高一物理机械能及其守恒定律试题

第五章：机械能守恒定律 第一讲：功和功率考点一：恒力功的分析与计算 1．(单项选择)起重机以1m/s 2的加速度将质量为 1000kg 的货物由静止开始匀加速向上提升，g 取10m/s 2，那么在1s 内起重机对货物做的功是 ( )． 答案 DA ．500JB ．4500JC ．5000JD ．5500J2．〔单项选择〕如下图，三个固定的斜面底边长度相等，斜面倾角分别为 30°、45°、60°，斜面的外表情况 都一样。

完全相同的三物体 (可视为质点)A 、B 、C 分别从三斜面的顶部滑到底部，在此过程中( )选DA ．物体A 克服摩擦力做的功最多B ．物体B 克服摩擦力做的功最多C ．物体C 克服摩擦力做的功最多 ．三物体克服摩擦力做的功一样多3、〔多项选择〕在水平面上运动的物体，从t ＝0时刻起受到一个水平力 F 的作用，力F 和此后物体的速度v 随时间t 的变化图象如下图，那么( )．答案ADA ．在t ＝0时刻之前物体所受的合外力一定做负功B ．从t ＝0时刻开始的前 3s 内，力F 做的功为零C ．除力F 外，其他外力在第1s 内做正功D ．力F 在第3s 内做的功是第 2s 内做功的3倍4．(单项选择)质量分别为 2m 和m 的A 、B 两种物体分别在水平恒力 1 2 1 、 F 和F 的作用下沿水平面运动，撤去 F 2 v －t 图象如下图，那么以下说法正确的选项是( )．答案 C F 后受摩擦力的作用减速到停止，其 A ．F1、F2大小相等1 2 对A 、B 做功之比为2∶1B ．F 、FC ．A 、B 受到的摩擦力大小相等D ．全过程中摩擦力对 A 、B 做功之比为1∶25．(单项选择)一物体静止在粗糙水平地面上．现用一大小为 1 F 的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v.假设将水平拉力的大小改为 F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为 2v.对于上述两个过程， 用WF1、WF2分别表示拉力 F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，那么 ( ) A ．WF2>4WF1，B ．WF2>4WF1，Wf2＝2Wf1Wf2>2Wf1F2F1f2＝2Wf1F2F1f2<2Wf1答案CC．W<4W，W D．W<4W，W 6．如所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量是100kg的料车沿30°的斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L是4m，假设不计滑轮的质量和各处的摩擦力，g取10N/kg，求这一过程中：(1)人拉绳子的力做的功；(2)物体的重力做的功；(3)物体受到的各力对物体做的总功。

一、第八章 机械能守恒定律易错题培优（难）1．如图所示，竖直墙上固定有光滑的小滑轮D ，质量相等的物体A 和B 用轻弹簧连接，物体B 放在地面上，用一根不可伸长的轻绳一端与物体A 连接，另一端跨过定滑轮与小环C 连接，小环C 穿过竖直固定的光滑均匀细杆，小环C 位于位置R 时，绳与细杆的夹角为θ，此时物体B 与地面刚好无压力。

图中SD 水平，位置R 和Q 关于S 对称。

现让小环从R 处由静止释放，环下落过程中绳始终处于拉直状态，且环到达Q 时速度最大。

下列关于小环C 下落过程中的描述正确的是（ ）A ．小环C 、物体A 和轻弹簧组成的系统机械能不守恒B ．小环C 下落到位置S 时，小环C 的机械能一定最大C ．小环C 从位置R 运动到位置Q 的过程中，弹簧的弹性势能一定先减小后增大D ．小环C 到达Q 点时，物体A 与小环C 的动能之比为cos 2θ【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A ．在小环下滑过程中，只有重力势能与动能、弹性势能相互转换，所以小环C 、物体A 和轻弹簧组成的系统机械能守恒，选项A 错误；B ．小环C 下落到位置S 过程中，绳的拉力一直对小环做正功，所以小环的机械能一直在增大，往下绳的拉力对小环做负功，机械能减小，所以在S 时，小环的机械能最大，选项B 正确；C ．小环在R 、Q 处时弹簧均为拉伸状态，且弹力大小等于B 的重力，当环运动到S 处，物体A 的位置最低，但弹簧是否处于拉伸状态，不能确定，因此弹簧的弹性势能不一定先减小后增大，选项C 错误；D ．在Q 位置，环受重力、支持力和拉力，此时速度最大，说明所受合力为零，则有cos C T m g θ=对A 、B 整体，根据平衡条件有2A T m g =故2cos C A m m θ=在Q点将小环v速度分解可知cosAv vθ=根据动能212kE mv=可知，物体A与小环C的动能之比为221cos2122AAAkkQCm vEE m vθ==选项D正确。

一、第八章 机械能守恒定律易错题培优（难）1．如图所示，两质量都为m 的滑块a ，b （为质点）通过铰链用长度为L 的刚性轻杆相连接，a 套在竖直杆A 上，b 套在水平杆B 上两根足够长的细杆A 、B 两杆分离不接触，且两杆间的距离忽略不计。

将滑块a 从图示位置由静止释放（轻杆与B 杆夹角为30°），不计一切摩擦，已知重力加速度为g 。

在此后的运动过程中，下列说法中正确的是（ ）A ．滑块a 和滑块b 所组成的系统机械能守恒B ．滑块b 的速度为零时，滑块a 的加速度大小一定等于gC ．滑块b 3gLD ．滑块a 2gL【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A ．由于整个运动过程中没有摩擦阻力，因此机械能守恒，A 正确；B ．初始位置时，滑块b 的速度为零时，而轻杆对滑块a 有斜向上的推力，因此滑块a 的加速度小于g ，B 错误；C ．当滑块a 下降到最低点时，滑块a 的速度为零，滑块b 的速度最大，根据机械能守恒定律o 21(1sin 30)2b mgL mv +=解得3b v gL =C 正确；D ．滑块a 最大速度的位置一定在两杆交叉点之下，设该位置杆与水平方向夹角为θ 根据机械能守恒定律o 2211(sin 30sin )22a b mgL mv mv θ+=+ 而两个物体沿杆方向速度相等cos sin b a v v θθ=两式联立，利用三角函数整理得212(sin )cos 2a v gL θθ=+利用特殊值，将o =30θ 代入上式可得.521a v gL gL =>因此最大值不是2gL ，D 错误。

