机械能守恒1(有详细答案)
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机械能守恒的条件(参考答案)一、知识清单1.【答案】2.【答案】二、选择题3.【答案】ACD【解析】物体在斜面上运动的时候与斜面间有摩擦,摩擦就会发热,同学们往往认为能量就会损失,实际上热能也是能量的一种形式,摩擦会导致热能增加,同时机械能在减少,但总的能量一定是不变的.物体在斜面上运动时,机械能不断减少,那么物体所能达到的高度就要不断降低,由于圆弧面没有摩擦,所以物体最终将在圆弧面上做往复运动.4.【答案】C【解析】依据机械能守恒条件,只有重力做功的情况下,物体的机械能才能守恒,由此可见,A、B均有外力参与做功,D中有摩擦力做功,故只有选项C的情况符合机械能守恒的条件.5.【答案】BC【解析】在平衡力作用下物体的运动是匀速直线运动,动能保持不变,但如果物体的高度发生变化,则机械能也发生变化,例如降落伞匀速下降时,机械能减少;在光滑水平面上沿圆轨道做匀速率运动的小球,其动能不变,势能也不变,小球的机械能守恒;在粗糙斜面上下滑的物体,在下滑过程中,除重力做功外,滑动摩擦力和沿斜面向下的拉力的合力为零,这两个力所做的功之和为零,物体所受斜面的弹力不做功,所以整个过程中相当于只有重力做功,物体的机械能守恒;如题图所示,在压缩弹簧的过程中,弹簧的弹性势能在增加,所以小球的机械能在减少(但球和弹簧组成的系统机械能守恒)。
故选B、C。
6.【答案】D【解析】根据机械能守恒定律可知:在只有重力做功的条件下,质点和地球构成的系统机械能守恒.雨滴匀速下落时,必受竖直向上的阻力,且阻力做功;在水中下沉的铁块,水的浮力做功;“神舟十号”飞船穿过大气层时,由于速度很大,空气阻力不可忽略,且克服阻力做功,所以A、B、C错误.用细线拴一个小球,使小球在竖直面内做圆周运动,虽然绳对小球有作用力,但作用力方向始终和小球速度垂直,故小球只有重力对它做功,所以D正确.7.【答案】AC【解析】物体做平抛运动或沿光滑曲面自由运动时,不受摩擦力,在曲面上弹力不做功,只有重力做功,机械能守恒,所以A、C项正确;匀速吊起的集装箱,绳的拉力对它做功,不满足机械能守恒的条件,机械能不守恒;物体以45g的加速度向上做匀减速运动时,由牛顿第二定律mg-F=m×45g,有F=15mg,则物体受到竖直向上的大小为15mg的外力作用,该力对物体做了正功,机械能不守恒.8.【答案】A【解析】起重机吊起物体匀速上升,物体的动能不变而势能增加,故机械能不守恒,A正确;物体做平抛运动,只有重力做功,机械能守恒,B错误;圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动,没有力做功,机械能守恒,C错误;一个轻质弹簧上端固定,下端系一个重物,重物在竖直方向上下振动,只有重力和弹力做功,机械能守恒,D错误.9.【答案】 D【解析】物体做匀速运动其动能不变,但机械能可能变,如物体匀速上升或下降,机械能会相应的增加或减少,选项A错误;物体仅受重力作用,只有重力做功,或受其他力但其他力不做功或做功的代数和为零时,物体的机械能守恒,选项B、C错误;物体沿竖直方向向下做加速度为5 m/s2的匀加速运动时,物体一定受到一个与运动方向相反的力的作用,此力对物体做负功,物体的机械能减少,故选项D正确。
机械能守恒定律习题及答案机械能守恒定律习题及答案机械能守恒定律是物理学中的重要概念,它指出在没有外力做功的情况下,一个物体的机械能保持不变。
这个定律在解决各种物理问题时非常有用,下面将介绍一些与机械能守恒定律相关的习题及答案。
习题一:一个小球从高度为h的位置自由落下,落地后以速度v反弹,反弹高度为h/2。
求小球的初始速度。
解答:根据机械能守恒定律,小球在自由落体过程中的机械能等于反弹过程中的机械能。
自由落体过程中,小球的机械能只有动能,反弹过程中,小球的机械能有动能和势能。
在自由落体过程中,小球的动能为mgh,势能为0。
在反弹过程中,小球的动能为mv^2/2,势能为mgh/2。
根据机械能守恒定律,可以得到以下等式:mgh = mv^2/2 + mgh/2化简后可得:gh = v^2/2 + gh/2再次化简可得:gh/2 = v^2/2代入反弹高度为h/2,可得:gh/2 = v^2/2解得:v = sqrt(gh)所以小球的初始速度为sqrt(gh)。
习题二:一个弹簧恢复力常数为k的弹簧,一个质量为m的物体以速度v撞向弹簧,撞击后弹簧被压缩到最大距离x。
