2022年机械能守恒定律习题 .pdf

《2022年机械能守恒定律习题 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年机械能守恒定律习题 .pdf（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1 图 2 图 3 机械能守恒第卷选择题，共40 分一、选择题每题4 分，共 40 分。在每题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对得4分，对而不全得2 分。 1、关于机械能是否守恒的表达，正确的选项是A做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B做变速运动的物体机械能可能守恒C外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D假设只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒2、质量为m 的小球，从离桌面H 高处由静止下落，桌面离地面高度为h，如图 1 所示，假设以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别是Amgh，减少 mghBmgh，增加 mghC mgh，增加 mg

2、hD mgh，减少 mgh3、一个物体以一定的初速度竖直上抛，不计空气阻力，那么如图2 所示，表示物体的动能Ek随高度 h 变化的图象A、物体的重力势能Ep随速度 v 变化的图象B、物体的机械能E 随高度 h 变化的图象C、物体的动能Ek随速度 v 的变化图象D，可能正确的选项是4、物体从高处自由下落，假设选地面为参考平面，则下落时间为落地时间的一半时，物体所具有的动能和重力势能之比为A1:4 B1:3 C1:2 D1:1 5、如图 3 所示，质量为m 的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为M 的砝码相连，已知M=2m，让绳拉直后使砝码从静止开始下降h小于桌面的距离，木块仍

3、没离开桌面，则砝码的速率为图 1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页2 图 4 A31gh6BmghCgh2Dgh3326、质量为m 的小球用长为L 的轻绳悬于O 点，如图4 所示，小球在水平力 F 作用下由最低点P 缓慢地移到Q 点，在此过程中 F 做的功为AFL sinBmgLcosCmgL1cos DFltan7、质量为m 的物体，由静止开始下落，由于阻力作用，下落的加速度为54g，在物体下落h 的过程中，以下说法中正确的应是A物体的动能增加了54mgh B物体的机械能减少了54mghC物体克服阻力所做的功为5

4、1mgh D物体的重力势能减少了mgh8、如图 5 所示，一轻弹簧固定于O 点，另一端系一重物，将重物从与悬点 O 在同一水平面且弹簧保持原长的A 点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A 点摆向最低点的过程中A重物的重力势能减少B重物的重力势能增大C重物的机械能不变D重物的机械能减少9、如图 6 所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，以下关于能量的表达中正确的应是A重力势能和动能之和总保持不变B重力势能和弹性势能之和总保持不变C动能和弹性势能之和保持不变D重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变10、平抛一物体，落地时速度方向与水平方向的夹角为.

5、取地面为参考平面，则物体被抛出时，其重力势能和动能之比为AtanBcotCcot2Dtan2图 6 图 5 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页3 图 8 第卷非选择题，共60 分二、填空题 每题 6 分，共 24 分。把正确答案填写在题中的横线上，或按题目要求作答。11、从某一高度平抛一小球，不计空气阻力，它在空中飞行的第1 s内、第 2 s内、第 3 s 内动能增量之比Ek1 Ek2 Ek3=_. 12、质量为 m、摆长为L 的摆球从摆角为53 处无初速地摆下，不计空气阻力，设摆球在最低点处的重力势能为零，那么当摆

6、球的摆角=_时，摆球的动能和重力势能相等.sin53 =0.813、如图 7 所示，物体以100 J 的初动能从斜面底端向上运动，中途第一次通过斜面上M 点时，其动能减少了80 J，机械能减少了32 J.则当物体沿斜面重新返回底端时，其动能为 _J. 14、g=9.80 m s2，所用的重物的质量为mkg ，实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图8 把第一个点记作O，另外连续的4 个点 A、B、C、D 作为测量的点， 经测量知道A、B、C、D 各点到 O 点的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm，根据以上数据，可知重物由打O 点运动到打C 点，重力势能减

7、少量等于_J，动能的增加量等于_J.取 3 位有效数字三、计算题共36 分。要求写出必要的文字说明、主要方程 式 和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分。15、 12 分物体的质量为m，沿光滑的弯曲轨道滑下，轨道的形状如图9 所示，与弯曲轨道相接的圆轨道的半径为R，要使物体沿光滑圆轨道能通过最高点，物体应从离轨道最低处多高的地方由静止开始滑下 ? 16 12 分细绳的一端固定，另一端系一质量为m 的小球，小球绕绳的固定点在竖直平面做圆周运动.图 7 图 9 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共

8、7 页4 小球在最低点和最高点时细绳对小球拉力的大小相差多少? 17 12 分一个质量m=的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光滑竖立的圆环上，弹簧的上端固定于环的最高点A，环的半径R=，弹簧的原长L0=，劲度系数为，如图10 所示，假设小球从图中所示位置B 点由静止开始滑动到最低点C 时，弹簧的弹性势能Ep弹=，求1小球到C 点时的速度vc 的大小。2小球在 C 点对环的作用力。 g=10m/s2A BCO Rm图 10 60精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页5 参考答案1 【答案】BD 【解析】判断机械能是否守恒，依

9、据是重力以外的力是否做了功，不管物体是做匀速运动还是变速运动，也不管物体是做直线运动还是做曲线运动，只要重力以外的力不做功，机械能就一定守恒.外力做功为零，并不意味着重力以外的力做功为零，所以，机械能不一定守恒.选项 B、D 正确 . 2 【答案】D 【解析】重力势能的数值与参考平面的选取有关.重力势能的变化量与重力做功对应，而与参考平面的选取无关 . 3 【答案】ABCD 【解析】设物体的初速度为v0，物体的质量为m，由机械能守恒定律得21mv02=mgh+21mv2，所以，物体的动能与高度h 的关系为 Ek=21mv02 mgh， 图象 A 正确。 物体的重力势能与速度v的关系为 Ep=2