故选AC 。

2．如图甲所示，质量为4kg 的物块A 以初速度v 0=6m/s 从左端滑上静止在粗糙水平地面上的木板B 。

已知物块A 与木板B 之间的动摩擦因数为μ1，木板B 与地面之间的动摩擦因数为μ2，A 、B 运动过程的v -t 图像如图乙所示，A 始终未滑离B 。

高一物理机械能守恒解析及典型例题(1)只有重力做功时机械能守恒．设一个质量为m 的物体自然下落，经过高度为1h 的A 点(初位置)时速度为1v ，下落到高度为2h 的B 点(末位置)时速度为2v (图8-42)，由动能定理得：21222121mv mv W G -=.又由重力做功与重力势能的关系得：21mgh mgh W G -= 则2121222121mgh mgh mv mv -=-或2221212121mgh mv mgh mv +=+ 这表明，在自由落体中，物体的动能与重力势能之和保持不变,则机械能守恒．事实上，上面推导过程中涉及重力做功与动能变化、势能变化的关系，与物体的运动轨迹形状无关，因而物体只受重力作曲线运动(如平抛运动、斜抛运动等)时，机械能也一定守恒．(2)只有弹力作用时机械能守恒．如图8-43所示，一个质量为m 的小球被处于压缩状态的弹簧弹开，速度由1v 增大到2v ，由动能定理得：1221222121k k N E E mv mv W -=-= 由弹力做功与弹性势能的关系得：21p p N E E W -= 则2112p p k k E E E E -=-即2211p k p k E E E E +=+，物体的动能与弹性势能之和保持不变，机械能守恒．(3)既有重力做功，又有弹力做功，并且只有这两个力做功时，机械能也守恒．如图8—44所示，一根轻弹簧一端固定在天花板上，另一端固定一质量为m 的小球，小球在竖直平面内从高处荡下，在速度由1v 增大到2v 的过程中，由动能定理得21222121mv mv W W N G -=+ 又由重力做功与重力势能的关系得21p p G E E W -= 由弹力做功与弹性势能的关系得''21p p N E E W -= 则212221212121mv mv 'E 'E E E p p p p -=-+- 即2222211121'21'mv E E mv E E p p p p ++=++，物体的动能、重力势能和弹性势能之和保持不变，机械能守恒．(4)有除重力和弹力之外的力做功，将使机械能增大或减小，机械能不守恒．例如，升降机匀速提升重物时，重物的动能不变，势能在增大，总的机械能不守恒，原因是除重力做功外，升降机也对重物做功，且做正功，通过做功将电能转化为重物的机械能．又例如，在水平面上运动的汽车刹车后，逐渐减速并停止，汽车的重力势能不变，动能在减小，总的机械能在减少，原因是汽车受到摩擦力做功，且做负功，通过做功将机械能转化为内能．(5)有除重力和弹力之外的力做功，但力所做功的代数和为零，则机械能守恒.例如，汽车在水平面上匀速行驶时，虽然受牵引力与摩擦力的作用，但其动能和势能均不变，机械能守恒．原因是牵引力与摩擦力做功的代数和为零例2 一轻绳通过无摩擦的定滑轮与在倾角为30°的光滑斜面上的物体m 1连接，另一端和套在竖直光滑杆上的物体m 2连接.已知定滑轮到杆的距离为3m ，物体m 2由静止从AB 连线为水平的位置开始下滑1m 时，m 1、m 2恰受力平衡如图所示.试求：(1)m 2在下滑过程中的最大速度.(2)m 2沿竖直杆能够向下滑动的最大距离一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物体做的功等于( )A ．物块动能的增加量B ．物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之和C ．物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和D ．物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和4．一个质量为0.3 kg 的弹性小球，在光滑水平面上以6 m/s 的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同．则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv 和碰撞过程中墙对小球做功的大小W 为( )A ．Δv ＝0B ．Δv ＝12 m/sC ．W ＝0D ．W ＝10.8 J5．将一物体由地面竖直上抛，如果不计空气阻力，物体能够达到的最大高度为H ，当物体在上升过程中的某一位置时，它的动能是重力势能的2倍，则这一位置的高度为( )A ．32H B ．2H C ．3H D ．4H6 、(2010·成都市摸底测试)如图5－3－19所示为某同学设计的节能运输系统．斜面轨道的倾角为37°，木箱与轨道之间的动摩擦因数μ＝0.25.设计要求：木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量m ＝2 kg 的货物装入木箱，木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动装货装置立刻将货物御下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，接着再重复上述过程．若g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：(1)离开弹簧后，木箱沿轨道上滑的过程中的加速度大小；(2)满足设计要求的木箱质量．1．如图8—51所示，小球自a 点由静止自由下落，到b 点时与弹簧接触，到c 点时弹簧被压缩至最短，若不计弹簧的质量和空气阻力，小球由a →b →c 的运动过程中A ．小球的动能逐渐减小B ．小球的重力势能逐渐减小C ．小球的机械能守恒D ．小球的加速度逐渐减小2．两个质量相同的小球A 、B ，分别用细线悬挂在等高的 、 1O 、2O 点，A 球的悬线比B球的长，如图8—52所示，把两球均拉到与悬线水平后由静止释放，以悬点所在平面为参考平面，到两球经最低点时的A. A球的速度等于B球的速度B．A球的动能等于B球的动能C．A球的机械能等于B球的机械能D．A球对绳的拉力等于B球对绳的拉力1.下列叙述中正确的是( )A.合外力对物体做功为零的过程中，物体的机械能一定守恒B.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒C.做匀变速运动的物体机械能可能守恒D.当只有重力对物体做功时，物体的机械能守恒2.从地面竖直上抛两个质量不同而动能相同的物体(不计空气阻力)，当上升到同一高度时，它们( )A.所具有的重力势能相等B.所具有的动能相等C.所具有的机械能相等D.所具有的机械能不等3.如下图所示，在粗糙斜面顶端固定一弹簧，其下端挂一物体，物体在A点处于平衡状态.现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接拉到B点，第二次将物体先拉到C点，再回到B点.则这两次过程中( )A.重力势能改变量相等B.弹簧的弹性势能改变量相等C.摩擦力对物体做的功相等D.弹簧弹力对物体做功相等5.物体由静止出发从光滑斜面顶端自由滑下，当所用时间是下滑到底端所用时间的一半时，物体的动能与势能(以斜面底端为零势能参考平面)之比为( )A.1∶4B.1∶3C.1∶2D.1∶210.如下图所示，ABC是一段竖直平面内的光滑的1/4圆弧形轨道，圆弧半径为R，O为圆心，OA水平，CD是一段水平光滑轨道.一根长2R、粗细均匀的细棒，开始时正好搁在轨道两个端点上.现由静止释放细棒，则此棒最后在水平轨道上滑行的速度为 .11.如下图所示，在细线下吊一个小球，线的上端固定在O点，将小球拉开使线与竖直方向有一个夹角后放开，则小球将往复运动，若在悬点O的正下方A点钉一个光滑小钉，球在从右向左运动中，线被小钉挡住，若一切摩擦阻力均不计，则小球到左侧上升的最大高度是( )A.在水平线的上方B.在水平线上C.在水平线的下方D.无法确定12.如下图所示，OA、OB、BC均为光滑面，OA=OB+BC,角α＞β，物体从静止由O点放开，沿斜面到A点所需时间为t1，物体从静止由O点放开沿OBC面滑到C点时间为t2，A、C 在同一水平面上，则关于t1与t2的大小的下述说法中正确的是( )A.t1=t2B.t1＞t2C.t1＜t2D.条件不足，无法判定13.如下图所示，有许多根交于A点的光滑硬杆具有不同的倾角和方向.每根光滑硬杆上都套有一个小环，它们的质量不相等.设在t=0时，各小环都由A点从静止开始分别沿这些光滑硬杆下滑，那么这些小环下滑速率相同的各点联结起来是一个( )A.球面B.抛物面C.水平面D.不规则曲面16.如下图所示，分别用质量不计不能伸长的细线与弹簧分别吊质量相同的小球A、B，将二球拉开使细线与弹簧都在水平方向上，且高度相同，而后由静止放开A、B二球，二球在运动中空气阻力不计，到最低点时二球在同一水平面上，关于二球在最低点时速度的大小是( )A.A球的速度大B.B球的速度大C.A、B球的速度大小相等D.无法判定19.如下图所示，一轻质杆上有两个质量相等的小球A、B，轻杆可绕O点在竖直平面内自由转动.OA=AB=l，先将杆拉至水平面后由静止释放，则当轻杆转到竖直方向时，B球的速度大小为 .3．22.如上图所示，质量相等的重物A 、B 用绕过轻小的定滑轮的细线连在一起处于静止状态.现将质量与A 、B 相同的物体C 挂在水平段绳的中点P ，挂好后立即放手.设滑轮间距离为2a ，绳足够长,求物体下落的最大位移.1.一物体从高处同一点沿不同倾角的光滑斜面滑到同一水平面，则( )A.在下滑过程中，重力对物体做的功相同B.在下滑过程中，重力对物体做功的平均功率相同C.在物体滑到水平面的瞬间，重力对物体做功的瞬时功率相同D.在物体滑到水平面的瞬间，物体的动能相同3.质量为m 的汽车以恒定功率P 在平直公路上行驶，汽车匀速行驶的速率为υ1，若汽车所受阻力不变，则汽车的速度为υ2(υ2＜υ1＝时，汽车的加速度大小是( ) A.2m v P B. 1m vP C. 2121)(v m v v v P - D. )()(22121v v m v v P +- 6.如下图所示，木块A 放在木块B 上左端，用恒力F 将A 拉至B 的右端，第一次将B 固定在地面上，F 做功为W 1，生热为Q 1；第二次让B 可以在光滑地面上自由滑动，这次F 做的功为W 2，生热为Q 2，则应有( )A.W 1＜W 2,Q 1=Q 2B.W 1=W 2,Q 1=Q 2C.W 1＜W 2,Q 1＜Q 2D.W 1=W 2,Q 1＜Q 29.如下图所示，小球做平抛运动的初动能为6J ，不计一切阻力，它落到斜面P 点时的动能为( )A.10JB.12JC.14JD.8J8.有一槽状的光滑直轨道，与水平桌面成某一倾角固定.一可视为质点的滑块，从轨道顶端A 点由静止开始下滑，经中点C 滑至底端B 点.设前半程重力对滑块做功的平均功率为P 1，后半程重力对滑块做功的平均功率为P 2，则P 1∶P 2等于( ) A.1∶1 B.1∶2 C.1∶2 D.1∶(2+1)。

