(完整版)高一物理机械能守恒定律测试题(有答案)
高中物理第八章机械能守恒定律必须掌握的典型题(带答案)
高中物理第八章机械能守恒定律必须掌握的典型题单选题1、一物体在运动过程中，重力做了-2J的功，合力做了4J的功，则（）A．该物体动能减少，减少量等于4JB．该物体动能增加，增加量等于4JC．该物体重力势能减少，减少量等于2JD．该物体重力势能增加，增加量等于3J答案：BAB．合外力所做的功大小等于动能的变化量，合力做了4J的功，物体动能增加4J，故A错误，B正确；CD．重力做负功，重力势能增大，重力做正功，重力势能减小，所以重力势能增加2J，故CD错误。
故选B。
2、如图所示，重为G的物体受一向上的拉力F，向下以加速度a做匀减速运动，则（）A．重力做正功，拉力做正功，合力做正功B．重力做正功，拉力做负功，合力做负功C．重力做负功，拉力做正功，合力做正功D．重力做正功，拉力做负功，合力做正功答案：B由于物体向下运动，位移方向向下，因此重力方向与位移方向相同，重力做正功，拉力方向与位移方向相反，拉力做负功，由于物体向下做匀减速运动，加速度方向向上，因此合力方向向上，合力方向与位移方向相反，合力做负功。
故选B。
3、关于机械能，以下说法正确的是（）A．质量大的物体，重力势能一定大B．速度大的物体，动能一定大C．做平抛运动的物体机械能时刻在变化D．质量和速率都相同的物体，动能一定相同答案：DA．重力势能的大小与零势能面的选取有关，质量大但重力势能不一定大，A错误；B．动能的大小与质量以及速度有关，所以速度大小，动能不一定大，B错误；C．平抛运动过程中只受重力作用，机械能守恒，C错误；D．根据E k=12mv2可知质量和速率都相同的物体，动能一定相同，D正确。
故选D。
4、人造地球卫星绕地球旋转时，既具有动能又具有引力势能（引力势能实际上是卫星与地球共有的，简略地说此势能是人造卫星所具有的）。
设地球的质量为M，半径为R，取离地无限远处为引力势能零点，则距离地心为r，质量为m的物体引力势能为E p=−GMmr（G为引力常量），假设质量为m的飞船在距地心r1的近地点速度为v1，下列说法中错误的是（）A．飞船在椭圆轨道上正常运行时具有的机械能GMm2r1B．飞船在椭圆轨道距离地心r2时的速度大小√v12+2GMr2−2GMr1C．地球的第一宇宙速度√GMRD．该飞船在近地点的加速度为G Mr12答案：AA．由于飞船在椭圆轨道上机械能守恒，所以飞船的机械能等于在近地点的机械能，机械能为E=12mv12−GMmr1故A错误，符合题意；B ．根据机械能守恒有12mv 12−GMm r 1=12mv 22−GMm r 2解得v 2=√v 12+2GM r 2−2GM r 1 故B 正确，不符合题意；C ．对地球近地卫星，其正常运行速度即为地球的第一宇宙速度，根据向心力公式有G Mm R 2=m v 2R解得v =√GM R故C 正确，不符合题意；D ．飞船在近地点时，根据万有引力定律和牛顿第二定律有GMm r 12=ma 解得a =GM r 12 故D 正确，不符合题意。
高一物理机械能守恒试题答案及解析
高一物理机械能守恒试题答案及解析1.如图所示，位于竖直平面上半径为R =0.2m的1/4圆弧轨道AB光滑无摩擦，O点为圆心，A 点距地面的高度为H =0.4m，且O点与A点的连线水平。
质量为m =1kg的小球从A点由静止释放，最后落在地面C处。
取g ="10" m/s2，不计空气阻力，求：（1）小球通过B点时的速度；（2）小球落地点C与B点的水平距离；（3）小球落地时的速度大小和方向。
【答案】（1）（2）（3），与水平方向成45o角【解析】（1）由A----B过程，根据机械能守恒定律得：（2分）解得：（1分）（2）B---C过程，由平抛运动规律得：（3）小球到C点时，（2分）tan θ= θ=45o与水平方向成45o角（2分）【考点】考查了平抛规律，机械能守恒定律的应用2.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．物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端C．物体沿粗糙斜面匀速下滑D．拉着物体沿光滑斜面匀速上升【答案】B【解析】电梯匀速下降，说明电梯处于受力平衡状态，并不是只有重力做功，所以A错误；物体在光滑斜面上，受重力和支持力的作用，但是支持力的方向和物体运动的方向垂直，支持力不做功，只有重力做功，所以B正确；物体沿着粗糙斜面匀速下滑，物体受力平衡状态，摩擦力和重力都要做功，所以机械能不守恒，所以C错误；拉着物体沿光滑斜面匀速上升，物体受力平衡状态，拉力力和重力都要做功，所以机械能不守恒，所以D错误。
【考点】考查了机械能守恒定律3.如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R。
一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动.要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg（g为重力加速度）。
求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围。
【答案】R≤h≤5R【解析】若物体恰好能够通过最高点，则有，解得，初始位置相对于圆轨道底部的高度为，则根据机械能守恒可得，得当小物块对最高点的压力为5mg时，有，得初始位置到圆轨道的底部的高度为，根据机械能守恒定律可得解得，故物块的初始位置相对于圆轨道底部的高度的范围为R≤h≤5R。
高一物理机械能及其守恒条件试题答案及解析
高一物理机械能及其守恒条件试题答案及解析1.在下列所述实例中，若不计空气阻力，机械能守恒的是A．石块自由下落的过程B．在竖直面内做匀速圆周运动的物体C．电梯加速上升的过程D．木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程【答案】A【解析】物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，即可判断物体是否是机械能守恒．石块自由下落的过程，只受重力，所以石块机械能守恒，故A正确。
在竖直面内做匀速圆周运动过程中动能不变，重力势能在变化，所以机械能不守恒，B错误。
电梯加速上升的过程，动能增加，重力势能增加，故机械能增加，故C错误。
木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程，动能不变，重力势能减小，所以机械能减小，故D错误。
【考点】考查了机械能守恒2.下列说法正确的是（）A．物体机械能守恒时，一定只受重力作用B．物体处于平衡状态时机械能一定守恒C．若物体除受重力外还受到其他力作用，物体的机械能也可能守恒D．物体的动能和重力势能之和增大，必定有重力以外的其他力对物体做功【答案】CD【解析】物体机械能守恒的条件是受重力与弹力，故A中说一定只受重力作用是不对的；物体处于平衡状态时也可能是竖直向上或向下做匀速直线运动，我们知道此时的机械能是不守恒的，故B也不对；物体除受重力外，如果还受弹力的作用，则它的机械能也是守恒的，故C是正确的；如果物体的动能与重力势能的和增大，则必定有重力以外的其他力对物体做功是正确的，故D也对。
【考点】机械能守恒的条件。
3.神舟号载人飞船在发射至返回的过程中，以下哪些阶段返回舱的机械能是守恒的A．飞船升空的阶段B．飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段C．返回舱在大气层外向着地球做无动力飞行阶段D．降落伞张开后，返回舱下降的阶段【答案】BC【解析】根据机械能守恒的条件，只有重力（或引力）做功时机械能守恒。
飞船升空的阶段，燃料要对火箭产生动力，对火箭做正功，火箭的机械能增加；飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段，只有地球引力做功所以机械能守恒；返回舱在大气层外向着地球做无动力飞行阶段，也是只有地球引力做功，机械能守恒；降落伞张开后，返回舱下降的阶段，除重力做功外还有空气阻力做功，所以机械能减少。