10、1mv0221mv2，则 Ep v 图象为开口向下的抛物线第一象限中的部分，图象 B 可能正确 .由于竖直上抛运动过程中机械能守恒，所以，Eh 图象为一平行hEk=21mv2知，Ekv 图象为一开口向上的抛物线第一象限中部分 ，所以， D 图象可能正确 . 4 【答案】B 【解析】设物体下落时离地面高度为h，则物体所具有的机械能为mgh，当物体下落时间为落地时间一半时， 下落高度为h1，则 h1=43h，物体下落时机械能守恒，所以mgh=mgh1+Ek=43mgh+Ek，所以，Ek=4mgh，EkEp=13. 5 【答案】D 【解析】以 m 和 MM 下降 h 后速度为v，由机械能守恒定律得：

11、系统减少的重力势能等于增加的动能，则 Mgh=21mv2+21Mv2 ， M=2m ，得 v=32gh36 【答案】C 【解析】水平力做功使小球的重力势能增加，水平力对小球做多少功，小球的重力势能增加多少.所以，水平力对小球做的功为W=mgL1cos .C 选项正确 . 7 【答案】ACD 【解析】由牛顿第二定律得mgF=ma，物体下落时受到阻力大小为F=mga=51mg，物体所受的合外力大小为54mg， 在物体下落h 的过程中，合外力做的功为54mgh， 所以，物体的动能增加54mgh，A 选项正确 .重力以外的力阻力做功为51mgh，所以，物体的机械能减少51mghmgh，物体的重力势能减

12、少了mgh，选项 D 正确 . 8 【答案】AD 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页6 【解析】物体从 A 点释放后，在从A 点向 B 点运动的过程中，物体的重力势能逐渐减小，动能逐渐增加，弹簧逐渐被拉长，弹性势能逐渐增大，所以，物体减小的重力势能一部分转化为物体的动能，另一部分转化为弹簧的弹性势能.对物体和弹簧构成的系统，机械能守恒，但对物体来说，其机械能减小.选项 A、D 正确 . 9 【答案】D 【解析】在球从高处下落到弹簧压缩到最短的过程中，重力势能、动能、弹性势能相互转化，其总和不变，选项D 正确 . 10

13、 【答案】D 【解析】设物体抛出点的高度为h，初速度为v0，则落地时速度为v=v0cos，平抛过程只有重力做功，物体机械能守恒，得mgh+21mv02=21mv2=21m220cosv，所以mgh=21mv02 tan2. 11 【答案】1:3:5 【解析】平抛运动的竖直分运动为自由落地运动，在第1 s 内、第 2 s 内、第 3 s 内物体的竖直位移之比为h1:h2:h3=1:3:5 ，则在第1 s 内、第 2 s内、第 3 s 内重力做功之比为mgh1:mgh2:mgh3=1:3:5 ，由动能定理得，物体在第1 s内、第 2 s内、第 3 s 内动能增量之比为Ek1: Ek2: Ek3=1

14、:3:5 12 【答案】37【解析】根据机械能守恒定律得mgL1cos53 =21mv2+mgL1 cos ，由于21mv2=mgL1cos ，所以， mgL1cos53 =2mgL1cos ，求得 cos=0.8，=3713 【答案】20 【解析】物体沿斜面上滑的过程中，克服摩擦力做的功等于物体机械能的减少量，即mgcos s=E ，设物体在上滑过程中动能的减少量为Ek，由动能定理得 mgsin+mgcoss= Ek ，即 mgsin+mgcoss=Ek，得cossincos=KEE，即在上滑过程中，物体减少的机械能和减少的动能之比为定值，并且KEE=8032=52，物体到达最高点时动能减少

15、了100 J，减少的机械能为E=52Ek=52 100 J=40 J，由此可知，物体在上滑过程中克服摩擦力做的功为40 J.由于物体下滑时摩擦力大小和位移大小都没变，所以， 下滑过程中克服摩擦力做的功也为40 J.即在全过程中物体损失的机械能为80 J，物体返回底端时动能为20 J. 14 【答案】m；m【解析】Ep=mgh=9.80 0.7776 m=7.620 m J ， vC=TSBD2=3.888 m s ， Ek=221Cmv=7.56 m J. 15 12 分【解析】物体恰能通过圆轨道的最高点，有mg=mRv2 3 分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

16、- - - - - - -第 6 页，共 7 页7 物体下滑过程中机械能守恒，有Ep=Ek，3 分即mg h2R =21mv2 3 分由、解得h=25R. 3 分16 12 分 【解析】设小球在最高点和在最低点时速度分别为v1和 v2，绳对球的拉力分别为F1和 F2，圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得F1+mg=mRv213 分F2mg=mRv223 分由机械能守恒定律得21mv12+mg 2R=21mv223 分由解得F2F1=6mg3 分17 12 分 【解析】1小球从B 到 C 过程中，满足机械能守恒，取C 点为重力势能的参考平面mgR(1+cos600)=弹PcEmv2213 分解得smmEgRvPc/32.06.025 .010323弹3 分2根据胡克定律F弹= kx0.5=2.4N 3 分小球在 C 点时应用牛顿第二定律得竖直向上的方向为正方向F弹+FN-mg=mRvc2 3 分FN= mg - F弹+ mRvc2=5.032= 3 分根据牛顿第三定律得，小球对环的作用力为3.2N，方向竖直向下。3 分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页