第八章机械能守恒定律一、选择题1．以下关于功的判断，正确的是()。

A．大小相等的力，在相同的时间内对物体所做的功一定相等；B．大小相等的力，在相同的位移上对物体所做的功一定相等；C．大小相等、方向相同的力，在相同的位移上对物体所做的功一定相等；D．相同的力作用在不同的物体上，物体发生相同的位移，力对物体所做的功不相等。

2．关于力对物体做功，以下说法正确的是()。

A．滑动摩擦力一定对物体做负功；B．静摩擦力对物体一定不做功；C．作用力与反作用力做的功一定大小相等，一正一负；D．滑动摩擦力对物体做功的过程，一定有机械能与内能的转化。

3．大小不变的力F按如图所示的四种方式作用在物体上，使物体前进了l，其中力F做功最少的是()。

A．；B．；C．；D．。

4．石块以某一初速度在水平冰面上滑行一段距离后停下，以下说法正确的是()。

A．前冲力对石块做正功，摩擦力对石块做负功；B．重力对石块做正功，支持力对石块做负功；C．重力对石块做负功，支持力对石块做正功；D．摩擦力对石块做负功，重力、支持力都不做功。

5．汽车在平直公路上行驶，它受到的阻力大小不变，若发动机的功率保持恒定，汽车在加速行驶的过程中，它的牵引力F和加速度a的变化情况是()。

A．F逐渐减小，a也逐渐减小；B．F逐渐增大，a逐渐减小；C．F逐渐减小，a逐渐增大；D．F逐渐增大，a也逐渐增大。

6．(多选)把一个物体从地面竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h，若物体的质量为m，所受的空气阻力大小恒为f，则物体从被抛出到落回地面的全过程中()。

A．重力所做的功为0；B．重力所做的功为2mgh；C．物体克服阻力做的功为0；D．物体克服阻力做的功为2fh。

7．做匀加速直线运动的物体，速度从0增大到，动能增加了E k1，速度从增大到2，动能增加了E k2，则()。

A ．E k1∶E k2＝1∶1；B．E k1∶E k2＝1∶2；C．E k1∶E k2＝1∶3；D．E k1∶E k2＝1∶4。

高一物理必修1《机械能及其守恒定律》测试题（本试卷题目中未加说明时， 重力加速度g = 10m/s 2）一、选择题（单选题，每小题 4分，共48分）1.如图所示的四种情景中，其中力对物体没有做功的是（）A.火箭腾空而起的推力 B .叉车举起重物的举力 C.人推石头未动时的推力D.马拉木头前进的拉力2. 关于功率以下说法中正确的是：（）A. 据P=W/t 可知，机器做功越多，其功率就越大B. 据P=Fv 可知，汽车牵引力一定与速度成反比C. 据P=W/t 可知，只要知道时间t 内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器 做功的功率D. 根据P=Fv 可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。

3. 汽车上坡时，司机必须换档，其目的是（）A.减小速度，得到较小的牵引力B .增大速度，C .减小速度，得到较大的牵引力D .增大速度，4. 如图所示，桌面高为 h ，质量为m 的小球从离桌面高 H 处自 由落下，不计空气阻力，假设离桌面高H 处重力势能为零，则 小球落地前瞬间的重力势能为（ ）A. -mghB. mgHC. mg （H-h ）D. -mg （H+h ） 5. 下列与弹簧具有的弹性势能无关的因素（）A .弹簧的质量B .弹簧的伸长量C .弹簧的压缩量D .弹簧的劲度系数得到较小的牵引力得到较大的牵引力6. 两个物体的质量之比为1 : 4,速度大小之比为4: 1，则这两个物体的动能之比是（）A. 1 : 4B. 4 : 1C. 2: 1D. 1 : 17. 在光滑水平面上.质量为2kg的物体以2m/s的速度向东运动，当对它施加一向西的力使它停下来，则该外力对物体做的功是（A. 16J B . 8J. C . 4J D . 08. 在下列情况中，系统的机械能不守恒的是（不计空气阻力）（）A. 推出的铅球在空中运动的过程中B. 滑雪运动员在弯曲的山坡上自由下滑（不计摩擦）C. 集装箱被起重机匀速吊起D. 不小心从阳台跌落的花盆9. 一小孩从公园中的滑梯上加速滑下，对于其机械能变化情况，下列说法中正确的是（）A. 重力势能减小，动能不变，机械能减小.B. 重力势能减小，动能增加，机械能减小.C. 重力势能减小，动能增加，机械能增加.D. 重力势能减小，动能增加，机械能不变,10. 一个人站在阳台上，以相同的速率v分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速率（）A.上抛球最大B. 下抛球最大C. 平抛球最大D.三球一样大11.如图，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短,若不计弹簧质量和空气阻力, 在小球由a T c的运动过程中，说法正确的是（A. 小球、弹簧和地球构成的系统总机械能守恒B. 小球的重力势能随时间先减少后增加C. 小球在b点时动能最大D. 到c点时小球动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量12. 《验证机械能守恒定律》的实验中，对自由下落的重物，下述选择的条件哪种更为有利？（）A. 只要有足够重就可以B. 只要体积足够小就可以C•既要足够重，又要体积非常小D. 应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲二、填空题（每空格2分，共20分）13. 在2004年雅典奥运会上，我国运动员刘春红以抓举112.5kg、挺举153kg、总成绩275.5kg夺得女子69公斤级举重冠军。

