高中物理巩固练习机械能守恒定律提高

PAGE【巩固练习】一、选择题：1．长度为的均匀链条放在光滑水平桌面上，使其长度的垂在桌边，如图5-21所示，松手后链条从桌边下滑，则链条滑至刚离开桌面时的速度大小为（桌面的高度大于链条的长度）（）A．B．C．D．2．如图，质量分别为m和2m的两个小球A和B，中间用轻质杆相连，在杆的中点O处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在B球顺时针摆动到最低位置的过程中（）A．B球的重力势能减少，动能增加，B球和地球组成的系统机械能守恒B．A球的重力势能增加，动能也增加，A球和地球组成的系统机械能不守恒C．A球、B球和地球组成的系统机械能守恒D．A球、B球和地球组成的系统机械不守恒3．对于做变速运动的物体而言，下列说法正确的是（）A．若改变物体速度的仅是重力，则物体的机械能保持不变B．若改变物体速度的不是重力和弹力，则物体的机械能一定改变C．改变物体速度的若是摩擦力，则物体的机械能一定改变D．在物体速度增大的过程中，其机械能可能反而减小4．质量为m的物体，从静止开始以2g的加速度竖直向下运动h高度，下列说法中正确的是（）A．物体的势能减小2mgh B．物体的机械能保持不变C．物体的动能增加2mgh D．物体的机械能增加mgh5.如图所示，倾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中()A．物块的机械能逐渐增加B．软绳重力势能共减少了C．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D．软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和6.如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上，质量为3m的a球置于地面上，质量为m的b球从水平位置静止释放．当a球对地面压力刚好为零时，b球摆过的角度为θ．下列结论正确的是()A．θ＝90°B．θ＝45°C．b球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率先增大后减小D．b球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率一直增大7.物体做自由落体运动，Ek代表动能，Ep代表势能，h代表下落的距离，以水平地面为零势能面．如图所示图像中，能正确反映各物理量之间关系的是()二、解答题：1．如图所示，质量为m的物体，以某一初速度从A点向下沿光滑的轨道运动，不计空气阻力，若物体通过最低点B点时的速度为，求物体在A点时的速度是多少？2．如图所示，物体A和B系在跨过定滑轮的细绳两端，物体A的质量=1.5，物体B的质量=1，开始时把A托起，使B刚好与地面接触，此时物体A离地高度为1m。放手让A从静止开始下落，求：（1）当A着地时，B的速率多大？（2）物体A落地后，B还能升高多少？3．如图所示，用一条细绳通过一个光滑的滑轮将一个0.20kg的砝码和光滑桌面上的一个0.80kg的小车连接在一起。开始时用手握住小车使砝码离开地面1.0m，然后放手使小车从静止开始运动。试计算：（1）开始时砝码的重力势能（g取10m/s2）；（2）放手后在砝码到达地面时小车的速度。4、（2015海南高考）如图，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一同弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点。已知h=2m，。取重力加速度大小g=10m／s2。(1)一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径：(2)若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小。5、（2015江苏高考）一转动装置如图所示，四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球及一小环通过铰链连接，轻杆长均为l，球和环的质量均为m，O端固定在竖直的轻质转轴上。套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间，原长为L。装置静止时，弹簧长为。转动该装置并缓慢增大转速，小环缓慢上升。弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g。求：(1)弹簧的劲度系数k；(2)AB杆中弹力为零时，装置转动的角速度ω0；(3)弹簧长度从缓慢缩短为的过程中，外界对转动装置所做的功W。6、（2015浙江高考）甲同学准备“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验。（1）图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材________；乙同学需在图中选用的器材________。（用字母表示）（2）乙同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图2所示的两条纸带①和②。