求物体的初始动能和弹簧的势能。
解答:在撞击前,物体的动能为mv^2/2,弹簧的势能为0。
在撞击后,物体的动能为0,弹簧的势能为kx^2/2。
根据机械能守恒定律,可以得到以下等式:mv^2/2 = kx^2/2化简后可得:mv^2 = kx^2解得:v = sqrt(k/m) * x所以物体的初始动能为mv^2/2 = kx^2/2,弹簧的势能为kx^2/2。
习题三:一个质量为m的物体以速度v从高度为h的位置滑下,滑到底部后撞击一个质量为M的物体,撞击后两个物体一起向上弹起,达到最高点时的高度为H。
求M与m的比值。
解答:在滑下过程中,物体的机械能只有动能,滑到底部后的动能为mv^2/2。
在弹起过程中,物体的机械能有动能和势能,两个物体的总机械能为(M+m)gH。
《机械能守恒》第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(每小题4分,共40分。
在每小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叙述,正确的是()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.若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,若以桌面为参考平面,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()A.mgh,减少mg(H-h)B.mgh,增加mg(H+h)C.-mgh,增加mg(H-h)D.-mgh,减少mg(H+h)图13、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E k随高度h变化的图象A、物体的重力势能E p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E k随速度v的变化图象D,可能正确的是()图24、物体从高处自由下落,若选地面为参考平面,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()A.1:4 B.1:3 C.1:2 D.1:15、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,木块仍没离开桌面,则砝码的速率为()图3图4A .31gh 6 B .mgh C .gh 2 D .gh 3326、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( ) A .FL sin θ B .mgL cos θ C .mgL (1-cos θ) D .Fl tan θ7、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,下列说法中正确的应是( )A .物体的动能增加了54mghB .物体的机械能减少了54mghC .物体克服阻力所做的功为51mghD .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,下列关于能量的叙述中正确的应是( ) 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θ.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( ) A .tan θ B .cot θ C .cot 2θ D .tan 2θ图6 图5图8第Ⅱ卷(非选择题,共60分)二、填空题(每小题6分,共24分。
高中物理第八章机械能守恒定律重点知识归纳单选题1、关于功率,下列说法中正确的是()可知,机械做功越多,其功率就越大A.根据P=WtB.根据P=Fv可知,汽车的牵引力一定与其速度成反比可知,只要知道时间t内所做的功,就可知任意时刻的功率C.根据P=WtD.根据P=Fv可知,发动机的功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成反比答案:DA.做功越多,功率不一定大,功率大,说明做功快,故A错误;BD.当功率保持不变时,牵引力与速度成反比,故B错误,D正确;C.知道时间t内所做的功,就能知道这段时间内的平均功率,故C错误。
故选D。