1.下列运动过程中,机械能守恒的是()A.热气球缓缓升空B.树叶从枝头飘落C.掷出的铅球在空中运动D.跳水运动员在水中下沉2. 下列关于机械能是否守恒的说法中正确的是（）A. 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B. 做匀加速直线运动的物体的机械能不可能守恒C. 运动物体只要不受摩擦阻力作用，其机械能一定守恒D. 物体只发生动能和势能的相互转化，物体的机械能一定守恒3．在下列几种运动中，遵守机械能守恒定律的有( )A．雨点匀速下落 B．自由落体运动C．汽车刹车时的运动 D．物体沿斜面匀速下滑4．关于机械能守恒，下列说法正确的是( )A．做自由落体运动的物体，机械能一定守恒 B．人乘电梯加速上升的过程，机械能守恒C．物体必须在只受重力作用的情况下，机械能才守恒 D．合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒5.下列运动过程中机械能一定不守恒的是( )A．平抛运动 B．匀速圆周运动 C．滑块沿斜面匀速下滑 D．滑块在光滑水平面上压缩弹簧6．以下说法正确的是( )A．机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用 B．物体处于平衡状态时，机械能一定守恒C．物体所受合外力不为零时，其机械能可能守恒 D．物体机械能的变化等于合外力对物体做的功7.物体在平衡力作用下运动的过程中，下列说法正确的是( )A.机械能一定不变B.物体的动能保持不变，而势能一定变化C.若物体的势能变化，则机械能一定变化D.若物体的势能变化，则机械能不一定有变化8. 如图所示，在距地面h高处以初速度v0沿水平方向抛出一个物体，不计空气阻力，物体在下落过程中，下列说法中正确的是 ( )A. 物体在c点比在a点具有的机械能大B. 物体在b点比在c点具有的动能大C. 物体在a、b、c三点具有的动能一样大D. 物体在a、b、c三点具有的机械能相等9．下列物体中，机械能守恒的是( )A．匀速下坡的自行车 B．被匀速吊起的集装箱C．光滑曲面上自由运动的物体 D．物体以45g的加速度竖直向上做匀减速运动10.如图所示,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,下列关于能量的叙述正确的应是()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总保持不变D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变11.一物体从H高处自由下落,当其动能等于重力势能时(以地面为零势能面),物体的速度为()A. B. C.2 D.12.以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑,如图所示,三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3,不计空气阻力,则()A.h1=h2>h3B.h1=h2<h3C.h1=h3<h2D.h1=h3>h213.如图所示的四个图中,木块均在固定的斜面上运动,其中图A、B、C中的斜面是光滑的,图D中的斜面是粗糙的,图A、B中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图A、B、D中的木块向下运动,图C中的木块向上运动,在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是()14.如图所示是一种名为“牙签弩”的玩具弓弩，现竖直向上发射木质牙签，O点为皮筋自然长度位置，A为发射的起点位置．若不计一切阻力，重力加速度为g，则( )A．A到O的过程中，牙签一直处于超重状态B．A到O的过程中，牙签的机械能守恒C．在上升过程中，弓和皮筋的弹性势能转化为牙签的动能D．根据牙签向上飞行的高度可测算出牙签被射出时的速度15. 如图所示，桌面高度为h，质量为m的小球，从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为（）A. mghB. mgHC. mg（H+h）D. mg（H-h）16. 一个人站在阳台上，以相同的速率v0，分别把三个球竖直向上抛出，竖直向下抛出，水平抛出，不计空气阻力，则三个球落地时的速率（）A. 上抛球最大B. 下抛球最大C. 平抛球最大D. 三个球的一样大17.在大型游乐场里,小明乘坐如图所示匀速转动的“摩天轮”,正在向最高点运动,对此过程中小明的机械能,下列说法中正确的是()A.小明的重力势能保持不变B.小明的动能保持不变C.小明的机械能保持不变D.小明的机械能减少18．如图(甲)所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图(乙)所示，则 ( )A．t1时刻小球动能最大B．t2时刻小球动能最大C．t2～t3这段时间内，小球的动能先增加后减少D．t2～t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能19．如图所示，一均质杆长为2r，从图示位置由静止开始沿光滑面ABD滑动，AB是半径为r的14圆弧，BD为水平面．则当杆滑到BD位置时的速度大小为( )A.gr2B.grC.2gr D．2gr20．某同学身高1.8 m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8 m高度的横杆．据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(g = 10 m/s2) （）A．2 m/s B．4 m/s C．6 m/s D．8 m/s21.如图所示，将质量为m的石块从离地面h高处以初速度v0斜向上抛出．以地面为参考平面，不计空气阻力，当石块落地时( )A．动能为mgh B．动能为12mv2 C．重力势能为mgh D．机械能为12mv2＋mgh22.如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中( )A．圆环的机械能守恒 B．弹簧弹性势能变化了3mgLC．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零 D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和始终保持不变23.如图所示，用长为L的细线，一端系于悬点A，另一端拴住一质量为m的小球，先将小球拉至水平位置并使细线绷直，在悬点A的正下方O点钉有一小钉子，今将小球由静止释放，要使小球能在竖直平面内做完整圆周运动，OA的最小距离是(空气阻力不计)( )A.L 2B.L3 C.23L D.35L 24．如图所示，光滑的曲面与光滑的水平面平滑相连，一轻弹簧右端固定，质量为m 的小球从高度h 处由静止下滑，则( )A 2ghB ．小球与弹簧接触的过程中，小球机械能守恒C ．小球压缩弹簧至最短时，弹簧的弹性势能为12mghD ．小球在压缩弹簧的过程中，小球的加速度保持不变25．一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上，其正上方A 位置有一只小球．小球从静止开始下落，在B 位置接触弹簧的上端，在C 位置小球所受弹力大小等于重力，在D 位置小球速度减小到零．小球下落阶段下列说法中正确的是( )A ．在B 位置小球动能最大B ．从A →D 位置的过程中小球机械能守恒C ．从A →D 位置小球重力势能的减少大于弹簧弹性势能的增加 D ．从A →C 位置小球重力势能的减少大于弹簧弹性势能的增加26．如图所示，轻绳连接A 、B 两物体，A 物体悬在空中距地面H 高处，B 物体放在水平面上．若A 物体质量是B 物体质量的2倍，不计一切摩擦．由静止释放A 物体，以地面为零势能参考面．当A 的动能与其重力势能相等时，A 距地面的高度是( ) A ．15H B ．25H C ．35H D ．45H 27. 如图所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑的滑轮，绳两端各系一小球a 和b .a 球质量为m ，静置于地面；b 球质量为3m ，用手托住，高度为h ，此时轻绳刚好拉紧。

一、单项选择题（每题只有一个选项是正确的，每题4分，共24分） 1． 物体在下列运动过程中，机械能守恒的是： A ．直升飞机载物匀速上升 B ．起重机匀速下放物体C ．物体沿光滑斜面加速下滑D ．电梯载物匀加速上升2．在同一高度将质量相等的三个小球以大小相同的速度分别竖直上抛，竖直下抛，水平抛出，不计空气阻力。

从抛出到落地过程中，三球： A ．运动时间相同 B ．落地时的速度相同C ．落地时重力的功率相同D ．落地时的动能相同3. 关于功率的概念，下面的说法中正确的是 A 功率是描述力对物体做功多少的物理量 B 由P ＝W/t ，可知，W 越大，功率越大C 由P ＝FV 可知，力越大，速度越大，则功率越大D 某个力对物体做功越快，它的功率就一定大4．甲、乙二物体在同一地点分别从4h 与h 的高处开始作自由落体运动，若甲的质量是乙的4倍，则下述说法中正确的是A ．甲、乙二物体落地时速度相等B ．落地时甲的速度是乙的2倍C ．甲、乙二物体同时落地D ．甲在空中运动时间是乙的4倍5．在距地面h 高处，以初速度v 0沿水平方向抛出一个物体，若忽略空气阻力，它运动的轨迹如图4-37所示，那么 A ．物体在c 点比在a 点的机械能大 B ．物体在a 点比在c 点的动能大C ．物体在a 、b 、c 三点的机械能相等D ．物体在a 、b 、c 三点的动能相等6、一物体由H 高处自由落下，当物体的动能等于势能时，物体运动的时间为 (A)g H 2 (B)g H (C)g 2H (D)Hg二、多项选择题（每题有两个或两个以上选项正确，每小题6分，共24分）7．甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力F 分别拉两个物体在水平面上从静止开始移动相同的距离s 。

