机械能守恒问题的解决思路试题及答案

机械能守恒问题的解决思路试题及答案姓名：____________________

一、单项选择题（每题1分，共20分）

1.一物体从高度h自由下落，不考虑空气阻力，物体下落过程中机械能守恒，以下说法正确的是：

A.动能增加，势能减少，机械能保持不变

B.动能减少，势能增加，机械能保持不变

C.动能增加，势能增加，机械能增加

D.动能减少，势能减少，机械能减少

2.一物体在水平面上做匀速直线运动，以下说法正确的是：

A.动能不变，势能不变，机械能不变

B.动能不变，势能增加，机械能增加

C.动能增加，势能不变，机械能增加

D.动能增加，势能增加，机械能增加

3.一物体在竖直方向上做匀加速直线运动，以下说法正确的是：

A.动能增加，势能减少，机械能增加

B.动能减少，势能增加，机械能减少

C.动能增加，势能减少，机械能减少

D.动能减少，势能增加，机械能增加

4.一物体从高度h自由下落，以下说法正确的是：

A.物体下落过程中速度越来越快

B.物体下落过程中动能越来越大

C.物体下落过程中势能越来越小

D.以上说法均正确

5.一物体在水平面上做匀速直线运动，以下说法正确的是：

A.物体受到的合外力为零

B.物体受到的合外力不为零

C.物体受到的合外力等于物体的重力

D.物体受到的合外力等于物体的动摩擦力

6.一物体从高度h自由下落，以下说法正确的是：

A.物体下落过程中动能增加，势能减少

B.物体下落过程中动能减少，势能增加

C.物体下落过程中动能不变，势能增加

D.物体下落过程中动能增加，势能不变

7.一物体在竖直方向上做匀加速直线运动，以下说法正确的是：

A.物体受到的合外力为重力

B.物体受到的合外力为弹力

C.物体受到的合外力为摩擦力

D.物体受到的合外力为重力与摩擦力的合力

8.一物体在水平面上做匀速直线运动，以下说法正确的是：

A.物体受到的合外力为零

B.物体受到的合外力不为零

C.物体受到的合外力等于物体的重力

D.物体受到的合外力等于物体的动摩擦力

9.一物体从高度h自由下落，以下说法正确的是：

A.物体下落过程中速度越来越快

B.物体下落过程中动能越来越大

C.物体下落过程中势能越来越小

D.以上说法均正确

10.一物体在水平面上做匀速直线运动，以下说法正确的是：

A.物体受到的合外力为零

B.物体受到的合外力不为零

C.物体受到的合外力等于物体的重力

D.物体受到的合外力等于物体的动摩擦力

二、多项选择题（每题3分，共15分）

11.以下哪些情况机械能守恒？

A.物体从高度h自由下落

B.物体在水平面上做匀速直线运动

C.物体在竖直方向上做匀加速直线运动

D.物体受到合外力为零

12.以下哪些说法正确？

A.物体下落过程中动能增加，势能减少

B.物体下落过程中动能减少，势能增加

C.物体下落过程中动能不变，势能增加

D.物体下落过程中动能增加，势能不变

13.以下哪些说法正确？

A.物体受到的合外力为零

B.物体受到的合外力不为零

C.物体受到的合外力等于物体的重力

D.物体受到的合外力等于物体的动摩擦力

14.以下哪些说法正确？

A.物体下落过程中速度越来越快

B.物体下落过程中动能越来越大

C.物体下落过程中势能越来越小

D.以上说法均正确

15.以下哪些说法正确？

A.物体受到的合外力为零

B.物体受到的合外力不为零

C.物体受到的合外力等于物体的重力

D.物体受到的合外力等于物体的动摩擦力

三、判断题（每题2分，共10分）

16.一物体在竖直方向上做匀加速直线运动时，其机械能守恒。（）

17.一物体从高度h自由下落时，其机械能守恒。（）

18.一物体在水平面上做匀速直线运动时，其机械能守恒。（）

19.一物体受到合外力为零时，其机械能守恒。（）

20.一物体受到合外力不为零时，其机械能守恒。（）

四、简答题（每题10分，共25分）

21.简述机械能守恒的条件。

答案：机械能守恒的条件是系统不受非保守力的作用，即系统内只有重力、弹力等保守力做功。

22.如何判断一个物体在运动过程中机械能是否守恒？

答案：判断一个物体在运动过程中机械能是否守恒，可以通过以下步骤：

（1）分析物体所受的力，确定是否只有保守力做功；

