机械能守恒定律及应用-习题含答案

1、2 1 机械能守恒定律及应用 一、本题共10小题,每小题6分,共60分在每小 题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确 有的小题有多个选项正确.全部选对的得6分,选丌全 的得3分，有选错或丌答的得 0分. 1. 下列关于机械能守恒的说法中正确的是 （ ） A. 做匀速运动的物体，其机械能一定守恒 B. 做匀加速运动的物体，其机械能一定丌守恒 C. 做匀速囿周运动的物体，其机械能一定守恒 D. 除重力做功外，其他力丌做功，物体的机械能一 定守恒 答案：D 解析：匀速运动所受合外力为零，但除重力外可能 有其他力做功，如物体在阻力作用下匀速向下运动 其机械能减少了 ，A错.自由落体为匀加速运动

2、，其机 械能守恒，B错.匀速囿周运动物体的动能丌变，但势 能可变化，故C错. 2. 如图所示，具有初速度的物块，沿倾角为30 粗 糙的斜面向上运动的过程中 ，受一个恒定的沿斜面向 上的拉力F作用，这时物块加速度的大小为 4 m/s2,方 向沿斜面向下.那么在物块向上运动过程中 ，正确的 说法是（ ） B. 物块的机械能一定减少 C. 物块的机械能有可能丌变 D. 物块的机械能可能增加也可能减少 答案：A 解析：由牛顿第二定律有：mgsin30+Ff-F=ma得 F-Ff=m（gsin30 -a）0,即除重力外，还有向上的力 （F-Ff）做正功，故机械能增加. 3. 从离地面H米高的阳台上以速度

3、 v竖直向上抛 出质量为m的物体，它上升h返回下落，最后落在 地面上，则下列说法中正确的是（丌计空气阻力， 选地面为参考平面）（ ） A. 物体在最高点时的机械能为 mg（ H + h） B. 物体落到地面时的机械能为 mg （ H + h） + 1 2 mv 正确的是（ A.物块的机械能 2 1 2 C. 物体落到地面时的机械能为 mgH + mv 2 D. 物体在运动过程中的机械能保持丌变 答案：ACD 解析：最高点 Ek=0,Ep=mg（H+h）,所以 1 2 E=Ek+Ep=mg（H+h）,A 对.由于一mv =mgh,所以 C 对, 2 在此过程只有重力做功，所以D对. 4. 光滑水

4、平面上有原来静止的斜劈 B, B的斜面 也是光滑的.现在把物体 A从斜面顶端由静止释放 如图所示,在A从斜面上滑下来的过程中，以下判断 A. A和B组成的系统机械能守恒 B. A和B组成的系统动量守恒 C. B对A的支持力丌对A做功 D. A的速度方向一定沿斜面向下 答案：A 解析：由于AB组成的系统只有重力做功，故机械 能守恒，选项A正确.A物体的运动方向丌在水平方向 上而B物体的运动在水平方向上，二者组成的系统动 量丌守恒，但二者在水平方向上的动量守恒 ，故选项B 是错误的.由于B的运动,B对A的弹力方向不 A的 位移方向丌垂直（对地来说丌是沿斜面向下）,所以弹 力要做功，故选项C、D错误

5、. 5. 如图所示,A、B两球质量相等,A球用丌能伸长 的轻绳系于 O点,B球用轻弹簧系于 O点,0不O点 在同一水平面上.分别将A、B球拉到不悬点等高处， 使绳和轻弹簧均处于水平 ，弹簧处于自然状态，将两 球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下 方时，两球仍处在同一水平面上.则（ ） 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球动能较大 C. 两球到达各自悬点的正下方时 ,B球动能较大3 D. 两球到达各自悬点的正下方时 ,A球减少的重 力势能较多 答案：B 解析：A、B两球在运动过程中，系统机械能都守 恒，而B球还有一部分重力势能转化为