(完整版)机械能守恒定律应用测试题题及答案
六 机械能守恒定律应用1 班级 姓名 学号一、选择题（每小题中至少有一个选项是正确的）1．若不计空气的阻力，以下实例中运动物体机械能守恒的是 （ ）A ．物体沿斜面匀速下滑B ．物体做竖直上抛运动C ．物体做自由落体运动D ．用细绳拴着小球，一端为圆心，使小球在竖直平面内做圆周运动2．设质量m=1.0kg 的物体从倾角为300，高2.0m 的光滑斜面由静止开始下滑，那么当它滑到斜面中点时刻所具有的机械能是（取地面为参考平面） （ ）A 、零B 、20焦耳C 、40焦耳D 、10焦耳3．如图所示，物体在斜面上受到平行于斜面向下拉力F 作用，沿斜面向下运动，已知拉力F 大小恰好等于物体所受的摩擦力，则物体在运动过程中， ( )A 、作匀速运动；B 、作匀加速运动；C 、机械能保持不变；D 、机械能减小。
4．如图2所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是 （ ）A ．重力势能和动能之和总保持不变B ．重力势能和弹性势能之和总保持不变C ．动能和弹性势能之和保持不变D ．重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变5．一个人站在阳台上，以相同的速率v 0分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三个球落地时的速率： （ ）A 、上抛球最大B 、下抛球最大C 、平抛球最大D 、三个球一样大6．图中圆弧轨道AB 是在竖直平面内的1/4圆周，在B 点，轨道的切线是水平的．一质点自A 点从静止开始下滑，不计滑块与轨道间的摩擦和空气阻力，则在质点刚要到达B 点时的加速度大小和刚滑过B 点时的加速度大小分别为 ( )A ．0，gB ．g ，gC ．2g ，gD ．2g ，2g7．如图所示，一根长为l 1的橡皮条和一根长为l 2的绳子（l 1<l 2）悬于同一点，橡皮条的另一端系一A 球，绳子的另一端系一B 球，两球质量相等，现从悬线水平位置（绳拉直，橡皮条保持原长）将两球由静止释放，当两球摆至最低点时，橡皮条的长度与绳子长度相等，此时两球速度的大小为 （ ）A ．B 球速度较大 B ．A 球速度较大C ．两球速度相等D ．不能确定8．如图所示，从H 高处以v 平抛一小球，不计空气阻力，当小球距地面高度为h 时，其动能恰好等于其势能，则 （ ）A ．h=2HB ．h ＜2HC ．h ＞2H D ．无法确定 *9．人站在h 高处的平台上，水平抛出一个质量为m 的物体，物体落地时的速度为v ，以地面为重力势能的零点，不计空气阻力，则有： （ ）图2 FA ．人对小球做的功是221mvB ．人对小球做的功是mgh mv -221C ．小球落地时的机械能是221mvD ．小球落地时的机械能是mgh mv -221 *10．质量相同的小球A 和B 分别悬挂在长为L 和2L 的不伸长绳上。
高一物理机械能守恒定律单元测验(含详细解答)
第七章机械能守恒定律单元测验一、选择题1．在下列事例中，属于动能和势能相互转化、而动能和势能的总和保持不变的是()A．游乐园中的海盗船，如果没有摩擦和空气阻力，船在摇摆过程中的运动B．在不计空气阻力的情况下，将一小球竖直上抛，小球从被抛出到落回抛出点过程的运动C．物体以一定的初速度沿粗糙的固定斜面上滑而达到一定的高度D．自行车从斜坡顶端由静止滑下2．如图1所示，两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力F1对物体做功4 J，力F2对物体做功3 J，则力F1和F2的合力对物体做功为()A．7 J B．1 JC． 5 J D．3.53．下列说法中正确的是()A．功是矢量，正、负表示方向B．功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功C．力对物体做正功还是做负功，取决于力和位移的方向关系D．力做功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量4．关于功率公式P＝Wt和P＝Fv的说法正确的是()A．由P＝Wt可知，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．由P＝Fv知，汽车的功率和它的速度成正比D．从P＝Fv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比5．关于重力做功和物体重力势能的变化，下面说法中正确的是()A．当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少B．当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加C．重力做功的多少与参考平面的选取无关D．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功6．质量为m的小球从离桌面高度为H处由静止下落，桌面离地高度为h，如图2所示．若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力势能的变化分别为()A．mgh，减少mg(H－h) B．mgh，增加mg(H＋h)C．－mgh，增加mg(H－h) D．－mgh，减少mg(H＋h)7．关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是()A．弹簧的弹性势能跟拉伸(或压缩)的长度有关B．弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关C．同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大D．弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关8.如图1所示，一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中以下说法正确的是()A．物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比B．压缩弹簧的过程中，物体向墙壁移动相同的距离，弹力做的功不相等C．弹簧的弹力做正功，弹性势能减少D．弹簧的弹力做负功，弹性势能增加9．一辆汽车以v1＝6 m/s的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行x1＝3.6 m，如果以v2＝8 m/s的速度行驶，在同样路面上急刹车后滑行的距离x2应为()A．6.4 m B．5.6 m C．7.2 m D．10.8 m10．如图4所示，一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F作用下从平衡位置P点缓慢地移到Q点，此时悬线与竖直方向夹角为θ，则拉力F做的功为()A．mgL cosθ B．mgL(1－cosθ)C．FL sinθ D．FL cosθ11.从h高处以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的小球，如图5所示．若取抛出处物体的重力势能为0，不计空气阻力，则物体着地时的机械能为()A．mgh B．mgh＋12mv2C.12mv2D.12mv2－mgh12．关于“能量耗散”的下列说法中，正确的是()A．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫做能量的耗散B．能量在转化过程中变少的现象叫能量的耗散C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量的数量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了，而自然界的能量是守恒的D．能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的二、实验题13．