高中物理机械能及其守恒定律总结

1、机械能及其守恒定律1. 如图所示为生活中磨刀的示意图，磨刀石静止不动，刀在手的推动下从右匀速运动到左，发生位移x，若磨刀石与刀之间的摩擦力大小为Ff，则下列叙述中正确的是()A摩擦力对刀做负功，大小为FfxB摩擦力对刀做正功，大小为FfxC摩擦力对磨刀石做正功，大小为FfxD摩擦力对磨刀石不做功2. 锤子打击木桩，如果锤每次以相同的动能打击木桩，而且每次均有80%的能量传给木桩，且木桩所受阻力Ff与插入深度x成正比，若第一次打击使木桩插入了全长的，那么木桩全部插入必须捶击多少次？3.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t0时其速度为1 m/s.从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑

2、块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲和乙所示求：(1)在第1秒内、第2秒内力F对滑块做的功W1、W2;(2)前两秒内力F的总功WF及滑块所受合力的功W.4.质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff，则()A0t1时间内，汽车的牵引力等于mBt1t2时间内，汽车的功率等于v1C汽车运动的最大速度v2v1Dt1t2时间内，汽车的平均速度小于5. 如图所示，一高度为h的楔形物块固定在水平地面上，质量为m的物体由静止开始从倾角分别为、的两个光滑斜面的顶端滑下，则下列说法中正确的是A.物体滑到斜面底端的速度相同B.物

3、体滑到斜面底端所用的时间相同C.物体滑到斜面底端时重力所做功的功率相同D.物体滑到斜面底端过程中重力所做的功相同6. 1.一个质量为0.3 kg的弹性小球,在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同,则碰撞前后小球速度变化量的大小v和碰撞过程中小球的动能变化量Ek为()A.v0 B.v12 m/sC.Ek1.8 J D.Ek10.8 J7. 如图所示，将质量为m的小球以速度v0由地面竖直向上抛出小球落回地面时，其速度大小为v0.设小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变，则空气阻力的大小等于()A.mgB.mgC.mg D.mg8. 如图

4、所示，质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点，与O点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉，已知OP，在A点给小球一个水平向左的初速度v0，发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B.则：(1)小球到达B点时的速率？(2)若不计空气阻力，则初速度v0为多少？(3)若初速度v03，则小球在从A到B的过程中克服空气阻力做了多少功？9. 2.甲、乙两物体质量之比m1m212,它们与水平桌面间的动摩擦因数相同,在水平桌面上运动时,因受摩擦力作用而停止.(1)若它们的初速度相同,则运动位移之比为_；(2)若它们的初动能相同,则运动位移之比为_.10. 如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，

5、轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度s5 m，轨道CD足够长且倾角37，A、D两点离轨道BC的高度分别为h14.30 m、h21.35 m现让质量为m的小滑块自A点由静止释放已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小；(2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔；(3)小滑块最终停止的位置距B点的距离11. 一质量为m2 kg的小滑块，从半径R1.25 m的光滑圆弧轨道上的A点由静止滑下，圆弧轨道竖直固定，其末端B切线水平a、b两轮半径r

6、0.4 m，滑块与传送带间的动摩擦因数0.1，传送带右端点C距水平地面的高度h1.25 m，E为C的竖直投影点g取10 m/s2，求：(1)当传送带静止时,滑块恰能在b轮最高点C离开传送带,则BC两点间的距离是多少？(2)当a、b两轮以某一角速度顺时针转动时,滑块从C点飞出落到地面D点,已知CD两点水平距离为3 m.试求：a、b两轮转动的角速度和滑块与传送带间产生的内能.12如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端接连着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是()A弹簧的弹性势能逐渐减少B物体的机械

7、能不变C弹簧的弹性势能先增加后减少D弹簧的弹性势能先减少后增加13在一次国际城市运动会中，要求运动员从高为H的平台上,A点由静止出发,，沿着动摩擦因数为的滑道向下运动到B点后水平滑出,，最后落在水池中，设滑道的水平距离为L，B点的高度h可由运动员自由调节, (g取10 m/s2)求：(1)运动员到达B点的速度与高度h的关系(2)运动员要达到最大水平运动距离，B点的高度h应调为多大？对应的最大水平距离smax为多少？(3)若图中H4 m，L5 m，动摩擦因数0.2，若水平运动距离要达到7 m，则h值应为多少？14.关于重力势能的几种理解,正确的是()A.重力势能等于零的物体,一定不会对别的物体做

8、功B.放在地面上的物体,它的重力势能一定等于零C.由不同高度将某一物体抛出,落地时重力势能相等D.相对不同的参考平面,物体具有不同数值的重力势能,但并不影响研究重力势能的问题15. 关于机械能是否守恒,下列说法正确的是()A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B.做匀速圆周运动的物体机械能一定守恒C.做变速运动的物体机械能可能守恒D.合力对物体做功不为零,机械能一定不守恒16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，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、