纸带________的加速度大（填“①”“②”），其加速度大小为________。7.如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1＞m2．现要利用此装置验证机械能守恒定律．(1)若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有________．(在横线上填入选项前的编号)①物块的质量m1、m2；②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；③物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间；④绳子的长度．(2)为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：①绳的质量要轻；②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；④两个物块的质量之差要尽可能小．以上建议中确定对提高准确程度有用的是________(在横线上填入选项前的编号)(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：________________．【答案与解析】一、选择题：1．B解析：由于链条在运动过程中，只有重力做功，故链条的机械能守恒。设链条的总质量为，取桌面处的重力势能为零，则初状态链条的机械能为：；末状态的机械能。由得所以2．BC解析：B球从水平位置下摆到最低点过程中，受重力和杆的作用力，杆的作用力方向待定。下摆过程中重力势能减少动能增加，但机械能是否守恒不确定。A球在B下摆过程中，重力势能增加，动能增加，机械能增加。由于A+B系统只有重力做功，系统机械能守恒，A球机械能增加，B球机械能一定减少。所以B，C选项正确。3．AD解析：物体仅受重力机械能守恒，故A正确；对于D选项，比如，加速下降的物体受到空气的阻力，但是阻力小于重力，该物体速度增加，但是机械能在减小。对于BC选项，例如：物体放在水平转动的平台上随平台一起做匀速圆周运动,是静摩擦力改变速度方向,而速度大小不变,同时物体的高度也不变。此时机械能不变。4．CD解析：因重力做正功mgh，所以重力势能减少mgh，除了重力做功以外，还有其他力做功，故机械能不守恒。以物体为研究对象，合力的功为2mgh，所以物体的动能增加为2mgh，以物体和地球为系统，外力做正功为mgh，故物体的机械能增加mgh，故CD选项正确。5.B、D解析：对物体，克服绳的拉力做功，故其机械能减小，所以A错；软绳重力势能减少量，故B正确；由能量关系可知C错，D正确．6.A、C解析：如图所示，设b球摆过的角度为θ时，a球对地面的压力为零，设此时b球的速度为v，b球做圆周运动的半径为l，由题意可知此时绳上的拉力为3mg．取b球研究有：．在这一过程中由机械能守恒得：．两式联立可解得：，故θ＝90°．A正确．由功率的公式P＝mgvcosθ可知，b球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率先增大后减小，C正确．7.B解析：由机械能守恒定律，Ep＝E-Ek，故势能与动能的图像为倾斜的直线，C错；由动能定理，Ek＝mgh，则Ep＝E-mgh，故势能与h的图像也为倾斜的直线，D错；又，故势能与速度的图像为开口向下的抛物线，B对；同理，势能与时间的图像也为开口向下的抛物线，A错．二、解答题：1．解析：从A点到B点只有重力做功，机械能守恒，取B点为零势能面，则根据机械能守恒可知：又因可解得：2．2m/s；0.2m解析：（1）系统机械能守恒可知：（2）对B利用机械能守恒：设还能升高，取离地面1m处为零势能面3．2J；2m/s解析：（1）取地面为零势能面，则砝码的重力势能为：（2）根据机械能守恒可知，砝码减少的重力势能等于砝码和小车共同增加的动能，即：4、解析：（1）设环到b点时速度为vb，圆弧轨道半径为r，小环从a到b由机械能守恒有①环与bc段轨道间无相互作用力，从b到c环做平抛运动：②s=vbt③联立可得④代入数据得r=0.25m（2）环从b点由静止下滑至c点过程中机械能守恒，设到c点时速度为vc，则⑤在bc段两次过程中环沿同一轨道运动，经过同一点时速度方向相同设环在c点时速度与水平方向间的夹角为θ，则环做平抛运动时⑥vy=gt⑦联立①②⑥⑦式可得⑧则环从b点由静止开始滑到c点时速度的水平分量vcx为vcx=vccosθ⑨联立⑤⑧⑨三式可得5、解析：（1）装置静止时，设OA、AB杆中的弹力分别为F1、T1，OA杆与转轴的夹角为θ1。小环受到弹簧的弹力小环受力平衡小球受力平衡解得（2）设OA、AB杆中的弹力分别为F2、T2，OA杆与转轴的夹角为θ2，弹簧长度为x。小环受到弹簧的弹力F弹2=k(x－L)小环受力平衡F弹2=mg得对小球F2cosθ2=mg；F2sinθ2=mω02lsinθ2且解得（3）弹簧长度为时，设OA、AB杆中的弹力分别为F3、T3，OA杆与弹簧的夹角为θ3。小环受到弹簧的弹力小环受力平衡3T3cosθ3=mg+F弹3且对小球F3cosθ3=T3cosθ3+mg；F3sinθ3+T3sinθ3mω32lsinθ3解得整个过程弹簧弹性势能变化为零，则弹力做的功为零，由动能定理解得6、解析：（1）AB；BDE（2）①，（2.5±0.2）m/s2解析：根据纸带求加速度利用公式Δx/