用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下列物理量中需要测量的有()A．重物的质量B．重力的加速度C．重物下落的高度D．与重物下落高度对应的重物的瞬时速度14．在验证机械能守恒定律的实验中：(1)从下列器材中选出实验所必需的，其编号为______．A．打点计时器(包括纸带) B．重物C．天平D．毫米刻度尺E．秒表F．运动小车(2)打点计时器的安装放置要求为__________；开始打点计时的时候，应先_______，然后再________________________________．图1图2图3图4图5(3)选择下列正确的实验步骤，并按次序排列为________ ．A ．用天平测出重锤的质量B ．把打点计时器竖直地夹稳在铁架台上C ．接通电源，松开纸带D ．松开纸带，接通电源E ．用停表记下重锤下落的时间F ．取下纸带，重复上述实验3次G ．将纸带固定在重锤上，让纸带穿过打点计时器并用手提住，使重锤靠近打点计时器H ．选取理想纸带，对几个方便的点测量并计算，看mgh 和12mv 2是否相等15．某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时，不慎将一条选择好的纸带的前面部分损坏了，剩下的一段纸带上各点间的距离，他测出并标在纸带上，如图6所示．已知打点计时器打点的周期T ＝0.02 s ，重力加速度g 取9.8 m /s 2.图6(1)利用纸带说明重物通过第2、5两点时机械能守恒．(2)分别说明为什么得到的结果是重力势能的减少量略大于动能的增加量？三、计算题16．质量为2 kg 的物体，受到24 N 竖直向上的拉力，由静止开始运动了5 s ，求5 s 内拉力对物体所做的功是多少？5 s 内拉力的平均功率及5 s 末拉力的瞬时功率各是多少？(g 取10 m /s 2)17．额定功率为80 kW 的汽车，在平直公路上行驶的最大速度是20 m /s ，汽车的质量是2 t ，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小是2 m /s 2，运动过程中阻力不变，求：(1)汽车受到的阻力多大？ (2)3 s 末汽车的瞬时功率多大？ (3)汽车维持匀加速运动的时间是多少？18.如图7所示，物体在离斜面底端5 m 处由静止开始下滑，然后滑上由小圆弧(长度忽略)与斜面连接的水平面上，若斜面及水平面的动摩擦因数均为0.4，斜面倾角为37°，则物体能在水平面上滑行多远？图719．假设过山车在轨道顶点A 无初速度释放后，全部运动过程中的摩擦均可忽略，其他数据如图8所示，求过山车到达B 点时的速度．(g 取10 m /s 2)图8第七章 机械能守恒定律 单元测验答案及解析一、选择题1．AB [在没有摩擦和空气阻力的条件下，海盗船在摆动时势能和动能相互转化，每次摇摆都能达到相同的高度，总能量保持不变；在不计空气阻力的情况下，小球竖直上抛的运动是动能转变为势能、势能又转变为动能的过程，总能量保持不变；物体沿粗糙斜面运动和自行车沿斜坡下滑，是动能和势能相互转化，但动能和势能的总和减小的过程，因为摩擦，物体会消耗一部分机械能．]2．A [合力做的功等于它的各个分力做功的代数和，即4 J ＋3 J ＝7 J ．] 3．BCD [理解功的概念，功有正、负之分，但功是标量，此处易误解．]4．D [P ＝Wt 计算的是时间t 内的平均功率，P ＝F v 既可计算瞬时功率，也可计算平均功率，但由于涉及三个量，只有在一个量确定不变时，才能判断另外两个量之间的关系，故D 正确．]5．ABC [重力做正功，物体下降，重力势能减少；重力做负功，物体升高，重力势能增加；重力做功的多少与重力及初、末位置的高度差有关，与参考平面的选取无关．]6．D [小球落地点在参考平面以下，其重力势能为负值，即－mgh ；初态重力势能E p1＝mgH ，末态重力势能E p2＝－mgh ，重力势能的变化量ΔE p ＝E p2－E p1＝－mgh －mgH ＝－mg (H ＋h )，负号表示减少．重力势能的变化也可以根据重力做功来判断，小球下落过程中重力做正功，所以重力势能减少量为W G ＝mg (H ＋h )．]7．ABC [由弹性势能的表达式E p ＝12kl 2可知，弹性势能E p 与弹簧拉伸(或压缩)的长度有关，A 选项正确．E p 的大小还与k 有关，B 选项正确．在弹性限度内，E p 的大小还与l 有关，l 越大，E p 越大，C 正确．弹簧的弹性势能是由弹簧的劲度系数k 和形变量l 决定的，与使弹簧发生形变的物体无关．]8．BD [由功的计算公式W ＝Fl cos θ知，恒力做功时，做功的多少与物体的位移成正比，而弹簧对物体的弹力是一个变力，所以A 不正确；弹簧开始被压缩时弹力小，弹力做的功也少，弹簧的压缩量变大时，物体移动相同的距离做的功增多，故B 正确；物体压缩弹簧的过程，弹簧的弹力与弹力作用点的位移方向相反，所以弹力做负功，弹性势能增加，故C 错误，D 正确．]9．A [急刹车后，车只受摩擦阻力F f 的作用，且两种情况下摩擦力大小是相同的，汽车的末速度皆为零．－F f x 1＝0－12m v 21 ①－F f x 2＝0－12m v 22 ②②式除以①式得x 2x 1＝v 22v 21.几何 故汽车滑行距离x 2＝v 22v 21x 1＝(86)2×3.6 m ＝6.4 m]10．B [小球缓慢移动，时时都处于平衡状态，由平衡条件可知，F ＝mg tan θ，随着θ的增大，F 也在增大，是一个变化的力，不能直接用功的公式求它的功，所以这道题要考虑用动能定理求解．由于物体缓慢移动，动能保持不变，由动能定理得：－mgL (1－cos θ)＋W ＝0，所以W ＝mgL (1－cos θ)．]11．C [初态时机械能为12m v 20，由于只有重力做功，机械能守恒，物体在任意时刻机械能都是这么大，故C 正确．]12．AC 二、实验题13．CD 14．(1)A 、B 、D(2)底板要竖直 给打点计时器通电 释放重物 (3)B 、G 、C 、F 、H解析 (1)选出的器材有：打点计时器(包括纸带)，重物，毫米刻度尺，编号分别为：A 、B 、D.注意因mgh ＝12m v 2，故m 可约去，不需要用天平．(2)打点计时器安装时，底板要竖直，这样才能使重物在自由落下时，受到的阻力较小，开始记录时，应先给打点计时器通电，然后再释放重物，让它带着纸带一同落下．(3)正确的实验步骤应该为B 、G 、C 、F 、H.15．解析 (1)v 2＝s 132T ＝(2.9＋3.3)×10－22×0.02 m/s ＝1.55 m/sv 5＝s 462T ＝(4.0＋4.3)×10－22×0.02m/s ＝2.08 m/sΔE k ＝12m v 25－12m v 22＝0.96m 而ΔE p ＝mgs 25＝m ×9.8×(3.3＋3.6＋4.0)×10－2＝1.07m故在系统误差允许的范围内重物通过第2、5两点时机械能守恒．(2)不难看出ΔE p >ΔE k ，这是因为重物下落的过程中除了受到空气阻力的作用外，还受到纸带和限位孔间摩擦阻力的作用． 三、计算题16．600 J 120 W 240 W解析 对物体受力分析，如图所示由牛顿第二定律得 a ＝F －mg m ＝24－2×102m/s 2＝2 m/s 2，5 s 内物体的位移 l ＝12at 2＝12×2×52 m ＝25 m其方向竖直向上． 5 s 末物体的速度v ＝at ＝2×5 m/s ＝10 m/s ， 其方向竖直向上． 故5 s 内拉力的功为W ＝Fl ＝24×25 J ＝600 J5 s 内拉力的平均功率为P ＝W t ＝6005 W ＝120 W. 5 s 末拉力的瞬时功率为P ＝F v ＝24×10 W ＝240 W. 17．(1)4×103 N (2)48 kW (3)5 s解析 (1)在输出功率等于额定功率的条件下，当牵引力F 等于阻力F 阻时，汽车的加速度减小到零，汽车的速度达到最大．设汽车的最大速度为v max ，则汽车所受阻力F阻＝P 额v max ＝8×10420N ＝4×103N. (2)设汽车做匀加速运动时，需要的牵引力为F ′，根据牛顿第二定律有F ′－F 阻＝ma ，解得F ′＝ma ＋F 阻＝2×103×2 N ＋4×103 N ＝8×103 N.