如图4-37所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，则力F 对甲、乙做功，和甲、乙两物体获得的动能，下面说法中正确的是图4-37A 力F 对甲、乙两个物体做的功一样多B 力对甲做功多C 甲、乙两个物体获得的动能相同D 甲物体获得的动能比乙大 8、关于重力做功，下面说法中正确的是A 重力做负功，可以说物体克服重力做功B 重力做正功，物体的重力势能一定减少C 重力做负功，物体的重力势能一定增加D 重力做正功，物体的重力势能一定增加9、某人在离地h 高的平台上抛出一个质量为m 的小球，小球落地前瞬间的速度大小为V ，不计空气阻力和人的高度，则A ．人对小球做功221mV B ．人对小球做功mgh mV -221C ．小球落地的机械能为mgh mV +221 D ．小球落地的机械能为221mV10、从地面竖直向上抛出一小球，不计空气阻力，则小球两次经过离地h 高的某点时，小球具有相同的：A ．速度；B 加速度；C ．动能；D ．机械能三、填空与实验题（每小题6分，共18分）11、质量是5kg 的物体，从足够高处自由落下，经过2s 重力对物体做功的平均功率是＿＿＿＿W ，瞬时功率是＿＿＿＿W ．(g 取10m /s 2)12．如图4-38所示，质量为2kg 的物体从高度为h ＝0.8m 的光滑斜面顶端A 处开始下滑。

高一物理机械能及其守恒条件试题1.地面上方某一高度有一小球，其重力势能为10J，现让它由静止开始下落，若不计空气阻力，则它在着地前瞬间的动能为（）A．10 J B．30 J C．5J D．20J【答案】C【解析】小球做自由落体运动，机械能守恒，重力势能的减小量等于动能的增加量，重力势能减小10J，故动能增加10J，故A正确。

【考点】考查了机械能守恒2.下列运动过程中，机械能一定守恒的是：A．做自由落体运动的小球B．在竖直平面内做匀速圆周运动的物体C．在粗糙斜面上匀加速下滑的物块D．匀速下落的跳伞运动员【答案】A【解析】判断机械能是否守恒有两种方法，一是根据条件判断；二是直接判断动能和势能的总和是否保持不变．做自由落体运动的小球，只有重力做功，A正确；做竖直面上的匀速圆周运动的物体，在运动中重力势能改变，而动能不变，机械能不守恒，故B错误．沿粗糙斜面加速滑下的物块，由于摩擦力做功，所以机械能一定不守恒，C错误；跳伞员带着张开的降落伞匀速下降，动能不变，重力势能减小，所以机械能减小，故D错误。

【考点】考查了机械能守恒定律3.如图所示的装置中，木块通过一细线系在O点，子弹沿水平方向射入木块（子弹射入木块过程时间极短，可认为细线不发生摆动）后留在木块内，接着细线摆过一角度θ。

若不考虑空气阻力，对子弹和木块组成的系统，下列说法正确的是A．在子弹射入木块的过程中机械能守恒B．在子弹射入木块后，细线摆动的过程机械能守恒C．从子弹开始射入木块到细线摆过θ角的整个过程机械能守恒D．无论是子弹射入木块过程，还是子弹射入木块后细线摆动的过程机械能都不守恒【答案】B【解析】在子弹射入木块的过程中由于有热能产生，所以机械能不守恒，选项AC错误；在子弹射入木块后，细线摆动的过程只有重力做功，所以机械能守恒，选项B正确，选项D错误；【考点】机械能守恒的条件。

4.如图所示，m1与m2通过轻质绳连接，m1<m2．滑轮光滑且质量不计，在m2下降一段距离(不计空气阻力)的过程中，下列说法正确的是A．m1的机械能守恒B．m2的机械能减小C．m1和m2的总机械能减少D．m1和m2组成的系统机械能守恒【答案】BD【解析】在m2下降一段距离的过程中,绳子的拉力对m2做负功，对m1做正功，所以m2的机械能减小，.m1的机械能增加；对.m1和m2组成的系统，只有重力做功，所以机械能守恒。

一、选择题1．有一质量m=2kg 的带电小球沿光滑绝缘的水平面只在电场力的作用下，以初速度v 0＝2m/s 在x 0＝7m 处开始向x 轴负方向运动。

电势能E P 随位置x 的变化关系如图所示，则小球的运动范围和最大速度分别为（ ）A. 运动范围x≥0B. 运动范围x≥1mC. 最大速度v m ＝2m/sD. 最大速度v m ＝3m/s 【答案】BC 【解析】试题分析：根据动能定理可得W 电＝0−12mv 02＝−4J ，故电势能增大4J ，因在开始时电势能为零，故电势能最大增大4J ，故运动范围在x≥1m ，故A 错误，B 正确；由图可知，电势能最大减小4J ，故动能最大增大4J ，根据动能定理可得W ＝12mv 2−12mv 02；解得v＝2√2m/s ，故C 正确，D 错误；故选：BC 考点：动能定理；电势能.2．如图所示，竖直平面内光滑圆弧轨道半径为R ，等边三角形ABC 的边长为L ，顶点C 恰好位于圆周最低点，CD 是AB 边的中垂线．在A 、B 两顶点上放置一对等量异种电荷．现把质量为m 带电荷量为+Q 的小球由圆弧的最高点M 处静止释放，到最低点C 时速度为v 0．不计+Q 对原电场的影响，取无穷远处为零电势，静电力常量为k ，则（ ）A. 小球在圆弧轨道上运动过程机械能守恒B. C 点电势比D 点电势高C. M 点电势为（mv 02﹣2mgR ）D. 小球对轨道最低点C 处的压力大小为mg+m +2k【答案】C 【解析】试题分析：此题属于电场力与重力场的复合场，根据机械能守恒和功能关系即可进行判断．解：A、小球在圆弧轨道上运动重力做功，电场力也做功，不满足机械能守恒适用条件，故A错误；B、CD处于AB两电荷的等势能面上，且两点的电势都为零，故B错误；C、M点的电势等于==，故C正确；D、小球对轨道最低点C处时，电场力为k，故对轨道的压力为mg+m+k，故D错误；故选：C【点评】此题的难度在于计算小球到最低点时的电场力的大小，难度不大．3．如图，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45°角，上极板带正电。

