机械能守恒习题(带答案)

1、功能关系能量守恒定律考纲解读1.知道功是能量转化的量度，掌握重力的功、弹力的功、合力的功与对应的能量转化关系.2.知道自然界中的能量转化，理解能量守恒定律，并能用来分析有关问题.功能关系的理解用恒力F向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度.若该过程空气阻力不能忽略，则下列说法中正确的是（）A.力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量B.重力所做的功等于物体重力势能的增量C.力F做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量D.力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量答案C.能的转化与守恒定律的理解如图1所示，美国空军X37B无人航天飞机于2010年4月首飞，在X37B由

2、较低轨道飞到较高轨道的过程中（）ABX37B中燃料的化学能转化为ABX37B的机械能要减少。自然界中的总能量要变大D.如果X37B在较高轨道绕地球做圆周运动，则在此轨道上其机械能不变答案AD解析在X37B由较低轨道飞到较高轨道的过程中，必须启动助推器，对X37B做正功，X口37B的机械能增大,A对，B错皿量守恒定律，C皿X口37B在确定轨道上绕地球做圆周运动，其动能和重力势能都不会发生变化，所以机械能不变，D对.能量守恒定律的应用如图2所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C在水平线上，其距离d=0.5m.盆边缘的高度为第1页共18页第第 页共1

3、8页图6A.电动机多做的功为2mv2v2B.物体在传送带上的划痕长-gC.传送带克服摩擦力做的功为2mv2D.电动机增加的功率为mgv解析物体与传送带相对静止之前，物体做匀加速运动，由运动学公式知vx物口2疝送带做匀速运动，由运动学公式知图6A.电动机多做的功为2mv2v2B.物体在传送带上的划痕长-gC.传送带克服摩擦力做的功为2mv2D.电动机增加的功率为mgv解析物体与传送带相对静止之前，物体做匀加速运动，由运动学公式知vx物口2疝送带做匀速运动，由运动学公式知x传口vt0：物0根据:000mgx1口1mv2D2,摩擦产生的热量mgx相对口mg(x传口x物)，四式联立得摩擦产生的热量12

4、mv2D根据能量守恒定律，电动机多做的功一部分转化为物体的动能，一部分转化为热量，故电动机多做的功等于mv2，A项错误；物体在传送带上的划痕长等于x传口x物口v25D2gB项错误；传送带克服摩擦力做的功为mgx传口2mgx物口mv2DC项错误;电动机增加的功率也就是电动机克服摩擦力做功的功率为mgv，D项正确答案D方法殿应用能量守恒定律解题的步骤()分清有多少形式的能如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等在E减E减和增加(2)明确皿式的能量增加,哪种形式的能量减少,并且列出减皿的能量E增的表达式；(3)列出能量守恒关系式：突破训练3如图7所示，传送带保持1m/s的速度顺时针转动

5、.现将一质量m=0.5kg的小物体轻轻地放在传送带的a点上，物体与传送带间的动摩擦因数=0.1,a、b间的距离L=2.5m,g=10m/s2.设物体从a点运动到b点所经历的时间为t,该过程中物体和传送带间因摩擦而产生的热量为Q,下列关于t和Q的值正确的是()A.A.t=.5s,Q=1.25JB.t=、/3s,Q=0,5J传送带模型是高中物理中比较成熟的模型，典型的有水平和倾斜两种情况.一般设问的角度有两个：(1)动力学角度：首先要正确分析物体的运动过程,做好受力情况分析,然后利用运动学公式结合牛顿第二定律,求物体及传送带在相应时间内的位移,找出物体和传送带之间的位移关系.(2)能量角度：求传送

6、带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等,常依据功能关系或能量守恒定律求解.2.传送带模型问题中的功能关系分析(1)功能关系分析：WF=Ek+Ep+Q.(2)对WF和Q的理解：传送带的功：WF二Fx传；产生的内能Q=Fx相对.传送带模型问题的分析流程唏与曙驰力方一度方+变化f施向向fits例4如图例4如图8所示，是利用电力传送带装运麻袋包长毯0m,倾角=37,麻袋包与传送带间的动摩擦因数=0.8,传送带的主动轮和从动轮半径R相等，传送送带匀速运动的速度带不打滑，主动轮顶端与货车车箱底板间的高度差为h叫送带匀速运动的速度为=2m/s,现在传送带底