因为3 s 末汽车的瞬时速度v 3＝at ＝2×3 m/s ＝6 m/s ，所以汽车在3 s 末的瞬时功率P ＝F ′v 3＝8×103×6 W ＝48 kW.(3)汽车在做匀加速运动时，牵引力F ′恒定，随着车速的增大，输出功率逐渐增大，输出功率等于额定功率时的速度是汽车做匀加速运动的最大速度v max ′，其数值v max ′＝P 额F ′＝80×1038×103m/s ＝10 m/s. 根据运动学公式，汽车维持匀加速运动的时间t ＝v max ′a ＝102 s ＝5 s. 18．3.5 m解析 物体在斜面上受重力mg 、支持力F N1、滑动摩擦力F f1的作用，沿斜面加速下滑，在水平面上减速直到静止．方法一：对物体在斜面上的受力分析如图甲所示，可知物体下滑阶段： F N1＝mg cos 37° 故F f1＝μF N1＝μmg cos 37°由动能定理得 mg sin 37°·l 1－μmg cos 37°·l 1＝12m v 21 ①在水平面上的运动过程中，受力分析如图乙所示 F f2＝μF N2＝μmg由动能定理得－μmg ·l 2＝0－12m v 21 ② 由①②两式可得l 2＝sin 37°－μcos 37°μl 1＝0.6－0.4×0.80.4×5 m ＝3.5 m.方法二：物体受力分析同上，物体运动的全过程中，初、末状态的速度均为零，对全过程运用动能定理有mg sin 37°·l 1－μmg cos 37°·l 1－μmg ·l 2＝0得l 2＝sin 37°－μcos 37°μl 1＝0.6－0.4×0.80.4×5 m ＝3.5 m.19.70 m/s解析 由题意可知，过山车在运动过程中仅有重力做功，故其机械能守恒．以圆周轨道的最低点所在平面为零势能参考平面，由机械能守恒定律得mgh A ＝mgh B ＋12m v 2Bv B ＝2g (h A －h B )＝2×10×(7.2－3.7) m/s ＝70 m/s.。
高一物理机械能守恒定律测试题有答案
试元测能守恒定律单械机分，本大题中每个小题中有一个或多个选项正确）分=48一、选择题（10×4）1、下列关于做功的说法中正确的是（重力对物体做功，物体的重力势能一定减少B. A.物体没有做功，则物体就没有能量物体做功，D.重力对 C.滑动摩擦力只能做负功物体的重力势能可能增加BA点，点1所示，一物体以一定的速度沿水平面由滑到．如图2已知物体与各′沿两斜面滑到B′，摩擦力做的总功为W，摩擦力做功W；若该物体从A21）接触面的动摩擦因数均相同，则（W＞．WB=WA．W 2 1 1 2大小关系WDC．W＜W．不能确定W、2 11 2mFFF的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度，分别用力、、将质量为3．如图2312FFF）做功的功率大小关系是（从斜面底端拉到斜面的顶端，在此过程中，、、3122图PPPPPPPPPPPP＞．A．=．=B ．＞C=＞＞＞D3111223 12 3 23lO点，小球在水平拉力的轻绳悬挂．一质量为4m的小球，用长为所3如图,点Q 点很缓慢地移动到P作用下，从平衡位置FF则力示，) 所做的功为(l cosθmgA．l cosθ)(1-B．mg l sinθC．F lθD．F5．质量为m的汽车，其发动机额定功率为P．当它开上一个倾角为θ的斜坡时，受到的摩) ( 擦阻力为车重力的k倍，则车的最大速度为6.一物体静止在升降机的地板上，在升降机匀加速上升的过程中，地板对物体）（的支持力所做的功等于A.物体克服重力所做的功物体动能的增加量B.物体动能增加量与重力势能增加量之和C.物体动能增加量与重力势能增加量之差D.7．如图5所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，与扶梯一起沿斜面）（加速上升．在这个过程中，人脚所受的静摩擦力负功；Ｂ．水平向左，对人做Ａ．等于零，对人不做功；Ｄ．沿斜面向上，对人作正功．Ｃ．水平向右，对人做正功；vAm，当它落到地面时处竖直上抛一质量为．在离地面高为的物块，抛出时的速度为80gV)表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于速度为( ，用1111??2222mgh．mv－．mvmgh BA mVmV??2200221111??2222mvmV．mgh+ DmVC．mgh+mv2200229.质量为m的物体，从静止开始以2g的加速度竖直向下运动的位移为h ，空气阻力忽略不）计，下列说法正确的是（2mghB．物体的重力势能减少A．物体的重力势能减少mgh．物体的机械能保持不变 D ．物体的动能增加C2mgh10．水平传送带匀速运动，速度大小为v，现将一小工件放到传送带上。
《第七章 机械能守恒定律》试卷及答案_高中物理必修第二册_沪科版_2024-2025学年
《第七章机械能守恒定律》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、一个物体从静止开始沿光滑斜面下滑，下列说法正确的是：A、物体的动能随着下滑距离的增加而增加B、物体的势能随着下滑距离的增加而减少C、物体的机械能守恒D、物体的动量和速度随下滑距离增加而增加2、一个物体从高度h自由下落，落地时的速度v与下落的高度h的关系可以表示为：A、v = √(2gh)B、v = ghC、v = h/√gD、v = √(gh/2)3、物体沿光滑斜面自由下滑的过程中，以下说法正确的是（）。
A、物体的动能增加，势能减少，机械能守恒；B、物体的动能减少，势能增加，机械能守恒；C、物体的动能增加，势能减少，机械能增加；D、物体的动能增加，势能减少，机械能不变。
4、在光滑水平面上，一个物体在拉力的作用下做变速直线运动，如果物体的动能增加了，那么（）。
A、其重力势能一定增加；B、其重力势能一定减少；C、其重力势能不变；D、此过程中拉力不一定对物体做正功。
5、一个物体从高处自由下落，在下落过程中：A、重力势能在增加B、重力势能在减少C、动能和重力势能总和不变D、动能和势能无法同时增加6、关于机械能守恒定律的适用条件，以下说法正确的是：A、所有运动过程中都适用B、只有匀速直线运动过程适用C、只有自由落体运动过程适用D、受限在只有重力和弹力作用下的机械运动过程适用7、一个物体在光滑水平面上从静止开始沿着x轴正方向运动，受到一个恒定的水平向右的力F作用。
下列说法正确的是（）A、物体的动能增加时，其势能必定减少B、物体的势能增加时，其动能必定减少C、物体的机械能守恒，因为只有重力做功D、物体的机械能不守恒，因为除了重力做功，还有其他力做功二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、物体沿斜面匀速下滑时，下列哪些力做功为零？A、摩擦力B、重力C、支持力D、合外力2、在一个弹性系统中，当一个弹簧振子从最大位移处释放后，下列哪些描述是正确的？A、在开始释放的瞬间，弹簧弹力对振子做正功B、振子到达平衡位置时，速度达到最大值C、振子经过平衡位置时，带有最大的势能D、振子到达最大位移处时，动能为零3、一个物体从静止状态开始下落的运动，下列关于其机械能守恒的说法正确的是（）A、物体的势能减小，动能增大，总机械能守恒B、物体在整个下落过程中只有重力做功C、物体下落过程中，如果有空气阻力，其机械能将不会守恒D、物体下落的末速度与重力加速度无关三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题已知一物体从高度为h的平台上自由落下，落地的速度为v。
高一物理机械能守恒定律试题答案及解析