（2）观察物体的动能和势能的变化，如果动能和势能的总和保持不变，则机械能守恒。

23.举例说明机械能守恒在实际生活中的应用。

答案：机械能守恒在实际生活中的应用非常广泛，以下是一些例子：

（1）抛体运动：在忽略空气阻力的情况下，抛体在空中运动过程中，其机械能守恒；

（2）弹簧振子：弹簧振子在振动过程中，其机械能守恒；

（3）摆的运动：单摆或复摆在不考虑空气阻力的情况下，其机械能守恒。

五、论述题

题目：论述在解决机械能守恒问题时，如何正确选择参考系和零势能面。

答案：在解决机械能守恒问题时，选择合适的参考系和零势能面是确保问题解决准确性的关键。

首先，关于参考系的选择，应遵循以下原则：

1.选择便于分析物体运动和受力情况的参考系。通常情况下，选择地面或地面上的固定物体作为参考系较为合适。

2.确保参考系与物体的运动方向一致。如果物体的运动方向复杂，可以选择一个与物体运动轨迹垂直的参考系进行分析。

3.避免选择加速运动的参考系，因为这会引入额外的加速度项，增加问题的复杂性。

其次，关于零势能面的选择，应考虑以下因素：

1.选择零势能面时，应使物体在该面的势能为零。通常，可以选择地面作为零势能面，因为地面是一个相对稳定的参考点。

2.如果问题涉及多个物体，可以选择所有物体共同的高度作为零势能面，这样可以简化计算。

3.避免选择在物体运动过程中会变化的参考点作为零势能面，因为这会导致势能计算的不准确。

在具体应用中，以下是一些操作步骤：

1.确定参考系后，画出物体的运动轨迹和受力情况。

2.根据参考系和物体的初始位置，确定零势能面。

3.分析物体在运动过程中动能和势能的变化，应用机械能守恒定律进行计算。

4.通过比较不同参考系和零势能面下的结果，验证所选参考系和零势能面的合理性。

试卷答案如下：

一、单项选择题（每题1分，共20分）

1.A

解析思路：物体自由下落时，只受重力作用，重力是保守力，机械能守恒。动能增加，势能减少，机械能保持不变。

2.A

解析思路：物体在水平面上做匀速直线运动，说明物体所受合外力为零，没有非保守力做功，机械能守恒。

3.A

解析思路：物体在竖直方向上做匀加速直线运动，合外力为重力，是保守力，机械能守恒。动能增加，势能减少。

4.D

解析思路：物体自由下落，只受重力作用，机械能守恒。速度、动能和势能都随时间增加。

5.A

解析思路：物体在水平面上做匀速直线运动，合外力为零，没有摩擦力做功，机械能守恒。

6.A

解析思路：物体自由下落，重力是保守力，机械能守恒。动能增加，势能减少。

7.A

解析思路：物体在竖直方向上做匀加速直线运动，合外力为重力，是保守力，机械能守恒。

8.A

解析思路：物体在水平面上做匀速直线运动，合外力为零，没有摩擦力做功，机械能守恒。

9.D

解析思路：物体自由下落，只受重力作用，机械能守恒。速度、动能和势能都随时间增加。

10.A

解析思路：物体在水平面上做匀速直线运动，合外力为零，没有摩擦力做功，机械能守恒。

11.A

解析思路：物体自由下落时，只有重力作用，是保守力，机械能守恒。

12.D

解析思路：物体下落过程中，重力是保守力，机械能守恒。动能增加，势能减少。

13.D

解析思路：物体受到的合外力为零时，没有非保守力做功，机械能守恒。

14.D

解析思路：物体下落过程中，重力是保守力，机械能守恒。速度、动能和势能都随时间增加。

15.A

解析思路：物体受到的合外力为零时，没有非保守力做功，机械能守恒。

二、多项选择题（每题3分，共15分）

11.ACD

解析思路：物体自由下落、弹簧振子和摆的运动，都只有保守力做功，机械能守恒。

12.AD

解析思路：物体下落过程中，重力是保守力，机械能守恒。动能增加，势能减少。

13.ABCD

解析思路：物体受到的合外力为零、不为零、等于重力或动摩擦力，这些情况下，机械能是否守恒需要根据具体受力情况判断。

14.AD

解析思路：物体下落过程中，重力是保守力，机械能守恒。速度、动能和势能都随时间增加。

15.AB

解析思路：物体受到的合外力为零时，没有非保守力做功，机械能守恒。物体受到的合外力不为零时，是否守恒需具体分析。

三、判断题（每题2分，共10分）

16.×

解析思路：物体在竖直