2、如图所示,“歼15”战机每次从“辽宁号”航母上起飞的过程中可视为匀加速直线运动,且滑行的距离和牵引力都相同,则()A.携带的弹药越多,加速度越大B.携带的弹药越多,牵引力做功越多C.携带的弹药越多,滑行的时间越长D.携带的弹药越多,获得的起飞速度越大答案:CA.由题知,携带的弹药越多,即质量越大,然牵引力一定,根据牛顿第二定律F =ma质量越大加速度a 越小,A 错误 B .牵引力和滑行距离相同,根据W =Fl得,牵引力做功相同,B 错误C .滑行距离L 相同,加速度a 越小,滑行时间由运动学公式t =√2L a可知滑行时间越长,C 正确D .携带的弹药越多,获得的起飞速度由运动学公式v =√2aL可知获得的起飞速度越小,D 错误 故选C 。
3、已知高铁在运行时所受的阻力与速度成正比,则以速度v 匀速行驶时,发动机的功率为P ;若以2v 的速度匀速行驶时,发动机的功率为( ) A .P B .2P C .4P D .8P 答案:C当列车以速度v 匀速运动时,有P =Fv =fv =kv 2若列车以速度2v 匀速运动时,有Pʹ=Fʹ⋅2v =fʹ⋅2v =k ⋅(2v)2=4kv 2由此可知,发动机的功率为Pʹ=4P故选C 。
4、下列关于重力势能的说法正确的是( )。
A .物体的重力势能一定大于零B.在地面上的物体的重力势能一定等于零C.物体重力势能的变化量与零势能面的选取无关D.物体的重力势能与零势能面的选取无关答案:CA.物体的重力势能可能等于零、大于零、小于零。
基础知识一.功1.一个物体受到力的作用,并在上发生了位移,我们就说这个力对物体须知了功,做功的两个必不可少的因素是的作用,在力的。
2.功的计算公式:W= ,式中θ是的夹角,此式主要用于求作功,功是标量,当θ=90°时,力对物体;当θ<90°时,力对物体;当θ>90°时,力对物体。
3.合力的功等于各个力做功的,即W合=W1+W2+W3+W4+……4.功是过程量,与能量的转化相联系,功是能量转化的,能量转化的过程一定伴随着二.功率1.功跟的比值叫功率,它是表示的物理量。
2.计算功率的公式有、,若求瞬时功率,则要用。
3.两种汽车启动问题中得功率研究:三.动能1.物体由于而具有的能量叫动能,公式是,单位是,符号是。
2.物体的动能的变化,指末动能与初动能之差,即△Ek=Ekt一Eko,若△Ek>0,表示物体的动能;若△Ek<0,表示物体的动能。
四.重力势能1.概念:物体由于被举高而具有的能量叫 ,表达式:Ep= ,它是,但有正负,正负的意义是表示比零势能参考面上的势能大还是小,重力势能的变化与重力做功的关系:重力对物体做多少正功,物体的重力势能就多少;重力对物体做多少负功,物体的重力势能就多少。
重力对物体所做的功等于物体的减小量。
即W G=一△Ep=一(Ep2一Ep1)=Ep1一Ep2.2.弹性势能:定义:物体由于发生而具有的能量叫。
大小:弹性势能的大小与及有关,弹簧的形变量越大,劲度系数越大,弹簧的弹性势能就越大。
习题练习1.下列说法正确的是( )A.当作用力做正功时,反作用力一定做负功B.当作用力不做功时,反作用力也不做功C.作用力与反作用力的功,一定大小相等,正负符号相反D.作用力做正功,反作用力也可能做正功2.如图所示,小物块A位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平面上,从地面上看,小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力( )A.垂直于接触面,做功为零B.垂直于接触面,做功不为零C.不垂直于接触面,做功为零D.不垂直于接触面,做功不为零3.如图所示,质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,现使斜面水平向左匀速移动距离L.(1)摩擦力对物体做的功为(物体与斜面相对静止)()A.0B.μmglcosθC.-mglcosθsinθD.mglsinθcosθ(2)斜面对物体的弹力做的功为 ( )A.0B.mglsinθcos2θC.-mglcos2θD.mglsinθcosθ(3)重力对物体做的功( )A.0B.mglC.mgltan θD.mglcos θ(4)斜面对物体做的总功是多少? 各力对物体所做的总功是多少? 4.如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是( ) A.始终不做功 B.先做负功后做正功 C.