高一物理机械能守恒定律试题答案及解析1.质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落直至落地．已知桌面离地高度为h，如图所示．若以桌面为零势能参考平面，那么小球落地时的重力势能及小球整个下落过程中重力做的功分别为（地球表面的重力加速度为g）A．– mgh，mg(H – h)B．– mgh，mg(H+h)C．mgh，mg(H – h)D．mgh，mg(H+h)【答案】B=mgh中，h为物体相对零势能点的高度，【解析】分析：解决本题需要掌握：重力势能表达式Ep因此重力势能大小和零势能点的选取有关；而重力做功和零势能的选取无关，只与物体的初末位置有关．=-mgh，解答：解：以桌面为零势能参考平面，地面离零势能点的高度为-h，物体重力势能为：Ep物体下落的高度差为（h+H），所以重力做功为：W=mg（h+H），故ACD错误，B正确．故选B．点评：本题比较简单，直接考查了重力势能和重力做功大小的计算，正确理解公式中物理量的含义是正确应用公式的前提．＝10m/s，随后以P＝6´104 W的额定功率沿平直公2.质量为5´103 kg的汽车在t＝0时刻速度v路继续前进，经72s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5´103N。
求：；（1）汽车的最大速度vm（2）汽车在72s内经过的路程s。
【答案】（1）24m/s（2）1252m【解析】：（1）当达到最大速度时，P＝=Fv=fvm，vm＝＝m/s＝24m/s（2）从开始到72s时刻依据动能定理得：Pt－fs＝mvm2－mv02，解得：s＝＝1252m。
3.滑雪运动员从山上加速滑下过程中，下列表述正确的是A．重力做负功，动能增加B．重力做正功，动能减少C．重力势能增加，动能增加D．重力势能减少，动能增加【答案】D【解析】滑雪运动员从山上加速滑下过程中，运动的方向向下，重力的方向向下，所以重力做正功，重力势能减少；运动员做加速运动，速度增大，动能增大．所以选项D正确，选项ABC错误．故选：D4.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时，速度达到v，则（）A ．地板对物体的支持力做的功等于mv 2B ．地板对物体的支持力做的功等于mgHC ．钢索的拉力做的功等于Mv 2+MgHD ．合力对电梯M 做的功等于Mv 2【答案】D【解析】电梯由静止开始向上做加速运动，设加速度的大小为a ，由速度和位移的关系式可得，v 2=2aH ，所以：，对电梯由牛顿第二定律可得：F N -mg=ma ，F N =mg+m ，地板对物体的支持力做的功为：W=F N H=（mg+ma ）H=mgH+mv 2，故AB 错误；对于整体由牛顿第二定律可得：F-（M+m ）g=（M+m ）a ，所以钢索的拉力为：F=（M+m ）g+（M+m ）a ，钢索的拉力做的功等于：W′=FH=（M+m ）gH+（M+m ）v 2，故C 错误；根据动能定理可得，合力对电梯M 做的功等于电梯的动能的变化即为Mv 2，故D 正确．故选D ． 【考点】牛顿第二定律; 动能定理5. A 、B 两物体的质量之比m A ：m B =2：1，它们以相同的初速度v 0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度图象如图所示．那么，A 、B 两物体所受摩擦阻力之比f A ：f B 与A 、B 两物体克服摩擦阻力做的功之比W A ：W B 分别为（ ）A. f A ：f B =2：1B. f A ：f B =4：1C. W A ：W B =2：1D. W A ：W B =1：4 【答案】BC【解析】根据速度时间图象的斜率等于加速度，可知：A 、B 两个物体的加速度大小之比，由牛顿第二定律可知：物体所受的摩擦力大小 f=ma ，所以摩擦力之比为：f A ：f B =4：1；由动能定理，摩擦力对物体的功：W=0-mv 02；由于AB 的初速度大小相同，m A ：m B =2：1，所以两物体克服摩擦阻力做的功之比：W A ：W B =2：1，故AD 错误，BC 正确．故选BC 。
高一物理机械能守恒测试题及答案
一、单项选择题（每题只有一个选项是正确的，每题4分，共24分） 1． 物体在下列运动过程中，机械能守恒的是： A ．直升飞机载物匀速上升 B ．起重机匀速下放物体C ．物体沿光滑斜面加速下滑D ．电梯载物匀加速上升2．在同一高度将质量相等的三个小球以大小相同的速度分别竖直上抛，竖直下抛，水平抛出，不计空气阻力。
从抛出到落地过程中，三球： A ．运动时间相同 B ．落地时的速度相同C ．落地时重力的功率相同D ．落地时的动能相同3. 关于功率的概念，下面的说法中正确的是 A 功率是描述力对物体做功多少的物理量 B 由P ＝W/t ，可知，W 越大，功率越大C 由P ＝FV 可知，力越大，速度越大，则功率越大D 某个力对物体做功越快，它的功率就一定大4．甲、乙二物体在同一地点分别从4h 与h 的高处开始作自由落体运动，若甲的质量是乙的4倍，则下述说法中正确的是A ．甲、乙二物体落地时速度相等B ．落地时甲的速度是乙的2倍C ．甲、乙二物体同时落地D ．甲在空中运动时间是乙的4倍5．在距地面h 高处，以初速度v 0沿水平方向抛出一个物体，若忽略空气阻力，它运动的轨迹如图4-37所示，那么 A ．物体在c 点比在a 点的机械能大 B ．物体在a 点比在c 点的动能大C ．物体在a 、b 、c 三点的机械能相等D ．物体在a 、b 、c 三点的动能相等6、一物体由H 高处自由落下，当物体的动能等于势能时，物体运动的时间为 (A)g H 2 (B)g H (C)g 2H (D)Hg二、多项选择题（每题有两个或两个以上选项正确，每小题6分，共24分）7．甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力F 分别拉两个物体在水平面上从静止开始移动相同的距离s 。
如图4-37所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，则力F 对甲、乙做功，和甲、乙两物体获得的动能，下面说法中正确的是图4-37A 力F 对甲、乙两个物体做的功一样多B 力对甲做功多C 甲、乙两个物体获得的动能相同D 甲物体获得的动能比乙大 8、关于重力做功，下面说法中正确的是A 重力做负功，可以说物体克服重力做功B 重力做正功，物体的重力势能一定减少C 重力做负功，物体的重力势能一定增加D 重力做正功，物体的重力势能一定增加9、某人在离地h 高的平台上抛出一个质量为m 的小球，小球落地前瞬间的速度大小为V ，不计空气阻力和人的高度，则A ．人对小球做功221mV B ．人对小球做功mgh mV -221C ．小球落地的机械能为mgh mV +221 D ．小球落地的机械能为221mV10、从地面竖直向上抛出一小球，不计空气阻力，则小球两次经过离地h 高的某点时，小球具有相同的：A ．速度；B 加速度；C ．动能；D ．机械能三、填空与实验题（每小题6分，共18分）11、质量是5kg 的物体，从足够高处自由落下，经过2s 重力对物体做功的平均功率是＿＿＿＿W ，瞬时功率是＿＿＿＿W ．(g 取10m /s 2)12．如图4-38所示，质量为2kg 的物体从高度为h ＝0.8m 的光滑斜面顶端A 处开始下滑。
(完整word)高一物理机械能守恒定律练习题及答案