机械能守恒定律计算题（基础练习）班别：姓名：1．如图5-1-8所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F开始提升原来静止的质量为m＝10kg的物体，以大小为a＝2m／s2的加速度匀加速上升，求头3s内力F做的功.(取g＝10m／s2)图5-1-82.汽车质量5t，额定功率为60kW，当汽车在水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍，：求：（1）汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？（2）若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？图5-3-13.质量是2kg 的物体，受到24N 竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过5s ；求：①5s 内拉力的平均功率②5s 末拉力的瞬时功率（g 取10m/s 2）4.一个物体从斜面上高h 处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，测得停止处对开始运动处的水平距离为S ，如图5-3-1，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同．求动摩擦因数μ．Fmg图5-2-5h 1h 2图5-4-45.如图5-3-2所示，AB 为1/4圆弧轨道，半径为R =0.8m ，BC 是水平轨道，长S =3m ，BC 处的摩擦系数为μ=1/15，今有质量m =1kg 的物体，自A 点从静止起下滑到C 点刚好停止.求物体在轨道AB 段所受的阻力对物体做的功.6. 如图5-4-4所示，两个底面积都是S 的圆桶， 用一根带阀门的很细的管子相连接，放在水平地面上，两桶内装有密度为ρ的同种液体，阀门关闭时两桶液面的高度分别为h 1和h 2，现将连接两桶的阀门打开，在两桶液面变为相同高度的过程中重力做了多少功？图5-3-27.如图5-4-2使一小球沿半径为R的圆形轨道从最低点B上升，那么需给它最小速度为多大时，才能使它达到轨道的最高点A？8.如图5-4-8所示，光滑的水平轨道与光滑半圆弧轨道相切.圆轨道半径R=0.4m，一小球停放在光滑水平轨道上，现给小球一个v0=5m/s的初速度，求：小球从C点抛出时的速度（g取10m/s2）.图5-4-2R V0图5-4-89.如图5-5-1所示，光滑的倾斜轨道与半径为R的圆形轨道相连接，质量为m的小球在倾斜轨道上由静止释放，要使小球恰能通过圆形轨道的图5-5-1 最高点，小球释放点离圆形轨道最低点多高？通过轨道点最低点时球对轨道压力多大？10.如图5-5-2长l=80cm的细绳上端固定，下端系一个质量m＝100g的小球.将小球拉起至细绳与竖立方向成60°角的位置，然后无初速释放.不计各处阻力，求小球通过最低点时，细绳对小球拉力多大？取g=10m/s2.图5-5-1111.质量为m 的小球，沿光滑环形轨道由静止滑下（如图5-5-11所示），滑下时的高度足够大.则小球在最低点时对环的压力跟小球在最高点时对环的压力之差是小球重力的多少倍？12．“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法.（1）用公式mv 2/2=mgh 时，对纸带上起点的要求是 ，为此目的，所选择的纸带一、二两点间距应接近 .（2）若实验中所用的重锤质量M = 1kg ，打点纸带如图5-8-8所示，打点时间间隔为0.02s ，则记录B 点时，重锤的速度v B = ，重锤动能E KB = .从开始下落起至B 点，重锤的重力势能减少量是 ，因此可得结论是. （3）根据纸带算出相关各点速度V ，量出下落距离h ，则以2v 2为纵轴，以h 为横轴画出的图线应是图5-8-9中的 .2AB20CD22图5-8-9答案1．如图5-1-8所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F 开始提升原来静止的质量为m ＝10kg 的物体，以大小为a ＝2m ／s 2的加速度匀加速上升，求头3s 内力F 做的功.(取g ＝10m ／s 2【解析】利用w ＝Fs cos a 求力F 的功时，要注意其中的s 必须是力F 作用的质点的位移.可以利用等效方法求功，要分析清楚哪些力所做的功具有等效关系.物体受到两个力的作用：拉力F ＇和重力mg ，由牛顿第二定律得ma mg F =-'所以=+='ma mg F 10×10+10×2=120N则力2F F '==60N 物体从静止开始运动，3s 内的位移为221at s ==21×2×32=9m解法一： 力F 作用的质点为绳的端点，而在物体发生9m 的位移的过程中，绳的端点的位移为s /＝2s ＝18m ，所以，力F 做的功为=='=s F s F W 260×18=1080J解法二 ：本题还可用等效法求力F 的功.由于滑轮和绳的质量及摩擦均不计，所以拉力F 做的功和拉力F’对物体做的功相等. 即='=='s F W W F F 120×9=1080J2.汽车质量5t ，额定功率为60kW ，当汽车在水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍，问：（1）汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？（2）若汽车从静止开始，保持以0.5m/s 2的加速度作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？【解析】(1) 当汽车达到最大速度时，加速度a=0，此时mg f F μ== ① m Fv P = ②由①、②解得s m mgPv m /12==μ (2) 汽车作匀加速运动，故F 牵-μmg =ma ，解得F 牵=7.5×103N 设汽车刚达到额定功率时的速度为v ，则P = F 牵·v ，得v =8m/s 设汽车作匀加速运动的时间为t ，则v =at图5-1-8图5-3-1得t =16s3.质量是2kg 的物体，受到24N 竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过5s ；求：①5s 内拉力的平均功率②5s 末拉力的瞬时功率（g 取10m/s 2）【解析】物体受力情况如图5-2-5所示，其中F 为拉力，mg 为重力由牛顿第二定律有F －mg=ma 解得 =a 2m/s 2 5s 内物体的位移221at s ==2.5m 所以5s 内拉力对物体做的功 W =FS =24×25=600J 5s 内拉力的平均功率为5600==t W P =120W 5s 末拉力的瞬时功率 P =Fv =Fat =24×2×5=240W4.一个物体从斜面上高h 处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，测得停止处对开始运动处的水平距离为S ，如图5-3-1，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同．求动摩擦因数μ．【解析】 设该斜面倾角为α，斜坡长为l ，则物体沿斜面下滑时，重力和摩擦力在斜面上的功分别为：mgh mgl W G ==αsin αμcos 1mgl W f -=物体在平面上滑行时仅有摩擦力做功，设平面上滑行距离为S 2，则22mgS W f μ-= 对物体在全过程中应用动能定理：ΣW =ΔE k ． 所以 mgl sin α－μmgl cos α－μmgS 2=0 得 h －μS 1－μS 2=0．式中S 1为斜面底端与物体初位置间的水平距离．故Fmg图5-2-5h 1h 2图5-4-4ShS S h =+=21μ【点拨】 本题中物体的滑行明显地可分为斜面与平面两个阶段，而且运动性质也显然分别为匀加速运动和匀减速运动．依据各阶段中动力学和运动学关系也可求解本题．比较上述两种研究问题的方法，不难显现动能定理解题的优越性．5.如图5-3-2所示，AB 为1/4圆弧轨道，半径为R =0.8m ，BC 是水平轨道，长S =3m ，BC 处的摩擦系数为μ=1/15，今有质量m =1kg 的物体，自A 点从静止起下滑到C 点刚好停止.求物体在轨道AB 段所受的阻力对物体做的功.【解析】物体在从A 滑到C 的过程中，有重力、AB 段的阻力、BC段的摩擦力共三个力做功，W G =mgR ，f BC =umg ，由于物体在AB 段受的阻力是变力，做的功不能直接求.根据动能定理可知：W 外=0，所以mgR -umgS -W AB =0 即W AB =mgR -umgS =1×10×0.8-1×10×3/15=6J【点拨】如果我们所研究的问题中有多个力做功，其中只有一个力是变力，其余的都是恒力，而且这些恒力所做的功比较容易计算，研究对象本身的动能增量也比较容易计算时，用动能定理就可以求出这个变力所做的功.6. 如图5-4-4所示，两个底面积都是S 的圆桶，用一根带阀门的很细的管子相连接，放在水平地面上，两桶内装有密度为ρ的同种液体，阀门关闭时两桶液面的高度分别为h 1和h 2，现将连接两桶的阀门打开，在两桶液面变为相同高度的过程中重力做了多少功？【解析】取水平地面为零势能的参考平面，阀门关闭时两桶内液体的重力势能为：2)(2)(22111hsh h sh E P ρρ+= )(212221h h gs +=ρ 阀门打开，两边液面相平时，两桶内液体的重力势能总和为图5-3-2221)(21212h h g h h s E P +⋅⋅+=ρ由于重力做功等于重力势能的减少，所以在此过程中重力对液体做功 22121)(41h h gs E E W P P G -=-=ρ 7.如图5-4-2使一小球沿半径为R 的圆形轨道从最低点B 上升，那么需给它最小速度为多大时，才能使它达到轨道的最高点A ？ 【错解】如图5-4-2所示，根据机械能守恒，小球在圆形轨道最高点A 时的势能等于它在圆形轨道最低点B 时的动能（以B 点作为零势能位置），所以为2212B mv R mg =⋅ 从而得gR v B 2=【错因】小球到达最高点A 时的速度v A 不能为零，否则小球早在到达A 点之前就离开了圆形轨道.要使小球到达A 点（自然不脱离圆形轨道），则小球在A 点的速度必须满足Rv m N mg AA 2=+式中，N A 为圆形轨道对小球的弹力.上式表示小球在A 点作圆周运动所需要的向心力由轨道对它的弹力和它本身的重力共同提供.当N A =0时， v A 最小,v A =gR .这就是说,要使小球到大A 点,则应使小球在A 点具有速度v A gR ≥【正解】以小球为研究对象.小球在轨道最高点时，受重力和轨道给的弹力. 小球在圆形轨道最高点A 时满足方程Rv m N mg AA 2=+ (1)根据机械能守恒，小球在圆形轨道最低点B 时的速度满足方程2221221B A mv R mg mv =+ (2) 解(1)，(2)方程组得图5-4-2A B N mRgR v +=5 当N A =0时,v B 为最小,v B =gR 5.所以在B 点应使小球至少具有v B =gR 5的速度,才能使小球到达圆形轨道的最高点A.8.如图5-4-8所示，光滑的水平轨道与光滑半圆弧轨道相切.圆轨道半径R =0.4m ，一小球停放在光滑水平轨道上，现给小球一个v 0=5m/s 的初速度，求：小球从C 点抛出时的速度（g 取10m/s 2）.【解析】由于轨道光滑，只有重力做功，小球运动时机械能守恒.即 22021221Cmv R mgh mv += 解得 =C v 3m/s9.如图5-5-1所示，光滑的倾斜轨道与半径为R 的圆形轨道相连接，质量为m 的小球在倾斜轨道上由静止释放，要使小球恰能通过圆形轨道的最高点，小球释放点离圆形轨道最低点多高？通过轨道点最低点时球对轨道压力多大？【解析】 小球在运动过程中，受到重力和轨道支持力，轨道支持力对小球不做功，只有重力做功，小球机械能守恒．取轨道最低点为零重力势能面．因小球恰能通过圆轨道的最高点C ，说明此时，轨道对小球作用力为零，只有重力提供向心力，根据牛顿第二定律可列Rv m mg c 2= 得gR m R v m c 2212=在圆轨道最高点小球机械能:mgR mgR E C 221+=在释放点，小球机械能为: mgh E A =根据机械能守恒定律 A C E E = 列等式：R mg mgR mgh 221+= 解得R h 25=同理，小球在最低点机械能 221BB mv E = gR v E E B CB 5==小球在B 点受到轨道支持力F 和重力根据牛顿第二定律，以向上为正，可列图5-5-1RV 0 图5-4-8HABR图5-5-11mg F Rv mmg F B62==-据牛顿第三定律，小球对轨道压力为6mg ．方向竖直向下．10.如图5-5-2长l =80cm 的细绳上端固定，下端系一个质量m ＝100g 的小球.将小球拉起至细绳与竖立方向成60°角的位置，然后无初速释放.不计各处阻力，求小球通过最低点时，细绳对小球拉力多大？取g=10m/s 2.【解析】小球运动过程中，重力势能的变化量)60cos 1(0--=-=∆mgl mgh E p ，此过程中动能的变化量221mv E k=∆.机械能守恒定律还可以表达为0=∆+∆k p E E即0)60cos 1(2102=--mgl mv 整理得)60cos 1(202-=mg l v m 又在最低点时，有lv m mg T 2=-在最低点时绳对小球的拉力大小NN mg mg mg lv mmg T 2101.022)60cos 1(202=⨯⨯==-+=+= 通过以上各例题，总结应用机械能守恒定律解决问题的基本方法.11.质量为m 的小球，沿光滑环形轨道由静止滑下（如图5-5-11所示），滑下时的高度足够大.则小球在最低点时对环的压力跟小球在最高点时对环的压力之差是小球重力的多少倍？ 【解析】以小球和地球为研究对象，系统机械能守恒，即221Amv mgH = ………………………① R mg mv mgH B 2212+=…………② 小球做变速圆周运动时，向心力由轨道弹力和重力的合力提供 在最高点A ：Rv m mg F A A2=-…………③在最高点B ： Rv m mg F B B 2=+………④由①③解得： RH mg mg F A2+=由②④解得：)52(-=RH mg FBmg F F B A 6=-6=-∴mgF F BA .（1）用公式mv 2/2=mgh 时，对纸带上起点的要求是 ，为此目的，所选择的纸带一、二两点间距应接近 .（2）若实验中所用的重锤质量M = 1kg ，打点纸带如图5-8-8所示，打点时间间隔为0.02s ，则记录B 点时，重锤的速度v B = ，重锤动能E KB = .从开始下落起至B 点，重锤的重力势能减少量是 ，因此可得结论是 .（3）根据纸带算出相关各点速度V ，量出下落距离h ，则以2v 2为纵轴，以h 为横轴画出的图线应是图5-8-9中的 .【解析】(1)初速度为0, 2mm.(2)0.59m/s, 0.174J, 0.176J, 在实验误差允许的范围内机械能守恒. (3)C.。