先做正功后不做功 D.先做负功后不做功5.物体在水平力F 1作用下,在水平面上做速度为v 1的匀速运动,F 1的功率为P;若在斜向上的力F 2作用下,在水平面上做速度为v 2的匀速运动,F 2的功率也是P,则下列说法正确的是( ) A.F 2可能小于F 1, v 1不可能小于v 2 B.F 2可能小于F 1, v 1一定小于v 2 C.F 2不可能小于F 1, v 1不可能小于v 2 D.F 2不可能小于F 1, v 1一定小于v 26.小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s 内做匀加速直线运动,5 s 末达到额定功率,之后保持以额定功率运动.其v -t 图象如图所示.已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,则以下说法正确的是( )A.汽车在前5 s 内的牵引力为4×103NB.汽车在前5 s 内的牵引力为6×103N C.汽车的额定功率为60 kW D.汽车的最大速度为30 m/s7.手持一根长为l 的轻绳的一端在水平桌面上做半径为r 、角速度为ω的匀速圆周运动,绳始终保持与该圆周相切,绳的另一端系一质量为m 的木块,木块也在桌面上做匀速圆周运动,不计空气阻力则( ) A.手对木块不做功B.木块不受桌面的摩擦力C.绳的拉力大小等于223r l m +ωD.手拉木块做功的功率等于m ω3r(l 2+r 2)/l8.一根质量为M 的直木棒,悬挂在O 点,有一只质量为m 的猴子抓着木棒,如图所示.剪断悬挂木棒的细绳,木棒开始下落,同时猴子开始沿木棒向上爬.设在一段时间内木棒沿竖直方向下落,猴子对地的高度保持不变,忽略空气阻力,则下列的四个图中能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系的是( )9.机车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动,所受的阻力始终不变,在此过程中,下列说法正确的是( ) A.机车输出功率逐渐增大 B.机车输出功率不变C.在任意两相等的时间内,机车动能变化相等D.在任意两相等的时间内,机车动量变化的大小相等10.如图所示,质量为m 的物体A 静止于倾角为θ的斜面体B 上,斜面体B 的质量为M,现对该斜面体施加一个水平向左的推力F,使物体随斜面体一起沿水平方向向左匀速运动的位移为l,则在此运动过程中斜面体B 对物体A 所做的功为( )A.m M Flm +B.Mglcot θC.0D.21mglsin2θ 11.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其速度图象如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是下图中的哪一个( )12.以恒力推物体使它在粗糙水平面上移动一段距离,恒力所做的功为W 1,平均功率为P 1,在末位置的瞬时功率为P t1,以相同的恒力推该物体使它在光滑的水平面上移动相同距离,力所做功为W 2,平均功率为P 2,在末位置的瞬时功率为P t2,则下面结论中正确的是( )A.W 1>W 2B.W 1=W 2C.P 1=P 2D.P t2<P t113.如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A 点自由滑下,然后在水平面上前进至B点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m,A 、B 两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB 段运动的过程中,克服摩擦力做的功( )A.大于μmgLB.小于μmgLC.等于μmgLD.以上三种情况都有可能14.某汽车以额定功率在水平路面上行驶,空载时的最大速度为v 1,装满货物后的最大速度为v 2,已知汽车空车的质量为m 0,汽车所受的阻力跟车重成正比,则汽车后来所装的货物的质量是( )A.0221m v v v - B.0221m v vv + C.m 0 D.021m v v 15.物体在恒力作用下做匀变速直线运动,关于这个恒力做功的情况,下列说法正确的是( ) A.在相等的时间内做的功相等 B.通过相同的路程做的功相等 C.通过相同的位移做的功相等D.做功情况与物体运动速度大小有关16.