7、端(传送带与从动轮相切位置)由静止释放一只麻袋包(可视为质点)，其质量为100kg,麻袋包最终与传送带一起做匀速运动，到达主动轮时随轮一起匀速转动.如果麻袋包到达主动轮的最高点时,恰好水平抛出并落在货车车箱底板中心，重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,求：图8R；1.2m主动轮轴与货车车箱底板中(2)麻袋包在传送带上运动的时间；(3)该装运系统每传送一只麻袋包需额外消耗的电能审题与关联解析(1)设麻袋包平抛运动时间为麻袋包在主动轮的最高点时，有V2mg0机R解得：R00.4m(2)对麻袋包，设匀加速运动时间为11mmt2,有mgcosDmgsin0mav口at1

8、1%102at2l%1ovt2联立以上各式解得：t联立以上各式解得：tot1口t2口12.5s%，每传送一只麻袋包需额外消耗(3)设麻袋包匀加速运动时间内相对传送带的位移为的电能为%ovt1%1的电能为由能量守恒定律得Emglsin口；mv2口mgcos解得:AE=15400J答案(1)1.2m0.4m(2)12.5s(3)15400J高最翻,提御陈走醺考翻雎勰崔演雕力高考题组(2013.山东16)如图9所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮.质量分别为M、m(Mm)的滑块、通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行.两滑块

9、由静止释放后，沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中()八J图9CA.两滑块组成系统的机械能守恒B.重力对M做的功等于M动能的增加C.轻绳对m做的功等于m机械能的增加D.两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功答案CD解析两滑块释放后，M下滑、m上滑，摩擦力对M做负功，系统的机械能减小，减小的机械能等于M克服摩擦力做的功，选项A错误，D正确.除重力对滑块M做正功外，还有摩擦力和绳的拉力对滑块M做负功，选项B错误.绳的拉力对滑块m做正功，滑块m机械能增加，且增加的机械能等于拉力做的功，选项C正确.(201)福建理综.17)如图10所示，表面光滑的固定斜面顶

10、端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦).初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态.剪断轻绳后A下落，B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块()A.速率的变化量不同B.机械能的变化量不同C.重力势能的变化量相同D.重力做功的平均功率相同解析A、B开始时处于静止状态，对解析A、B开始时处于静止状态，对A：mAgDTB项错误；由机械能A项错误；由B项错误；由机械能A项错误；由EpDmgh，因m不同，故Ep不同，C项错误；重力做功的功率vPA口mAgv口mA近对B：TDmBgsin由得mAgDmBgsin即mADmBsin剪断轻绳后，A、B均遵守机械能守恒

11、定律，机械能没有变化，故守恒知，mg加2mv2,所以vD：丽,落地速率相同，口速率的变化量相同，口力2口力2gh口口mAg2，PADPB，D项8.5m-D.-8m一%.2ghPBDmBgvsinDmBg?sin，由式mADmBsin，得正确模拟题组.如图11所示，一个小球（视为质点）从H=12m高处，由静止开始沿光滑弯曲轨道AB,进入半径R=4m的竖直圆环内侧，且与圆环的动摩擦因数处处相等，当到达圆环顶点C时，刚好对轨道压力为零；然后沿CB圆弧滑下，进入光滑弧形轨道BD，到达高度为h的D点时速度为零，则h的值可能为（）A10mB9.5mC答案BC.假设某次罚点球直接射门时，球恰好从横梁下边缘踢