机械能守恒定律(25分钟·60分）一、选择题(本题共6小题,每题6分，共36分)1。

关于机械能守恒定律的适用条件,下列说法中正确的是（）A。

只有重力和弹力作用时，机械能才守恒B。

当有其他外力作用时,只要合外力为零,机械能守恒C。

除重力、系统内弹力外,当有其他外力作用时,只要其他外力不做功,机械能守恒D。

炮弹在空中飞行不计阻力时,仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒【解析】选C。

机械能守恒的条件是“只有重力或系统内弹力做功"而不是“只有重力和弹力作用",“做功”和“作用”是两个不同的概念，A项错误，C项正确;物体受其他外力作用且合外力为零时,机械能可以不守恒,如拉一物体匀速上升，合外力为零,物体的动能不变，重力势能增加，故机械能增加，B项错误；在炮弹爆炸过程中产生的内能转化为机械能,机械能不守恒,故D项错误。

2。

(2020·海口高一检测)在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出,不计空气阻力,则落在同一水平地面时的速度大小()A。

一样大 B.水平抛的最大C.斜向上抛的最大D.斜向下抛的最大【解析】选A。

不计空气阻力，小球在空中只受重力作用，机械能守恒。

抛出时高度、速度大小相等,落地时速度大小一定相等。

3。

（2020·汕尾高一检测）美国的NBA篮球赛非常精彩,吸引了众多观众,观众经常能看到这样的场面:在终场前0.1 s的时候,运动员把球投出且准确命中，获得比赛的最后胜利。

已知球的质量为m，运动员将篮球投出，球出手时的高度为h1、动能为E k，篮筐距地面高度为h2。

不计空气阻力。

则篮球进筐时的动能为()A。

E k+mgh2-mgh1 B.E k+mgh1-mgh2C。

mgh2+mgh1—E k D.mgh2-mgh1-E k【解析】选B。

篮球机械能守恒,有：mgh1+E k=mgh2+E k2，解得：E k2=E k+mgh1-mgh2,故A、C、D错误，B正确。

机械能守恒----高中物理模块典型题归纳（含详细答案）一、单选题1.在“验证机械能守恒定律”实验中，纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示，其中最合适的是（）A. B. C. D.2.如图所示，一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B，两球质量均为m，两球半径忽略不计，杆的长度为l．先将杆AB竖直靠放在竖直墙上，轻轻振动小球B，使小球B在水平面上由静止开始向右滑动，当小球A沿墙下滑距离为l时，下列说法正确的是（）A.小球A和B的速度都为B.小球A和B的速度都为C.小球A的速度为，小球B的速度为D.小球A的速度为，小球B的速度为3.如图所示，一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B，两球质量均为m，两球半径忽略不计，杆的长度为。