解放前后,机械化生产水平较低,人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用,如图所示,假设驴拉磨的平均用力大小为500 N,运动的半径为1 m,则驴拉磨转动一周所做的功为( ) A.0 B.500 J C.500π J D.1 000π J17.如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,木板与滑块质量相等,均为m,木板长为l.一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与木板、滑块相连,滑块与木板间的动摩擦因数为μ,开始时,滑块静止在木板的上端,现用与斜面平行的未知力F,将滑块缓慢拉至木板的下端,拉力做功为( )A.μmglcos θB.2μmglC.2μmglcos θD.21μmgl18.额定功率为80 kW 的汽车,在平直的公路上行驶的最大速度为20 m/s,汽车的质量为2.0 t.若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2 m/s 2,运动过程中阻力不变,则:(1)汽车受到的恒定阻力是多大?(2)3 s末汽车的瞬时功率是多大?(3)匀加速直线运动的时间是多长?(4)在匀加速直线运动中,汽车牵引力做的功是多少?答案 (1)4×103 N (2)48 KW (3)5 s (4)2×105 J19.汽车发动机的功率为60 kW,汽车的质量为4 t,当它行驶在坡度为sinα=0.02的长直公路上时,如图所示,所受阻力为车重的0.1倍(g取10 m/s2),求:(1)汽车所能达到的最大速度v m.(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间?(3)当汽车以0.6 m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值时,汽车做功多少?答案 (1)12.5 m/s (2)13.9 s (3)4.16×105 J20.如图甲所示,质量m=2.0 kg的物体静止在水平面上,物体跟水平面间的动摩擦因数μ=0.20.从t=0时刻起,物体受到一个水平力F的作用而开始运动,前8 s内F随时间t变化的规律如图乙所示.g取10m/s2.求:(1)在图丙的坐标系中画出物体在前8 s内的v—t图象.(2)前8 s内水平力F所做的功.答案 (1) v-t图象如下图所示 (2)155 J动能定理.机械能守恒定律一.动能定理1.内容:外力对物体做功的代数和等于。
1、如图所示,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 M 2 ,让绳拉直后使砝码从静止开始下降h 的距离(未碰桌面),木块仍没离开桌面,则砝码的速率为( )A .gh 631B .mghC .gh 2D .gh 3322如图所示,水平光滑长杆上套有小物块A ,细线跨过位于O 点的轻质光滑定滑轮,一端连接A ,另一端悬挂小物块B ,物块A 、B 质量相等。
C 为O 点正下方杆上的点,滑轮到杆的距离OC=h 。
开始时A 位于P 点,PO 与水平方向的夹角为30°。
现将A 、B 静止释放。
则下列说法正确的是A .物块A 由P 点出发第一次到达C 点过程中,速度先增大后减小B .物块A 经过C 点时的速度大小为gh 2C .物块A 在杆上长为h 3的范围内做往复运动D .在物块A 由P 点出发第一次到达C 点过程中,物块B 克服细线拉力做的功小于B 重力势能的减少量3如图所示,将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m 的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d ,杆上的A 点与定滑轮等高,杆上的B 点在A 点下方距离A 为d 处。
现将环从A 处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是ddBm 2mAmMhA .环到达B 处时,重物上升的高度2d h = B .环到达B 处时,环与重物的速度大小之比为22 C .环从A 到B ,环减少的机械能大于重物增加的机械能 D .环能下降的最大高度为d 344如图所示,质量不同的两物体通过轻绳相连,M >m ,滑轮光滑且质量不计,轻绳的伸长不计,空气阻力不计.由静止释放两物体,则物体M 下降h 距离过程中.A .两物体减少的机械能总量等于(M ﹣m )ghB .轻绳的拉力对m 做的功等势mghC .M 的速度大小等于D .m 的速度大小等于5.如图所示,O 1、O 2为两个固定的光滑滑轮,处于相同高度,滑块m 套在光滑水平直杆上,通过轻 质细线与物体M 相连,O 1B 与水平杆垂直。