机械能守恒定律计算题（基础练习）班别：姓名：1．如图5-1-8所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F开始提升原来静止的质量为m＝10kg的物体，以大小为a＝2m／s2的加速度匀加速上升，求头3s内力F做的功.(取g＝10m／s2)图5-1-82.汽车质量5t，额定功率为60kW，当汽车在水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍，：求：（1）汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？（2）若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？图5-3-13.质量是2kg 的物体，受到24N 竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过5s ；求：①5s 内拉力的平均功率②5s 末拉力的瞬时功率（g 取10m/s 2）4.一个物体从斜面上高h 处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，测得停止处对开始运动处的水平距离为S ，如图5-3-1，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同．求动摩擦因数μ．Fmg图5-2-5h 1h 2图5-4-45.如图5-3-2所示，AB 为1/4圆弧轨道，半径为R =0.8m ，BC 是水平轨道，长S =3m ，BC 处的摩擦系数为μ=1/15，今有质量m =1kg 的物体，自A 点从静止起下滑到C 点刚好停止.求物体在轨道AB 段所受的阻力对物体做的功.6. 如图5-4-4所示，两个底面积都是S 的圆桶， 用一根带阀门的很细的管子相连接，放在水平地面上，两桶内装有密度为ρ的同种液体，阀门关闭时两桶液面的高度分别为h 1和h 2，现将连接两桶的阀门打开，在两桶液面变为相同高度的过程中重力做了多少功？图5-3-27.如图5-4-2使一小球沿半径为R的圆形轨道从最低点B上升，那么需给它最小速度为多大时，才能使它达到轨道的最高点A？8.如图5-4-8所示，光滑的水平轨道与光滑半圆弧轨道相切.圆轨道半径R=0.4m，一小球停放在光滑水平轨道上，现给小球一个v0=5m/s的初速度，求：小球从C点抛出时的速度（g取10m/s2）.图5-4-2R V0图5-4-89.如图5-5-1所示，光滑的倾斜轨道与半径为R的圆形轨道相连接，质量为m的小球在倾斜轨道上由静止释放，要使小球恰能通过圆形轨道的图5-5-1 最高点，小球释放点离圆形轨道最低点多高？通过轨道点最低点时球对轨道压力多大？10.如图5-5-2长l=80cm的细绳上端固定，下端系一个质量m＝100g的小球.将小球拉起至细绳与竖立方向成60°角的位置，然后无初速释放.不计各处阻力，求小球通过最低点时，细绳对小球拉力多大？取g=10m/s2.图5-5-1111.质量为m 的小球，沿光滑环形轨道由静止滑下（如图5-5-11所示），滑下时的高度足够大.则小球在最低点时对环的压力跟小球在最高点时对环的压力之差是小球重力的多少倍？12．“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法.（1）用公式mv 2/2=mgh 时，对纸带上起点的要求是 ，为此目的，所选择的纸带一、二两点间距应接近 .（2）若实验中所用的重锤质量M = 1kg ，打点纸带如图5-8-8所示，打点时间间隔为0.02s ，则记录B 点时，重锤的速度v B = ，重锤动能E KB = .从开始下落起至B 点，重锤的重力势能减少量是 ，因此可得结论是. （3）根据纸带算出相关各点速度V ，量出下落距离h ，则以2v 2为纵轴，以h 为横轴画出的图线应是图5-8-9中的 .2AB20CD22图5-8-9答案1．如图5-1-8所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F 开始提升原来静止的质量为m ＝10kg 的物体，以大小为a ＝2m ／s 2的加速度匀加速上升，求头3s 内力F 做的功.(取g ＝10m ／s 2【解析】利用w ＝Fs cos a 求力F 的功时，要注意其中的s 必须是力F 作用的质点的位移.可以利用等效方法求功，要分析清楚哪些力所做的功具有等效关系.物体受到两个力的作用：拉力F ＇和重力mg ，由牛顿第二定律得ma mg F =-'所以=+='ma mg F 10×10+10×2=120N则力2F F '==60N 物体从静止开始运动，3s 内的位移为221at s ==21×2×32=9m解法一： 力F 作用的质点为绳的端点，而在物体发生9m 的位移的过程中，绳的端点的位移为s /＝2s ＝18m ，所以，力F 做的功为=='=s F s F W 260×18=1080J解法二 ：本题还可用等效法求力F 的功.由于滑轮和绳的质量及摩擦均不计，所以拉力F 做的功和拉力F’对物体做的功相等. 即='=='s F W W F F 120×9=1080J2.汽车质量5t ，额定功率为60kW ，当汽车在水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍，问：（1）汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？（2）若汽车从静止开始，保持以0.5m/s 2的加速度作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？【解析】(1) 当汽车达到最大速度时，加速度a=0，此时mg f F μ== ① m Fv P = ②由①、②解得s m mgPv m /12==μ (2) 汽车作匀加速运动，故F 牵-μmg =ma ，解得F 牵=7.5×103N 设汽车刚达到额定功率时的速度为v ，则P = F 牵·v ，得v =8m/s 设汽车作匀加速运动的时间为t ，则v =at图5-1-8图5-3-1得t =16s3.质量是2kg 的物体，受到24N 竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过5s ；求：①5s 内拉力的平均功率②5s 末拉力的瞬时功率（g 取10m/s 2）【解析】物体受力情况如图5-2-5所示，其中F 为拉力，mg 为重力由牛顿第二定律有F －mg=ma 解得 =a 2m/s 2 5s 内物体的位移221at s ==2.5m 所以5s 内拉力对物体做的功 W =FS =24×25=600J 5s 内拉力的平均功率为5600==t W P =120W 5s 末拉力的瞬时功率 P =Fv =Fat =24×2×5=240W4.一个物体从斜面上高h 处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，测得停止处对开始运动处的水平距离为S ，如图5-3-1，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同．求动摩擦因数μ．【解析】 设该斜面倾角为α，斜坡长为l ，则物体沿斜面下滑时，重力和摩擦力在斜面上的功分别为：mgh mgl W G ==αsin αμcos 1mgl W f -=物体在平面上滑行时仅有摩擦力做功，设平面上滑行距离为S 2，则22mgS W f μ-= 对物体在全过程中应用动能定理：ΣW =ΔE k ． 所以 mgl sin α－μmgl cos α－μmgS 2=0 得 h －μS 1－μS 2=0．式中S 1为斜面底端与物体初位置间的水平距离．故Fmg图5-2-5h 1h 2图5-4-4ShS S h =+=21μ【点拨】 本题中物体的滑行明显地可分为斜面与平面两个阶段，而且运动性质也显然分别为匀加速运动和匀减速运动．依据各阶段中动力学和运动学关系也可求解本题．比较上述两种研究问题的方法，不难显现动能定理解题的优越性．5.如图5-3-2所示，AB 为1/4圆弧轨道，半径为R =0.8m ，BC 是水平轨道，长S =3m ，BC 处的摩擦系数为μ=1/15，今有质量m =1kg 的物体，自A 点从静止起下滑到C 点刚好停止.求物体在轨道AB 段所受的阻力对物体做的功.【解析】物体在从A 滑到C 的过程中，有重力、AB 段的阻力、BC段的摩擦力共三个力做功，W G =mgR ，f BC =umg ，由于物体在AB 段受的阻力是变力，做的功不能直接求.根据动能定理可知：W 外=0，所以mgR -umgS -W AB =0 即W AB =mgR -umgS =1×10×0.8-1×10×3/15=6J【点拨】如果我们所研究的问题中有多个力做功，其中只有一个力是变力，其余的都是恒力，而且这些恒力所做的功比较容易计算，研究对象本身的动能增量也比较容易计算时，用动能定理就可以求出这个变力所做的功.6. 如图5-4-4所示，两个底面积都是S 的圆桶，用一根带阀门的很细的管子相连接，放在水平地面上，两桶内装有密度为ρ的同种液体，阀门关闭时两桶液面的高度分别为h 1和h 2，现将连接两桶的阀门打开，在两桶液面变为相同高度的过程中重力做了多少功？