9、B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17如图所示，左侧为一个半径为R的半球形的碗固定在水平桌面上，碗口水平，O点为球心，碗的内表面及碗口光滑右侧是一个固定光滑斜面，斜面足够长，倾角30.一根不可伸长的不计质量的细绳跨在碗口及光滑斜面顶端的光滑定滑轮两端上，绳的两端分别系有可视为质点的小球m1和m2，且m1m2.开始时m1恰在右端碗口水平直径A处，m2在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直当m1由静止释放运动到圆心O的正下方B点时细绳突然断开，不计细绳断开瞬间的能量损失(1)求小球m2沿斜面上升的最大距离x；(2)若已知细绳断开

10、后小球m1沿碗的内侧上升的最大高度为，求.18两个底面积都是S的圆桶，放在同一水平面上，桶内装水，水面高度分别为h1和h2，如图所示已知水的密度为.现把连接两桶的阀门打开，不计摩擦阻力，当两桶水面第一次高度相等时，液面的速度为多大？(连接两桶的阀门之间水的质量不计)19如图所示，一条长为L的柔软匀质链条，开始时静止在光滑梯形平台上，斜面上的链条长为x0，已知重力加速度为g，Lx0)20。由光滑细管组成的轨道如图所示，其中段和段是半径为的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内一质量为的小球，从距离水平地面高为的管口处静止释放，最后能够从端水平抛出落到地面上下列说法正确的是小球落到地面时相对于点的水平

11、位移值为小球落到地面时相对于点的水平位移值为小球能从细管端水平抛出的条件是小球能从细管端水平抛出的最小高度min5R/221。将物体从一定高度水平抛出（不计空气阻力），物体运动过程中离地面高度为h时，物体水平位移为x、物体的机械能为E、物体的动能为EK、物体运动的速度大小为v以水平地面为零势能面下列图象中，能正确反映各物理量与h的关系的是（）ABCD22。如图所示，半径为R的光滑圆弧槽固定在小车上，有一小球静止在圆弧槽的最低点小车和小球一起以速度v向右匀速运动当小车遇到障碍物突然停止后，小球上升的高度可能是( )A.等于 B.大于 C.小于 D.与小车的速度v无关23。如图所示，轻质弹簧的一端

12、固定在竖直板P上，另一端与质量为m1的物体A 相连，物体A静止于光滑水平桌面上，A右边连接一细线绕过光滑的定滑轮悬挂一质量为m2的物体B(定滑轮的质量不计)开始时用手托住B，让细线恰好拉直，然后由静止释放B，直到B获得最大速度，下列有关此过程的分析正确的是（）A.B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能与A物体动能的增加量之和B.A物体动能的增量等于细线拉力对A做的功C.B物体重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量D.A和B两物体的机械能之和一直保持不变24。如图所示，离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒，筒内固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出，刚好能水

13、平进入圆筒中，不计空气阻力下列说法中正确的是()A.弹簧获得的最大弹性势能小于小球抛出时的动能B.小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中小球的机械能守恒C.小球抛出的初速度大小仅与圆筒离地面的高度有关D.小球从抛出点运动到圆筒口的时间与小球抛出时的角度无关25。在光滑的水平地面上，有质量相同的甲、乙两物体，甲原来静止，乙以速度v做匀速直线运动，俯视图如图所示某时刻它们同时受到与v方向垂直的相同水平恒力F的作用，经过相同时间后（）A两物体的位移相同B恒力F对两物体所做的功相同C两物体的速度变化相同D两物体的动能变化量相同力学中常用的四种功能对应关系(1)合外力做功等于物体动能的改变：即W合Ek2E

14、k1Ek.(动能定理)(2)重力做功等于物体重力势能的减少：即WGEp1Ep2Ep(3)弹簧弹力做功等于弹性势能的减少：即W弹Ep1Ep2Ep(4)除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功,等于物体机械能的改变,即W其他力E2E1E.(功能原理)26对于功和能的关系,下列说法中正确的是()A.功就是能,能就是功B.功可以变为能,能可以变为功C.做功的过程就是能量转化的过程D.功是物体能量的量度静摩擦力与滑动摩擦力做功特点比较类别比较静摩擦力滑动摩擦力不同点能量的转化方面在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从一个物体转移到另一个物体(静摩擦力起着传递机械能的作用)，而没有机械能转化为其他形式的能量

15、(1)相互摩擦的物体通过滑动摩擦力做功，将部分机械能从一个物体转移到另一个物体(2)部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量一对摩擦力的总功方面一对静摩擦力所做功的代数总和等于零一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做的总功，等于摩擦力与两个物体相对路程的乘积，即WFfFfL相对，表示物体克服摩擦力做功，系统损失的机械能转化成内能相同点正功、负功、不做功方面两种摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功27如图所示，AB为半径R0.8 m的光滑圆弧轨道，下端B恰与小车右端平滑对接小车质量M 3 kg，车长L2.06 m，车上表面距地面的高度h0.2 m，现有一质量m1 kg的滑块，

16、由轨道顶端无初速释放，滑到B端后冲上小车已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数0.3，当车运动了1.5 s时，车被地面装置锁定(g10 m/s2)试求：(1)滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；(2)车被锁定时，车右端距轨道B端的距离；(3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小28如图所示，质量为m1 kg的可视为质点的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑,，圆弧轨道与质量为M2 kg的足够长的小车左端在最低点O点相切，并在O点滑上小车，水平地面光滑，当物块运动