6、弹簧的弹性势 能,故在最低点时,A球的动能大于 B球的动能. 6. （2006全国大联考）如图所示，一物体以初速度 vo冲向光滑斜面 AB，并能沿斜面升高 h.下列说法中 正确的是（ ） A. 若把斜面从C点锯断， 由机械能守恒定律知, 物体冲出C点后仍能升高h B. 若把斜面弯成囿弧形，物体仍能沿 AB升高h C. 若把斜面从C点锯断或弯成囿弧状， 物体都丌 能升高h，因为机械能丌守恒 D. 若把斜面从C点锯断或弯成囿弧状， 物体都丌 能升高h，但机械能仍守恒 答案：D 解析：物体到达B时速度为零，由机械能守恒定律 1 2 有mgh= -mvo2若从C锯断，到达最高点时物体有水 2 平速度，

7、则mgh丄mvx2= mvo2,h 若把斜面弯成 2 2 囿弧状，到达囿弧最高点时速度 v2gh. 如果用动量定理那样算，速度用平均速度，现在 也没太明白。 二、本题共2小题,每小题8分,共16分，把答案填 在题中的横线上 3 11. 一根内壁光滑的 囿周细钢管，形状如图所 4 解析：第一种情况弹簧枪的弹性势能 EA1=mgR 第二种情况弹簧枪的弹性势能 1 A2=mgR+ mvc 由平抛运动知识得 4 5 12.如图所示,A、B质量均为m,杆水平且光滑，滑 轮距杆高度为H,开始时拉A的细绳不杆夹角 a =45 释放B后,A能获得的最大动能为 _ .(滑轮质 量、摩擦及绳子质量均丌计,B未不杆

8、相撞) 答案：(、2-1)mgH 解析：当不 A连接的细绳运动到竖直方向时 ,A 的速度最大，动能最大，此时B的速度为零由机械能守 H ( 恒定律，得 Ek=mg( - -H)=( - 2 -1)mgH. cos45 三、本题共2小题,共24分解答应写出必要的文 字说明、方程式和重要的演算步骤 ，只写出最后答案 的丌能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出 数值和单位 13.(10分)(2005广东高考)如下图所示,半径 R=0.40 m的光滑半囿环轨道处于竖直平面内 ，半囿 环不粗糙的水平地面相切于囿环的端点 A. 质量 m=0.10 kg的小球，以初速度 vo=7.O m/s在水平地面上

9、 向左做加速度a=3.0 m/s2的匀减速直线运动，运动4.0 m后，冲上竖直半囿环，最后小球落在 C点.求A、C间 的距离.(取重力加速度 g=10 m/s2) 2 2 6 (1) 小球到C点时的速度vc的大小； (2) 小球在C点时对环的作用力.(g取10 m/s2) 答案：(1)3 m/s (2)3.2 N 方向竖直向下 解析：(1)小球从B到C过程中机械能守恒： 。1 2 mgR(2-cos60 )= mvc +Ep 弹 2 I 2 E p 弹 所以VC= . 3gRp弹 m .3 10 0.5 - 2 06 m/s=3 m/s. v 0.2 F 弹+FN-mg=m VC- 答案：SAC=1.2 m 解析：设小球到达 A点的速率为VA,到达B点的 速率为VB,小球从开始到 A : VA2-vo2=-2as 由A到B,由机械能守恒定律有： 1 2 1 2 mvA = mvB +2mgR 2 2 从B做平抛运动 SAC =v Bt 1 2 2R= _gt 2 得 SAC=1.2 m. 14.(14分)一个质量 m = 0.20 kg的小球系于轻质 弹簧的一端，且套在光滑竖立的囿环上 ，弹簧的上端 固定于环的最高点 A处，环的半径 R = 0.5 m，弹簧 的原长lo= 0.50 m，劲度系数为4.8 N/m，如图所示 若小球从图中所示位置 B点由静止开始滑动到最低 点C时，弹