先将杆AB竖直靠放在竖直墙上，轻轻振动小球B，使小球B在水平面上由静止开始向右滑动，当小球A沿墙下滑距离为时，下列说法正确的是()A.小球A和B的速度都为B.小球A和B的速度都为C.小球A的速度为，小球B的速度为D.小球A的速度为，小球B的速度为4.物体在做下列哪些运动时机械能一定不守恒（）A.自由落体运动B.竖直向上运动C.沿斜面向下匀速运动D.沿光滑的竖直圆环轨道的内壁做圆周运动5.取水平地面为重力势能零点．一物块从地面以初速度v0竖直向上运动，不计空气阻力，当物块运动到某一高度时，它的重力势能和动能恰好相等，则在该高度时物块的速度大小为（）A. B. C. D.6.如图所示，轻质弹簧的一端固定在竖直板P上，另一端与质量为m1的物体A相连，物体A静止于光滑桌面上，A右边结一细线绕过光滑的定滑轮悬一质量为m2的物体B，设定滑轮的质量不计，开始时用手托住B，让细线恰好拉直，然后由静止释放B，直到B获得最大速度，下列有关此过程的分析，其中正确的是（）A.B物体的机械能保持不变B.B物体和A物体组成的系统机械能守恒C.B物体和A物体以及弹簧三者组成的系统机械能守恒D.B物体动能的增量等于细线拉力对B做的功7.如图所示，一根自然长度（不受拉力作用时的长度）为L的橡皮绳，一端固定在某点O，另一端拴一质量为m的小球，将小球从与O点等高并使橡皮绳长度为自然长度的位置由静止释放，已知橡皮绳的弹力与其伸长量成正比。

高一物理机械能守恒定律试题答案及解析1.如图所示，水平传送带由电动机带动并始终保持以速度v匀速运动．现将质量为m的某物块由静止释放在传送带上的左端，经过时间t物块保持与传送带相对静止．设物块与传送带间的动摩擦因数为μ，对于这一过程下列说法正确的是：（）A．物块加速过程，摩擦力对物块做正功B．物块匀速过程，摩擦力对物块做负功C．摩擦力对木块做功为D．摩擦力对木块做功为0.5μmgvt【解析】ACDA、物块加速运动时，就是摩擦力作为动力使物体运动的，所以摩擦力对物体做的是正功，所以A正确．B、物块匀速过程中，物块和传送带一起运动，此时没有摩擦力的作用，所以摩擦力的功为零，所以B错误．=，所以C正确．C、由动能定理可得W=△EKD、由于f=μmg，l=t=vt，摩擦力对木块做功W=fl=0.5μmgvt，所以D正确．故选ACD．2.如图所示，竖直面内的曲线轨道AB光滑，它的最低点B的切线沿水平方向，且与一位于同一竖直面内、半径R=1m的粗糙圆形轨道平滑连接．现有一质量m=3kg的滑块（可视为质点），从位于轨道上的A点由静止开始滑下，滑块经B点后恰好能通过圆形轨道的最高点C．已知A点到B点的高度h=3m，重力加速度g=10m/s2，空气阻力可忽略不计，求：（1）滑块通过圆形轨道B点时，小球的速度大小为多少；（2）滑块从B点滑至C点的过程中，克服摩擦阻力所做的功．【答案】（1）（2）15J【解析】（1）从A到B，依据机械能守恒得到：得:代值得到：（2）在C点，重力充当向心力，即得从B到C，设物体克服摩擦力做功为，依据动能定理得：即：代值得：【考点】机械能守恒定律；牛顿定律的应用3.改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化，在下面几种情况中，汽车的动能是原来的2倍的是；A．质量不变，速度变为原来的2倍B．质量和速度都变为原来的2倍C．质量变为原来2倍，速度减半D．质量减半，速度变为原来的2倍【答案】D【解析】根据可知，质量不变，速度变为原来的2倍时，汽车的动能变为原来的4倍，选项A错误；质量和速度都变为原来的2倍时，汽车的动能变为原来的8倍，选项B错误；质量变为原来2倍，速度减半时，汽车的动能变为原来的倍，选项C错误；质量减半，速度变为原来的2倍时，汽车的动能变为原来的2倍，选项D正确；故选D.【考点】动能。

高一物理 ---能量守恒定律1．假定列车从静止开始匀加快运动，经过500m 的行程后，速度达到360km/h 。

整个列车的质量为 1.00 ×105kg，假如不计阻力，在匀加快阶段、牵引力的最大功率是6589A ． 4.67× 10 kWB ． 1.0× 10 kW C． 1.0× 10 kW D． 4.67× 10 kW2．在一种叫做“蹦极跳”有的运动中，质量为m 的游戏者系一根长为L 、弹性优秀的轻质柔嫩橡皮绳，从高处由静止开始着落 1.5L 时抵达最低点。

若在着落过程中不计空气阻力，则以下说法正确的选项是A ．速度先增大后减小B ．加快度先减小后增大C．动能增添了mgL D．重力势能减少了mgL3．跳伞运动员在刚跳离飞机、其下降伞还没有翻开的一段时间内，以下说法中正确的选项是A 空气阻力做正功B 重力势能增添C 动能增添D 空气阻力做负功．4．一起落机在箱底装有若干个弹簧，设在某次事故中，起落机吊索在空中止裂，忽视摩擦力，则起落机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中，A起落机的速度不停减小B起落机的加快度不停变大C先是弹力做的负功小于重力做的正功，而后是弹力做的负功大于重力做的正功D到最低点时，起落机加快度的值必定大于重力加快度的值。

5．以下四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，此中图 A 、 B、 C 中的斜面是圆滑的，图 D 中的斜面是粗拙的，图 A 、B 中的 F 为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图 A 、B 、D 中的木块向下运动，图 C 中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是6．在平展的垒球运动场上，击球手摆动球棒将垒球水平击出，垒球飞翔一段时间后落地。

若不计空气阻力，则A．垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定B．垒球落地时刹时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定C．垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定D ．垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定7．竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度。

高一机械守恒试题及答案一、选择题1. 一个物体从静止开始自由下落，其机械能守恒的条件是（）。

A. 空气阻力可以忽略不计B. 空气阻力不可忽略C. 物体下落过程中受到的力是恒定的D. 物体下落过程中受到的力是变化的答案：A2. 根据机械能守恒定律，以下说法正确的是（）。

A. 物体的动能和势能之和在任何情况下都保持不变B. 物体的动能和势能之和在没有外力作用时保持不变C. 物体的动能和势能之和在有外力作用时一定减小D. 物体的动能和势能之和在有外力作用时可能减小答案：B二、填空题1. 当一个物体在竖直方向上做自由落体运动时，其机械能守恒的条件是______。

答案：空气阻力可以忽略不计2. 在一个封闭系统中，如果只有保守力做功，那么系统的机械能______。

答案：守恒三、计算题1. 一个质量为2kg的物体从10m高处自由下落，忽略空气阻力，求物体落地时的速度。

答案：物体落地时的速度v可以通过机械能守恒定律计算得出，即mgh = 1/2mv^2，其中m为物体质量，g为重力加速度，h为物体下落的高度。

代入数据得：2kg * 9.8m/s^2 * 10m = 1/2 * 2kg * v^2，解得v = √(2 * 9.8m/s^2 * 10m) ≈ 14.1m/s。

四、简答题1. 请简述机械能守恒定律的内容及其应用条件。

答案：机械能守恒定律是指在一个封闭系统中，如果只有保守力（如重力、弹力）做功，那么系统的总机械能（动能和势能之和）保持不变。

应用条件是系统内没有非保守力（如摩擦力、空气阻力）做功，或者这些非保守力做功的总和为零。