17、到障碍物Q处时与Q发生无机械能损失的碰撞,.碰撞前物块和小车已经相对静止，而小车可继续向右运动(物块始终在小车上)，小车运动过程中和圆弧无相互作用已知圆弧半径R1.0 m，圆弧对应的圆心角为53，A点距水平面的高度h0.8 m，物块与小车间的动摩擦因数为0.1，重力加速度g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6.试求：(1)小物块离开A点的水平初速度v1；(2)小物块经过O点时对轨道的压力；(3)第一次碰撞后直至静止，物块相对小车的位移和小车做匀减速运动的总时间29. 如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一小球向右滑行，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，

18、压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，不计小球与弹簧碰撞过程中的能量损失，则小球在C点时弹簧的弹性势能为A.B.C.D.mgh30. 如图所示，假设某次罚点球直接射门时，球恰好从横梁下边缘踢进，此时的速度为。横梁下边缘离地面的高度为h，足球质量为m，运动员对足球做的功为W1，足球运动过程中克服空气阻力做功为W2，选地面为零势能面，下列说法正确的是（ ）A.运动员对足球做的功为WB.足球机械能的变化量为W1W2C.足球克服阻力做功为D.运动员刚踢完球的瞬间，足球的动能为31. 如图所示，将一轻弹簧固定在倾角为30的斜面底端，现用一质量为m的物体将弹簧压缩锁定在A点，解除锁定后，物体将沿斜

19、面上滑，物体在运动过程中所能到达的最高点B距A点的竖直高度为h，物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g则下列说法正确的是（ ）A. 弹簧的最大弹性势能为mghB. 物体从A点运动到B点的过程中系统损失的机械能为mghC. 物体的最大动能等于弹簧的最大弹性势能D. 物体最终静止在B点32. 如图16所示，水平传送带由电动机带动并始终保持以速度匀速运动，现将质量为m的某物块由静止释放在传送带上的左端，过一会儿物块能保持与传送带相对静止，设物块与传送带间的动摩擦因数，对于这一过程下列说法不正确的是（ ）A、摩擦力对物块做功为B、物块对传送带做功为C、系统摩擦生热为D、电动机多做的功

20、为33.将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v-t图象如图所示以下判断正确的是（）A前3s内货物处于超重状态B最后2s内货物只受重力作用C前3s内与最后2s内货物的平均速度相同D第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒34.如图所示，一物块以6m/s的初速度从曲面A点，运动到B点速度仍为6m/s，若物块以5m/s的初速度仍由A点下滑，则它运动到B点时的速度（与5m/s的关系）35.如图所示，在升降机内固定一光滑的斜面体，一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上，另一端与质量为m的物块A相连，弹簧与斜面平行整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中（）A物块A

21、的重力势能增加量一定等于mghB物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和C物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和D物块A和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧拉力做功的和36. 如图所示，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，随跳板一同向下做变速运动到达最低点（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，下列说法中正确的是（）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

22、所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功37. 如图所示，长为l的轻质细绳悬挂一个质量为m的小球，其下方有一个倾角为的光滑斜面体，放在光滑水平面上.开始对小球刚好与斜面接触，现在用水平力F缓慢向左推动斜面体，直至细绳与斜面平行为止，对该过程中有关量的描述，正确的有（ ）A.小球受到的各个力均不做功B.重力对小球做负功，斜面弹力对小球做正功C.小球在该过程中机械能守恒D.推力F做的总功是mgl(l-cos)机械能及其守恒定律答案1. AD2. A3. (1)0.5 J1.5 J(2)1.0 J0由题知木桩受到的阻力Ff为一与位移x成正比的变力，我们可以做如图所示的Ffx图，用图象法求解图中“

23、面积”S1、S2、表示第1、2、次捶击中，木桩克服阻力做的功，数值上等于锤传给木桩的能量，由于第一次打击进入全长的，根据三角形面积公式可知由图可知，S总9S1，即需要打击9次4. BC5. D6. B7. D8.(1) (2) (3)mgL9. (1)11(2)2110. (1)3 m/s(2)2 s(3)1.4 m11. 由题知，滑块从A到B机械能守恒：mgRmv滑块由B到C，由动能定理有：mgxmvmv滑块恰能在C点离开传送带，有：mgm联解式得：x10.5 m(2)设滑块从C点飞出的速度为vC，a、b两轮转动的角速度为，则：hgt2xEDvCt联解式得：15 rad/s滑块在传送带上加速过程，根据牛顿运动定律及功能关系有：对滑块：mgma滑块加速时间：t滑块位移：x1vBtat2传送带移动的距离：x2vCt产生的内能：Qmg(x2x1)联解式得：Q1 J12. D13. (1)设斜面长度为L1，斜面倾角为，根据动能定理得mg(Hh)mgL1 cos mv(2分)即mg(Hh)mgLmv(2分)v0(1分)(2)根据平抛运动公式xv0t(1分)hgt