12、进，此时的速度为v.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的功为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W1=mgh+2mv2B.足球机械能的变化量为W1W2C.足球克服空气阻力做的功为W=mgh+2mv2W21D.运动员刚踢完球的瞬间，足球的动能为mgh+2mv2TOC o 1-5 h z答案B解析对运动员踢球到球恰好从横梁下边缘踢进这一过程，由动能定理：W1mghW口gmvm,联立解得：EpD2mv0DmgL(2)对滑块在传送带上的运动,由牛顿第二定律和运动学公式可得mgDmam,联立解得：EpD2mv0

13、DmgL(2)对滑块在传送带上的运动,由牛顿第二定律和运动学公式可得mgDma22122力做的功,即AEW11clW,B山由W1clmghDW2D2mv2,可得W2DW1clmghD2mv2DC山口刚踢完球瞬间足球的动能为EkD由动能定理：DmghDW2D2mv2DEkDEkD2mmv2DmghDW2，D错5.工厂流水线上采用弹射装置把物品转运，现简化其模型分析：如图12所示，质量为m的滑块，放在光滑的水平平台上，平台右端B与水平传送带相接，传送带的运行速度为v0,长为L；现将滑块向左压缩固定在平台上的轻弹簧，到达某处时(仍处于弹簧弹性限度内)由静止释放，若滑块离开弹簧时的速度小于传送带的速度

14、，当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同，滑块与传送带间的动摩擦因数为求：加次叩B幺C电S图121,(1)释放滑块时，弹簧具有的弹性势能一(2)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量答案(1)2mv0mgL(2)mv0mv0yjv22gLmgLvD解析(1)vD由动能定理可得：mgLD2mv2D2mv2对弹簧和滑块构成的系统,由机械能守恒定律得1EpD2mv2v2-v2=2aLvo=v+at联立解得t=v0-打2Lx相对二v00-L所以Q二Ffx相对二mv2-mv0jv0-2L-mL（限时:45分钟（限时:45分钟）题组1功能关系的理解.轻质弹簧吊着小球静止在如图1所示的A位置，现用

15、水平外力F将小球缓慢拉到B位置，此时弹簧与竖直方向的夹角为，在这一过程中，对于小球和弹簧组成的系统，下列说此时弹簧与竖直方向的夹角为，在这一过程中，对于小球和弹簧组成的系统，下列说法正确的是（）A法正确的是（）A.系统的弹性势能增加B.系统的弹性势能减少C.系统的机械能不变D.系统的机械能增加AD2.如图2所示，汽车在拱形桥上由A匀速率运动到B，以下说法正确的是（）A.牵引力与克服摩擦力做的功相等B.合外力对汽车不做功C.牵引力和重力做的总功大于克服摩擦力做的功D.汽车在上拱形桥的过程中克服重力做的功转化为汽车的重力势能B,合外力始终指向圆心,合外力做功为零,即WB,合外力始终指向圆心,合外力

16、做功为零,即W口A、C错误，B正确；D正确解析汽车由A匀速率运动到WG口WfD0,即牵引力与重力做的总功等于克服摩擦力做的功，汽车在上拱形桥的过程中，克服重力做的功转化为汽车的重力势能，3.如图3所示，长木板A放在光滑的水平地面上，物体B以水平速度冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，则从B冲到木板A上到相对木板A静止的过程中，下述说法中正确的是()吨_A图3A.物体B动能的减少量等于系统损失的机械能.B.物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量C.物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和D.摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于系统内能的增加量答案CD解

17、析物体B以水平速度冲上A后，由于摩擦力作用，B减速运动，A加速运动，根据能量守恒定律，物体B动能的减少量等于A增加的动能和产生的热量之和，选项误；根据动能定理，物体B克服摩擦力做的功等于B损失的动能，选项解析物体B以水平速度冲上A后，由于摩擦力作用，B减速运动，A加速运动，根据能量守恒定律，物体B动能的减少量等于A增加的动能和产生的热量之和，选项误；根据动能定理，物体B克服摩擦力做的功等于B损失的动能，选项B错误；由能量守恒定律可知，物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和，选项C正确；摩擦力对物体B做的功等于B动能的减少量，摩擦力对木板A做的B做的功和对木板A做的功B做的