【解析】取水平地面为零势能的参考平面，阀门关闭时两桶内液体的重力势能为：2)(2)(22111hsh h sh E P ρρ+= )(212221h h gs +=ρ 阀门打开，两边液面相平时，两桶内液体的重力势能总和为图5-3-2221)(21212h h g h h s E P +⋅⋅+=ρ由于重力做功等于重力势能的减少，所以在此过程中重力对液体做功 22121)(41h h gs E E W P P G -=-=ρ 7.如图5-4-2使一小球沿半径为R 的圆形轨道从最低点B 上升，那么需给它最小速度为多大时，才能使它达到轨道的最高点A ？ 【错解】如图5-4-2所示，根据机械能守恒，小球在圆形轨道最高点A 时的势能等于它在圆形轨道最低点B 时的动能（以B 点作为零势能位置），所以为2212B mv R mg =⋅ 从而得gR v B 2=【错因】小球到达最高点A 时的速度v A 不能为零，否则小球早在到达A 点之前就离开了圆形轨道.要使小球到达A 点（自然不脱离圆形轨道），则小球在A 点的速度必须满足Rv m N mg AA 2=+式中，N A 为圆形轨道对小球的弹力.上式表示小球在A 点作圆周运动所需要的向心力由轨道对它的弹力和它本身的重力共同提供.当N A =0时， v A 最小,v A =gR .这就是说,要使小球到大A 点,则应使小球在A 点具有速度v A gR ≥【正解】以小球为研究对象.小球在轨道最高点时，受重力和轨道给的弹力. 小球在圆形轨道最高点A 时满足方程Rv m N mg AA 2=+ (1)根据机械能守恒，小球在圆形轨道最低点B 时的速度满足方程2221221B A mv R mg mv =+ (2) 解(1)，(2)方程组得图5-4-2A B N mRgR v +=5 当N A =0时,v B 为最小,v B =gR 5.所以在B 点应使小球至少具有v B =gR 5的速度,才能使小球到达圆形轨道的最高点A.8.如图5-4-8所示，光滑的水平轨道与光滑半圆弧轨道相切.圆轨道半径R =0.4m ，一小球停放在光滑水平轨道上，现给小球一个v 0=5m/s 的初速度，求：小球从C 点抛出时的速度（g 取10m/s 2）.【解析】由于轨道光滑，只有重力做功，小球运动时机械能守恒.即 22021221Cmv R mgh mv += 解得 =C v 3m/s9.如图5-5-1所示，光滑的倾斜轨道与半径为R 的圆形轨道相连接，质量为m 的小球在倾斜轨道上由静止释放，要使小球恰能通过圆形轨道的最高点，小球释放点离圆形轨道最低点多高？通过轨道点最低点时球对轨道压力多大？【解析】 小球在运动过程中，受到重力和轨道支持力，轨道支持力对小球不做功，只有重力做功，小球机械能守恒．取轨道最低点为零重力势能面．因小球恰能通过圆轨道的最高点C ，说明此时，轨道对小球作用力为零，只有重力提供向心力，根据牛顿第二定律可列Rv m mg c 2= 得gR m R v m c 2212=在圆轨道最高点小球机械能:mgR mgR E C 221+=在释放点，小球机械能为: mgh E A =根据机械能守恒定律 A C E E = 列等式：R mg mgR mgh 221+= 解得R h 25=同理，小球在最低点机械能 221BB mv E = gR v E E B CB 5==小球在B 点受到轨道支持力F 和重力根据牛顿第二定律，以向上为正，可列图5-5-1RV 0 图5-4-8HABR图5-5-11mg F Rv mmg F B62==-据牛顿第三定律，小球对轨道压力为6mg ．方向竖直向下．10.如图5-5-2长l =80cm 的细绳上端固定，下端系一个质量m ＝100g 的小球.将小球拉起至细绳与竖立方向成60°角的位置，然后无初速释放.不计各处阻力，求小球通过最低点时，细绳对小球拉力多大？取g=10m/s 2.【解析】小球运动过程中，重力势能的变化量)60cos 1(0--=-=∆mgl mgh E p ，此过程中动能的变化量221mv E k=∆.机械能守恒定律还可以表达为0=∆+∆k p E E即0)60cos 1(2102=--mgl mv 整理得)60cos 1(202-=mg l v m 又在最低点时，有lv m mg T 2=-在最低点时绳对小球的拉力大小NN mg mg mg lv mmg T 2101.022)60cos 1(202=⨯⨯==-+=+= 通过以上各例题，总结应用机械能守恒定律解决问题的基本方法.11.质量为m 的小球，沿光滑环形轨道由静止滑下（如图5-5-11所示），滑下时的高度足够大.则小球在最低点时对环的压力跟小球在最高点时对环的压力之差是小球重力的多少倍？ 【解析】以小球和地球为研究对象，系统机械能守恒，即221Amv mgH = ………………………① R mg mv mgH B 2212+=…………② 小球做变速圆周运动时，向心力由轨道弹力和重力的合力提供 在最高点A ：Rv m mg F A A2=-…………③在最高点B ： Rv m mg F B B 2=+………④由①③解得： RH mg mg F A2+=由②④解得：)52(-=RH mg FBmg F F B A 6=-6=-∴mgF F BA .（1）用公式mv 2/2=mgh 时，对纸带上起点的要求是 ，为此目的，所选择的纸带一、二两点间距应接近 .（2）若实验中所用的重锤质量M = 1kg ，打点纸带如图5-8-8所示，打点时间间隔为0.02s ，则记录B 点时，重锤的速度v B = ，重锤动能E KB = .从开始下落起至B 点，重锤的重力势能减少量是 ，因此可得结论是 .（3）根据纸带算出相关各点速度V ，量出下落距离h ，则以2v 2为纵轴，以h 为横轴画出的图线应是图5-8-9中的 .【解析】(1)初速度为0, 2mm.(2)0.59m/s, 0.174J, 0.176J, 在实验误差允许的范围内机械能守恒. (3)C.。
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图3 图4 机械能守恒定律 单元测试一、选择题〔10×4分=48分，本大题中每个小题中有一个或多个选项正确〕 1、以下关于做功的说法中正确的选项是〔 〕A.物体没有做功，那么物体就没有能量B.重力对物体做功，物体的重力势能一定减少C.滑动摩擦力只能做负功D.重力对物体做功，物体的重力势能可能增加 2．如图1所示，一物体以一定的速度沿水平面由A 点滑到B 点，摩擦力做功W 1；假设该物体从A ′沿两斜面滑到B ′，摩擦力做的总功为W 2，物体与各接触面的动摩擦因数均相同，那么〔 〕A ．W 1=W 2B ．W 1＞W 2C ．W 1＜W 2D ．不能确定W 1、W 2大小关系 3．如图2，分别用力F 1、F 2、F 3将质量为m 的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，在此过程中，F 1、F 2、F 3做功的功率大小关系是〔 〕图2A ．P 1=P 2=P 3B ．P 1＞P 2=P 3C ．P 3＞P 2＞P 1D ．P 1＞P 2＞P 3 4．一质量为m 的小球，用长为l 的轻绳悬挂O 点，小球在水平拉力F 作用下，从平衡位置P 点很缓慢地移动到Q 点,如图3所示，那么力F 所做的功为 ( )A ．mg l cosθB ．mg l (1-cosθ)C ．F l sinθD ．F l θ5．质量为m 的汽车，其发动机额定功率为P ．当它开上一个倾角为θ的斜坡时，受到的摩擦阻力为车重力的k 倍，那么车的最大速度为 ( )6.一物体静止在升降机的地板上，在升降机匀加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于 〔 〕A.物体克服重力所做的功7．如图5所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，与扶梯一起沿斜面加速上升．在这个过程中，人脚所受的静摩擦力 〔 〕Ａ．等于零，对人不做功； Ｂ．水平向左，对人做负功； Ｃ．水平向右，对人做正功； Ｄ．沿斜面向上，对人作正功．图5图18．在离地面高为A 处竖直上抛一质量为m 的物块，抛出时的速度为v 0，当它落到地面时速度为V ，用g 表示重力加速度，那么在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于 ( )A ．mgh 21-mV 221-mv 02B ．21-mV 221-mv 02－mghC ．mgh+21mv 0221-mV 2D ．mgh+21mV 221-mv 029.质量为m 的物体，从静止开始以2g 的加速度竖直向下运动的位移为h ，空气阻力忽略不计，以下说法正确的选项是 〔 〕A ．物体的重力势能减少mghB ．物体的重力势能减少2mghC ．物体的动能增加2mghD ．物体的机械能保持不变10．水平传送带匀速运动，速度大小为v ，现将一小工件放到传送带上。
