机械能守恒定律测试题及答案

1、机械能 守恒定律测试题 C. EKI Epi EK2 EP2 D . EKI Epi EK2B.B.摩擦力对物体做的总功为零 A A.支持力对物体做的总功为 mgLsin mgLsin a 0 Epi Ep2 4.4. 质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力，下落的加速度为里g , 5 在物体下落 h 的过程中，下列说法正确的是 A A.物体动能增加了 4mgh 5 C.C.物体克服阻力所做的功为 mgh 一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与 M和m连接，小木块与木板间的动摩 拉力至少做功为 与小木块 m-连接，且m、m2及 m2与地面之间接触面光 滑，开始时 m-和 m2均静止，现同时对

2、 m-、m2施加等大反向的 水平恒力 F-和 F2，从两物体开始运动以后的整个过程中，对 mi、m2和弹簧组成的系统（整 个过程中弹簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是（ ） A.A. 由于 Fi、F2等大反向，故系统机械能守恒 B.B. 由于 F-、F2分别对 m-、m2做正功，故系统动能不断增加 C.由于 Fi、F2分别对 mi、m2做正功，故系统机械能不断增加 （ ） B.物体的机械能减少了 -mgh 5 D.物体的重力势能减少了 5 5.如图所示，木板质量为 M 长度为L,小木块的质量为m水平地面光滑, -mgh 5 擦因数为开始时木块静止在木板左端, 现用水平向右的力将 m拉至右端

3、, A A. mgL B. 2 2 mgL D. (M m)gL in 匚 M l 6 6.如图所示, 一轻弹簧左端固定在长木板 m2的左端，右端托 mi I 0 h D.当弹簧弹力大小与 Fi、F2大小相等时,7 7.如图所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从 A点自由滑下，然后在水平面上前进至 m2的动能最大 m1、 0 h 点停下. .已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为 ，滑雪者（包 的质量为 m A B两点间的水平距离为L. .在滑雪者经过AB段 8 8.嫦娥一号奔月旅程的最关键时刻是实施首次“刹车”减速.如图所示, 在接近月球时，嫦娥一号将要利用自身的火箭发动机点火减速，以被月球引

4、 力俘获进入绕月轨道.这次减速只有一次机会，如果不能减速到一定程度, 下.则下列说法正确的是（ A A.实施首次“刹车”的过程，将使得嫦娥一号损失的动能转化为势能, 转化时机械能守恒. B.嫦娥一号被月球引力俘获后进入绕月轨道，并逐步由椭圆轨道变轨 到圆轨道. C.C. 嫦娥一号如果不能减速到一定程度，月球对它的引力将会做负功. D.D.嫦娥一号如果过分减速，月球对它的引力将做正功，撞击月球表面时 的速度将很大 9 9、如图所示，物体 A B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两 侧，物体A B的质量都为 m m 开始时细绳伸直，用手托着物体括滑雪板） 的过程中, 摩擦力所做的功（ A A 大于 m

5、gL B.小于 mgL C.C.等于 mgL D.D.以上三种情况都有可能 嫦娥一号将一去不回头离开月球和 地球，漫游在更加遥远的深空；如 果过分减速，嫦娥一号则可能直接 撞击月球表面.该报道的图示如 阿畀険 I 4 上吐 L P 儼人ft R Ifc - 现人鼻4#比握 二、实验题 离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌 子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固 定，右端与质量为m的一小钢球接触. .当弹簧处于自然长度时，小钢球恰 A A 使弹簧处于原长且 A A 与地面的距离为 h h 物体 B B 静止在地面上。放手后物 体 A A 下落，与地面即将接触时速度大小为 V V，此时物体

6、B B 对地面恰好无压力, 则下列说法中正确的是：（） A. 弹簧的劲度系数为mg h B. 此时弹簧的弹性势能等于mgh 1 2 mv 2 C.C.此时物体 B B 的速度大小也为V D D .此时物体 A A 的加速度大小为 g g,方向竖直向上 1010. 物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向向 下运动，运动过程中，物体的机械能与位移的关系图象 如图所示，其中 0 0si过程的图象为曲线，siS2过程的图象为直线，根据该 F F 列说法正确的是（ A.A. 0 0S1过程中物体所受拉力一定是变力，且不断减小 B. S1S2过程中物体可能在做匀变速直线运动 C.C. SiS2过程中物体