机械能守恒定律目录一.练经典---落实必备知识与关键能力 (1)二.练新题---品立意深处所蕴含的核心价值 (1)一.练经典---落实必备知识与关键能力1.(2022·山东学考)若忽略空气阻力的影响,下列运动过程中物体机械能守恒的是()A.被掷出后在空中运动的铅球B.沿粗糙斜面减速下滑的木块C.随热气球一起匀速上升的吊篮D.随倾斜传送带加速上行的货物【答案】A【解析】:机械能守恒的条件是只有重力做功,被掷出后在空中运动的铅球只有重力做功,机械能守恒;沿粗糙斜面下滑的木块除重力外还有摩擦力做功,机械能不守恒;随热气球一起匀速上升的吊篮在上升过程中动能不变,重力势能随高度增大而增大,机械能不守恒;随倾斜传送带加速上行的货物在上行过程中动能增大,重力势能增大,机械能不守恒。
故A正确。
2.(多选)如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()A.甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,A机械能守恒B.乙图中,A置于光滑水平面,物体B沿光滑斜面下滑,物体B机械能守恒C.丙图中,不计滑轮质量和任何阻力时A加速下落,B加速上升过程中,A、B组成的系统机械能守恒D.丁图中,小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时,小球的机械能守恒【答案】CD【解析】:甲图中重力和弹力做功,物体A和弹簧组成的系统机械能守恒,但物体A机械能不守恒,A错误。
乙图中物体B除受重力外,还受弹力,弹力对B做负功,机械能不守恒,但从能量特点看A、B组成的系统机械能守恒,B错误。
丙图中A、B组成的系统只有重力做功,动能和势能相互转化,总的机械能守恒,C正确。
丁图中动能不变,势能不变,机械能守恒,D正确。
3.(2022·浙江7月学考)如图所示,质量为m的小球从距桌面h1高处的A点由静止释放,自由下落到地面上的B点,桌面离地高为h2。
选择桌面为参考平面,则小球()A.在A点时的重力势能为-mgh1B .在A 点时的机械能为mg (h 1+h 2)C .在B 点时的重力势能为mgh 2D .在B 点时的机械能为mgh 1 【答案】D【解析】: 选择桌面为参考平面,小球在A 点的重力势能为mgh 1,A 错误;小球在A 点的机械能等于重力势能和动能之和,而动能为零,所以在A 点的机械能为mgh 1,B 错误;小球在B 点的重力势能为-mgh 2,小球在B 点的机械能与在A 点的机械能相同,也是mgh 1,C 错误,D 正确。
高一物理下册《机械能守恒定律》课后习题及答案高一物理下册《机械能守恒定律》课后习题及答案要对知识真正的精通就必须对知识进行活学活用,下面是物理网为大家带来的机械能守恒定律课后习题答案,希望大家通过这个能真正的对知识灵活运用。
一、选择题(本题包括12个小题,每小题4分,共48分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不选的不得分)1.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。
下列所示图像中,能正确反映各物理量之间关系的是(? )2.下面摩擦力做功的叙述,正确的是( )A.静摩擦力对物体一定不做功B.动摩擦力对物体一定做负功C.一对静摩擦力中,一个静摩擦力做正功,另一静摩擦力一定做负功D.一对动摩擦力中,一个动摩擦力做负功,另一动摩擦力一定做正功3.如图所示,长为L的小车置于光滑的水平面上,小车前端放一小物块,用大小为F的水平力将小车向右拉动一段距离s ,物块刚好滑到小车的左端。
