下降的高度为: 111244L L L -=,在链条下落过程中,其机械能守恒,则得21142mg L mv ⋅=,解得: 2gL v =,B 正确. 7.半径为r 与R(r ＜R)的光滑半圆形碗固定在水平面上,其圆心均在同一水平面上,如图所示,质量相等的两物体分别自半圆形碗左边缘的最高点无初速地释放,在下滑过程中两物体( )A 、 机械能均逐渐减小B 、 经最低点时动能相等C 、 均能到达半圆形槽右边缘最高点D 、 机械能总就是相等的【答案】CD【解析】试题分析:A 、圆形槽光滑,两小球下滑过程中,均只有重力做功,机械能均守恒.故A 错误.B 、根据机械能守恒定律,得mgr=mv 12E K1="mgr" 同理 E K2=mgR由于R ＞r,则 E K1＜E K2故B 错误;C 、根据机械能守恒可知,均能到达半圆形槽右边缘最高点.故C 正确.D 、取圆形槽圆心所在水平面为参考平面,则在最高点时,两球机械能均为零,相等,下滑过程中机械能均守恒,机械能总就是相等的.故D 正确.故选:CD8.半径为r 与R (r ＜R )的光滑半圆形槽,其圆心均在同一水平面上,如图所示,质量相等的两小球分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速地释放,在下滑过程中两小球( )A 、 机械能均逐渐减小B 、 经过最低点时动能相等C 、 机械能总就是相等的D 、 在最低点时向心加速度大小不相等【答案】C【解析】A 、圆形槽光滑,两小球下滑过程中,均只有重力做功,机械能均守恒,故A 错误,C 正确.B 、根据机械能守恒定律,得,,同理 ,由于,则,故B 错误;D 、两个物体在运动的过程中,机械能都守恒,由得,,所以在最低点时的向心加速度的大小为,,所以在最低点时的加速度的大小与物体运动的半径的大小无关,即两个物体在最低点时的加速度的大小相等,所以D 错误。
点睛:根据机械能守恒的条件可以判断两小球在光滑圆形槽中下滑过程中机械能就是守恒的.由机械能守恒定律,求出小球经过最低点时速度大小,就能比较动能的大小关系.利用向心力知识求出在最低点时,轨道对小球的支持力,进而求出加速度的大小.取圆心所在水平面为参考平面,两小球在水平面上时,机械能均为零,下滑过程中机械能都不变,故确定在最低点时它们的机械能就是相等的。
9.如图所示,轻杆长为3L ,在杆的A 、B 两端分别固定质量均为m 的球A 与球B ,杆上距球A 为L 处的O 点装在光滑的水平转动轴上,外界给予系统一定的能量后,杆与球在竖直面内转动.在转动的过程中,忽略空气的阻力。
若球B 运动到最高点时,球B 对杆恰好无作用力,则下列说法正确的就是( )A 、 此时A 、B 的动量相同B 、 球B 在最高点时速度为零C 、 球B 在最高点时,杆对A 的作用力为1、5mgD 、 球B 转到最低点时,其速度为165B v gL = 【答案】C 【解析】球B 运动到最高点时,两球的动量的方向不同,则动量不同,选项A 错误;球B 运动到最高点时,球B 对杆恰好无作用力,即重力恰好提供向心力,有22v mg m L =,解得2v gL = ,故B 错误;因为AB 同轴转动,B 的半径就是A 的两倍,所以有:v A =12v B =122gL ,对球B,则2A v F mg m L -=,解得F=1、5mg,选项C 正确; 在转动过程中,两球系统机械能守恒,以最低点为参考平面,根据机械能守恒定律,有()()222211113422222A B v mg L mv mv mg L mv mgL m ⎛⎫++=+++ ⎪⎝⎭联立解得: 265B gL v ＝ ,所以D 错误.故选C. 点睛:本题中两个球组成的系统内部动能与重力势能相互转化,机械能守恒,同时两球角速度相等,线速度之比等于转动半径之比,根据机械能守恒定律与牛顿第二定律联立列式求解.10.如图所示,m 1>m 2,滑轮光滑且质量不计,空气阻力不计。