7、可能在做变加速直线运动 D.D. 0 0S2过程中物体的动能可能在不断增大 1111. （6 6 分）一位同学要研究轻质弹簧的弹性势能 与弹簧长度改变量的关系，他的实验如下：在 好在桌子边缘，如图所示. .让小钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释 放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面上, 水平距离为S. . (1)请你推导出弹簧弹性势能 &与小钢球质量m桌面离地面高度h、 水平距离S等物理量的关系式: 弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离 S的实验数据 如下表所示: 1212. (1212 分)在用自由落体运动验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的 操作选得纸带如

8、图. .其中0点是起始点，A B、C是打点计时器连续打下 的三个点，该同学用毫米刻度尺测量 0点到A B、C各点的距离, 录在图中(单位 cmcm). . 并记 2 g=s.=s. 已知打点计时器电源频率为 50Hz,50Hz,重锤质量为m当地重力加速度 (1(1)这三组数据中不符合有效数字读数要求的是 (2)该同学用重锤取OB段的运动来验证机械能守恒定律，先计算出该段重 锤重力势能的减小量为 ，接着从打点计时器打下的第一个点 0作 为记数点数起，由图中数据可以算出打 B点时动能的增加量为 （均保留三位有效数字）. .这样他发现重力势能的减小量 （填“大 于”或“小于”）动能的增加量，造成这一

9、错误的原因是 三、计算题 1313. （1010 分）一辆质量为m的汽车，以恒定的输出功率 P在倾角为9的斜坡上沿坡匀速行驶，如图所示，汽 2. 车受到的摩擦阻力恒为f （忽略空气阻力）. .求：（1 1）汽车的牵引力F 及速度v的表达式; （2）根据F及v的表达式，联系汽车上、下坡的实际，你能得到什么启 发？ 1414. （8 8 分） 如图 2 21313 所示，倾角为 370370 的传送带以 4m/s4m/s 的速度沿图示方 向匀速运动 已知传送带的上、下两端间的距离为 L L=7m7m 现将一质量 口=的小木块放到传送带的顶端，使它从静止开 始沿传送带下滑，已知木块与传送带间的动摩擦

10、因数为口 二，取g=10m/s=10m/s2。求木块滑到底的过程中，摩擦力对木块 做的功以及生的热各是多少? 15. 15. （1212 分）我国的“嫦娥奔月”月球探测工程已经启动, 三个发展阶段：在 20072007 年已发射一颗围绕月球飞行的卫 星，计划在 20122012 年前后发射一颗月球软着陆器， 在 20182018 年后发射一颗返回式月球软着陆器，进行首次月球样品 自动取样并安全返回地球。设想着陆器完成了对月球表面的考察任务后，由 月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱。如图所示，假设返回的着陆器 质量为 m m月球表面的重力加速度为 g g,月球的半径为 R,R,轨道舱到月球的

11、中 心距离为 r r，已知着陆器从月球表面返回轨道舱的过程中需克服月球的引力 做功 W= mgR(1W= mgR(1- - R/r)R/r)。不计月球表面大气对着陆器的阻力和月球自转的影 响，贝 y y 返回的着陆器至少需要获得多少能量才能返回轨道舱? 1616. (1212 分)质量为m的小物块 A,A,放在质量为M的木板B的左端，B在水平 拉力的作用下沿水平地面匀速向右滑动，且 A B相对静止. .某时刻撤去水平 拉力，经过一段时间，A在B上相对于B向右滑行了一 h h ： _ 段距离L (设木板 B B 足够长)后A和B都停下. .已知A B上二二 间的动摩擦因数为1 , B与地面间的动