18、功和对木板A做的功的总和等于系统内能的增加量，选项D正确4一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并刚好从中穿出对于这一过程，下列说法正确的是()A.子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B.子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量C子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D.子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和答案BD解析子弹射穿木块的过程中，由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减少，木块获得动能，同时产生热量，且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失量.A选项没有考虑系统增加的内能，C选项中应考虑的是系统（子弹和木块）内能的增

19、加，A、C错，B、D对.题组2功能关系的应用.如图4所示，电梯的质量为M，其天花板上通过一轻质弹簧悬挂一质量为m的物体.电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，不计空气阻力的影响，当上升高度为H时，电梯的速度达到v，则在这段运动过程中，以下说法正确的是（）1a.轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于2y2B.钢索的拉力所做的功等于1mv2+MgHC.轻质弹簧对物体的拉力所做的功大于2mv2D.钢索的拉力所做的功等于2（m+M）v2+（m+M）gH答案C.如图5所示，小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回A,C为AB的中点.下列说法中正确的是（）A.小球从A出发到返回A

20、的过程中，位移为零，外力做功为零B.小球从A到C与从C到B的过程，减少的动能相等C.小球从A到C与从C到B的过程，速度的变化相等D.小球从A到C与从C到B的过程，损失的机械能相等答案BD解析小球从A点出发到返回A点的过程中，位移为零，重力做功为零，但摩擦力始终做负功，A错误.小球从A到C与从C到B始终做匀减速直线运动，合外力恒定，因为C为AB的中点，所以小球克服合外力做功相等，减少的动能相等，小球克服摩擦力做功也相等，损失的机械能相等，B力做功也相等，损失的机械能相等，B、D正确小球由A到C的时间小于从C到B的皿式的皿式a10,00000000,C错误.如图6所示，质量为M、长度为l的小车静止

21、在光滑水平面上，质量为m的小物块放在小车的最左端.现用一水平恒力F作用在小物块上，使它从静止开始运动，物块和小车之间摩擦力的大小为Ff，当小车运动的位移为时，物块刚好滑到小车的最右端.若小物块可视为质点，则()fliF卜Fj：r-MQ-图A.物块受到的摩擦力对物块做的功与小车受到的摩擦力对小车做功的代数和为零B.整个过程物块和小车间摩擦产生的热量为FflC.小车的末动能为F产D.整个过程物块和小车增加的机械能为F(x+1)答案BC解析物块与小车之间的摩擦力为滑动摩擦力,这一对滑动摩擦力做功,做功之和应小于零,选项A错误；由功能关系知,系统机械能的增加量为F(lx)Ffl,B项正确,D项错误对小

22、车应皿定理知Ffx口1Mv2,C项正皿.如图7所示，质量为m的可看成质点的物块置于粗糙水平面上的M点，水平面的右端与固定的斜面平滑连接，物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同物块与弹簧未连接，开始时物块挤压弹簧使弹簧处于压缩状态.现从M点由静止释放物块，物块运动到N点时恰好静止.弹簧原长小于MM,.若物块从M点运动到N点的过程中，物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为。，物块、弹簧与地球组成系统的机械能为E,物块通过的路程为s.不计转折处的能量损失，下列图象所描述的关系中可能正确的是答案解析0a物块在粗糙水平面上滑动时，Q=mgsE=E0-mgs，可见，当s较小时，Q-s图象是一条经过原点的倾斜直线，答案解析0a物块在粗糙水平面上滑动时，Q=mgsE=E0-mgs，可见，当s较小时，Q-s图象是一条经过原点的倾斜直线，e-s与纵轴相交、斜率为负值的倾斜5-mgcos(s-s0)=mgs0(1-cos)+mgcoss,E=E0-mgs0(1-cos)-mgcoss,可见，当s较大或者滑上斜面时，Q-s图象仍是一条倾斜直线，但斜率变小，E-s图象也是一条倾斜直线，斜率的大小变为k=-mgcos；综上分析，只有选项C正确.题组3能量守恒定律的综合应用.如