设工件初速为零，当它在传送带上滑动一段距离后速度到达v 而与传送带保持相对静止。
设工件质量为m ，它与传送带间的滑动摩擦系数为 μ，那么在工件相对传送带滑动的过程中 〔 〕 A ．滑摩擦力对工件做的功为mv 2／2 B ．工件的机械能增量为mv 2／2C ．工件相对于传送带滑动的路程大小为v 2／2μg D ．传送带对工件做功为零11、在平直的公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度到达V m ，立即关闭发动机而滑行直到停止，v-t 图线如图，汽车的牵引力大小为F 1,摩擦力大小为F 2，全过程中，牵引力做功为W 1，克服摩擦力做功为W 2，那么( )A 、F 1:F 2=1:3B 、F 1:F 2 = 4:1C 、W 1:W 2 =1:1D 、W 1:W 2 =1:312如下图，一轻弹簧固定于O 点，另一端系一重物，将重物从与悬点O 在同一水平面且弹簧保持原长的A 点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A 点摆向最低点的过程中〔 〕 A ．重物的重力势能减少 B ．重物的重力势能增大 C ．重物的机械能不变 D ．重物的机械能减少 二、填空题与实验题〔25分〕13、把质量为的石块，从高30m 的某处，以50./m s 的速度向斜上方抛出，g m s 取102/，不计空气阻力，石块落地时的速率是 ；假设石块在运动过程中克服空气阻力做了的功，石块落地时的速率又为 。
14．验证机械能守恒定律的实验采用重物自由下落的方法: ⑴用公式mgh mv =221时对纸带上起点的要求是 为此目的，所选择的纸带第１，２两点间距应接近 ．⑵假设实验中所用重锤质量ｍ＝１kg ，打点纸带如图6所示，打点时间间隔为0.02s,那么记BA 图8图9 录B 点时,重锤的速度B v ＝ ，重锤动能KB E ＝ ．从开始下落起至Ｂ点，重锤的重力势能减少量是 ，因此可以得出的结论是 ．(3)即使在实验操作标准，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的ΔE P 也一定略 ΔE K (填大于或小于)，这是实验存在系统误差的必然结果，该系统误差产生的主要原因是 。
(4)根据纸带算出相关各点的速度υ，量出下落的距离ｈ，那么以22v 为纵轴，以ｈ为横轴画出的图线应是下7所示图中的 〔〕四、解答题〔7+9+9+10=35分，写出必要的演算过程、解题步骤及重要关系式，并得出结果〕 15．如图8，物体A 的质量为m ，置于水平地面上，其上外表竖直固定着一根轻弹簧，弹簧原长为L 0，劲度系数为k ，现将弹簧上端缓慢向上拉起一段距离L ，使物体A 离开地面，求： ①物体A 刚离开时地面时弹簧的长度？②弹簧B 端上升L 时，物体A 的重力势能？16、如图9所示,m A =4kg,m B =1kg,A 与桌面间的动摩擦因数μ=0.2,B 与地面间的距离s=,A 、B 间绳子足够长，A 、B 原来静止，求：（1） B 落到地面时的速度为多大；（2） B 落地后,A 在桌面上能继续滑行多远才能静止下来。
〔g 取10m/s 2〕ＯＡＢＣＤ０mmh20h 20h20h20图717．如图10所示，一个滑块质量为2kg，从斜面上A点由静止下滑，经过BC平面又冲上另一斜面到达最高点D。
AB=100cm，CD=60cm，∠α=30°，∠β=37°，〔g取10m/s2〕试求：⑴滑块在A和D点所具有的重力势能是多少？〔以BC面为零势面〕⑵假设AB、CD均光滑，而只有BC面粗糙，BC=28cm且BC面上各处粗糙程度相同，那么滑块最终停在BC面上什么位置？18.一种氢气燃料的汽车，质量为m×103kg，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。
假设汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a=m/s2。
到达额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶。
试求：〔1〕汽车的最大行驶速度；〔2〕汽车匀加速启动阶段结束时的速度；〔3〕当速度为5m/s时，汽车牵引力的瞬时功率；〔4〕当汽车的速度为32m/s时的加速度；〔5〕汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。
参考答案题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12答案D A A B D C C C A C ABC BC AD图1013、 2524m s m s //，14．⑴ 纸带是打第一个点的瞬间开始自由下落的 、 2mm⑵ /s 、、、 在重力的作用下，物体的动能和势能相互转化，但总的机械能守恒(3) 大于 重锤下落时受到空气阻力以及纸带受到打点计时器的阻力作用，重锤机械能减小。
(4) C15．解： ①F=mg=k ΔX=k ( L ˊ-L 0) 得L ˊ=L 0+mg / k ②Ep=mgh=mg (L-ΔX)=mg (L- mg / k)16、解：⑴以A 、B 物体构成的系统为对象，B 物体所受重力m B g 做正功,mA 物体所受的摩擦力对系统做负功，由动能定理得：m/s24.3144)0.2-(18.0102m m m m gs 2V )V m (m 21gs m -gs m B A A B 2B A A B =+⨯⨯⨯⨯=+-+=）（＝即： μμ⑵设B 物体落地后A 物体能滑行的距离为S ’,那么根据动能定理得：m24.3s V m 21-0s g m 2A A ='='μ－ 17．解：⑴J mgs E AB pA 10sin ==αJ mgs E CD pD 2.7sin ==β⑵由功能关系得：A 到D:J E E mgs pB pA BC 8.2=-=μ ① 设滑块在BC 上的 路程为xs BC , A 到最后停止：J E mgxs A BC 100=-=-μ②解出743=x ， 故距C 点的距离为：cm cm s 162874=⨯=18. 解：〔1〕汽车的最大行驶速度338010==40m/s f 0.1 2.01010m p v ⨯=⨯⨯⨯额―――――①〔2〕设汽车匀加速启动阶段结束时的速度为1v ，由F f ma -=，得3410F N =⨯――――――――――――――――――② 由1F p v 额＝，得313801020/410v m s ⨯==⨯――――――――――――――――③〔3〕当速度为5m/s 时，处于匀加速阶段，牵引力的瞬时功率为：3410520p Fv kW ==⨯⨯=――――――――――④〔4〕当速度为32m/s 时，处于恒定功率启动阶段，设牵引力为F '，加速度为a '338010 2.51032p F N v ⨯'===⨯额―――――――――――――――――⑤由F f ma ''-=得20.25/a m s '=―――――――――――――――――⑥ 〔5〕匀加速阶段的时间为1120201v t s a ===――――――――――――⑦ 恒定功率启动阶段的时间设为2t ，由动能定理22211122m pt fx mv mv -=-得247.5t s =―――――――――――――――⑧总的时间为1267.5t t t s =+=―――――――――――――――⑨。