12、摩擦因数为 2，且2 (1(1)、通过计算说明，A B是否同时停止运动。 (2)、从撤去水平拉力到 A B都停止运动的过程，B在地面上滑动的距离x 机械能守恒定律测试题参考答案 一、选择题 1 1.答案：CDCD 如果物体受到的合外力为零，机械能不一定守恒，如在光滑水 平面上物体做匀 速直线运动，其机械能守恒。在粗糙水平面上做匀速直线运动，其机械 能就不守恒. .所以 A A 错误；合外力做功为零，机械能不一定守恒. .如在粗糙水平面上用绳拉 着物体做匀速直 线运动，合外力做功为零，但其机械能就不守恒。所以 B B 错误；物体沿 光滑曲面自由下 滑过程中，只有重力做功，所以机械能守恒. .所以

13、 C C 正确；做匀加速运动 的物体，其机械 能可能守恒，如自由落体运动，所以 D D 正确. .但有时也不守恒，如在粗糙 水平面上拉着 个物体加速运动，此时就不守恒. . 2 2 .答案：AC AC 物体从 A A 点到A的过程中，只有重力G和支持力N做功，由 动能定理 程中支 为零，支持力做 的总功WN mgLsin，由动能定理得WG WN Wf 0得Wf 木板对物体的作用力为支持力 N和摩擦力F,由WG WN Wf 0得WN Wf 0即木 板对物体做 的功为零，C C 正确，D D 错误. . 3. .【答案】ADAD【解析】由万有引力充当向心力 G 為得 2mv2 G崔，所以 EK1

14、G2(Mmh)、EK2 G2(RM，选项 A A 正确；取无 穷远重力势能为零，则卫星在某一轨道上的重力势能为 Ep G 如,所以在 R h 离地面高 h h 处机械能为EK1 Ep1 G 2(Mmh)，在离地面高 2h2h 处机械能为WN mgLsi n 0，在此过程中支持力做功为WN mgLsin ,从A回到 0 0 点的过 持力的方向与路径始终垂直，所以支持力不做功, A A 正确. .重力做的总功 mgLsin , B B 不正确. . 水平面上的功相加即可得到正确答案为 C.C. EK2 EP2 G2(RM，选项 D 正确。 4答案：ACDACD 物体下落的加速度为為，说明物体下落过

15、程中受到的阻力大 小为f Img , 5 由动能定理， Ek mgh -mgh 4mgh ； 其中阻力做功为 -mgh , 即机械能减少 5 5 5 量；又 重力做功总与重力势能变化相对应，故 ACD 正正确. . 5 5.答案：A A 若使拉力F做功最少，可使拉力F恰匀速拉木块，容易分析 得出F 2 mg (此 时绳子上的拉力等于 mg ),而位移为i，所以W Fs 2 mg I mgL 6 6.答案：D D 本题可采用排除法. .Fi、R R 大于弹力过程，mi向右加速运动, m2向左加速运 动，Fi、F2均做正功，故系统动能和弹性势能增加， A A 错误；当Fi、R小 于弹力，弹簧 仍伸

16、长，Fi、F2还是做正功，但动能不再增加而是减小，弹性势能在增加, B B 错；当 m-、 m-、m2反向运动，这时Fi、F2又做负功，C C 错误. .故只有 D D 正确. . 7 7.答案：C C 本题容易错选，错选的原因就是没有根据功的定义去计算摩 擦力的功，而直 接凭主观臆断去猜测答案，因此可设斜坡与水平面的夹角，然后根据摩 擦力在斜坡上和 8.8.【答案】B B、C C、D D【解析】嫦娥一号在减速时要向前喷气，喷出的气体对 嫦娥一号做负功，因此嫦娥一号的速度会减小，根据机械能守恒的条件（只 有重力做功）可知，嫦娥一号实施首次“刹车”的过程， 机械能是不守恒的, 因此 A A 错；

17、嫦娥m2速度减为零, 一号要对月球表面进行考查因此要离月球表面近一些，因此 嫦娥一号必须从高轨道变为低轨道，此时逐步由椭圆轨道转变为圆轨道，因 此 B B 对；如果）嫦娥一号如果不能减速到一定程度，此时月球无法俘获嫦娥 号，月球的引力不足以提供嫦娥一号绕月运行所需的向心力，此时嫦娥 号将远离月球，此时月球的引力对嫦娥一号做负功，因此 C C 对；嫦娥一号如 果过分减速，根据圆周运动的知识可知嫦娥一号将直接奔向月球表面， 此时, 月球对它的引力将做正功，撞击月球表面时的速度将很大.因此 D D 对 9 9.【答案】A A 【解析】因 A A 下落，与地面即将接触时速度大小为 V V,此时物体 B

18、 B 对地面 恰好无压力，所以 B B 物体受力平衡，有mg kh, ,所以弹簧的劲度系数为, ,故 h 选项 A A 正确；由机械有守恒可知 A A 物体减少的重力势能与弹性势能和 A A的动 能两者相等，所以选项 B B 错. .此时物体 B B 的速度为零，选项 C C 错；A A 的加速度 1010.答案：BD BD 选取物体开始运动的起点为重力零势能点，物体下降位移 S ,则由动能定理得，mgs FS gmv 0 ,则物体的机械能为E 2mv2 （ mgs） Fs 在E S图象中，图象斜率的大小反映拉力的大小，0 0Si过程中，斜率 变大，所以拉力一定变大，A A 错；SiS2过程的

19、图象为直线，拉力 F不 变，物体可能在做匀加速或匀减速直线运动， B B 对 C C 错；如果全过程都 有 mg F,则 D D 项就有可能. . 上述计算结果告诉我们， 汽车在输出功率一定的条件下， 当F1 F2时，V V1V VV2, 即二、实验题 1111.答案：（1 1）Ep mgL （1 1 分） （2 2） Ep与X的关系：Ep与X2成正比（1 1 2 分） 猜测的理由：由表中数据可知，在误差范围内，XXS,从Ep 詈 可猜测Ep与X2成正比（2 2 分） 解析：由h 12gt2 , s Vt，所以V sj命，根据机械能守恒定律：弹簧的弹 彳 2 性势能与小钢球离开桌面的动能相等，

20、因此 Ep gmV2屠. （2 2 分）大于（2 2 分） 1212.答案：（1 1） 0C或者（2 2 分）（2 2） （2 2 分） 实验过程中由于存在阻力因素, 解析：（1 1）从有效数字的位数上不难选出 0C不符合有效数字读数要求；（2 2） 重力势能的减少量为，B B 点的瞬时速度是AC全程的平均速度，可以求出 动能的增量为1mvB2二；实验过程中由于存在阻力因素, 重力势能的减少量 略大于动能的增加量, 二、计算题 1313.解析：（1 1）汽车上坡时沿斜面做匀速运动，则 F1 f mgsin , （1 1 分） P F1V1 （ 1 1 分）解得 V1 P （1 1 分） f m

21、g sin （2 2）汽车下坡时，同理有f F2 mgsin , （1 1 分）P F2V2 （ 1 1 分） 解得 P V2 f mg sin （1 1 分） 汽车沿斜坡上行时，车速V1小，换取汽车较大的牵引力F1；当汽车沿斜坡 下行时，车的牵引力F2较小，则车速V2较大. .（2 2 分） 1414.审题】该题目要分成两段考虑，第一段：木块的速度 VVV0。这一阶段 木块相对于传送带向后运动，受到的摩擦力方向向前，合外力沿斜面向前; 第二段：木块的速度VV0。这一阶段木块相对于传送带向前运动，受到的摩 擦力方向向后，合外力仍沿斜面向前。 【解析】刚开始时，合力的大小为 F合1 = mgsi

22、n37o sin37o + i mgpos37o.pos37o. 由牛顿第二定律，加速度大小 a1=皂=8m/s8m/s2, m 该过程所用时间 t1=也 a1 2 位移大小 S1= = 1m)1m) 2a1 加速度大小a2= 皂 =4m/s4m/s2, m Q= f -s 相对=1 mgpos37o pos37o ( (Voti- -Si)+ )+ (S2- -Vot2)】 =x 3m=3m=o 【总结】该题目的关键在于分析清楚物理过程，分成两段处理，正确分 析物体受力情况，求出物体和传送带的位移，以及物体和传送带间的相对位 移。 1515.解：设月球的质量为 M,M,着陆器的质量为 m m 轨道舱的质量为 m m 着陆器在月球表面上的重力等于万有引力： mg= GMm/R mg= GMm/R （2 2 分）二者速度大小相同后，合力的大小为 F 合 2 = mgsin37o sin37o 卩 mgpos37o,