物块与小车间的摩擦力为 f ,在此过程中(? )A.摩擦力对小物块做的功为f sB.摩擦力对系统做的总功为0C.力F对小车做的功为f LD.小车克服摩擦力所做的功为f s?4.下列说法中,正确的是(?? )A.机械能守恒时,物体一定不受阻力B.机械能守恒时,物体一定只受重力和弹力作用C.物体处于平衡状态时,机械能必守恒D.物体所受的外力不等于零,其机械能也可以守恒5.如图所示,DO是水平的,AB是斜面,初速度为的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零,如果斜面改为AC,让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零。
则物体具有的初速度(已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零) ( )A.大于B.等于C.小于D.取决于斜面的倾角6.如图所示,水平地面附近,小球B以初速度v斜向上瞄准另一小球A射出,恰巧在B球射出的同时,A球由静止开始下落,不计空气阻力。
机械能守恒定律【原卷】1.小球P 和Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P 球的质量大于Q 球的质量,悬挂P 球的绳比悬挂Q 球的绳短。
将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示,将两球由静止释放,在各自轨迹的最低点( )A .P 球的速度一定小于Q 球的速度B .P 球的动能一定小于Q 球的动能C .P 球所受绳的拉力一定大于Q 球所受绳的拉力D .P 球的向心加速度一定小于Q 球的向心加速度2.如图所示,一个质量为M 、长为L 的木板B 静止在光滑水平面上,其右端放有可视为质点的质量为m 的滑块A ,现用一水平恒力F 作用在滑块上,使滑块从静止开始做匀加速直线运动。
滑块和木板之间的摩擦力为f F ,滑块滑到木板的最左端时,木板运动的距离为x ,此过程中,下列说法正确的是( )A .滑块A 到达木板B 最左端时具有的动能为()()f F F L x -+B .滑块A 到达木板B 最左端时木板B 具有的动能为f F LC .滑块A 克服摩擦力所做的功为f F xD .滑块A 和木板B 增加的机械能为()f F L x F L +-3.如图所示,有两个物块,质量分别为1m 、2m ,2m 是1m 的两倍,用轻绳将两个物块连接在滑轮组上,滑轮的质量不计,轻绳与滑轮的摩擦也不计。
现将两滑块从静止释放,1m 上升一小段距离h 高度。
在这一过程中,下列说法正确的是( )A .1m 和2m 重力势能之和不变B .1m 上升到h 位置时的速度为23gh C .轻绳的拉力大小为123m gD .轻绳对1m 和2m 的功率大小不相等4.如图所示,轻弹簧一端固定于挡板P ,另一端与物块A 栓接,A 通过轻质细绳绕过定滑轮与套在竖直杆的物块B 相连。
开始时托住B ,细绳伸直且无张力,OA 平行于斜面。
现由静止释放B ,当弹簧恢复原长时B 的速度为B v ,细绳与杆的夹角为θ,不计一切摩擦,则此过程中( )A .物块A 与B 组成的系统机械能守恒B .当B 到达C 点时,A 速度的大小为B sin v θC .弹簧弹性势能的减少量等于A B 、系统机械能的增加量D .重力对B 做功的平均功率大于拉力对B 做功的平均功率5.一边长为L 、质量分布均匀的正方形板ABCD 重为G ,现将此板的右下方裁去边长为2L 的小正方形。
例5: 下列关于作用力、反作用力的做功问题中,说法正确的是( )A .作用力做功,反作用力也必定做功B .作用力做正功,反作用力一定做负功C .作用力做功数值一定等于反作用力做功数值D .单纯根据作用力的做功情况不能判断反作用力的做功情况D例4: 关于摩擦力做功,下列说法中正确的是( )A .单个静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功B .单个滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功C .一对相互作用的静摩擦力做功的代数和总等于零D .一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和肯定不为零,且为负值ABCD例1: 如下图,小物块位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上,从地面上看在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力 ( )A .垂直于接触面,做正功B .垂直于接触面,做负功C .不垂直于接触面,做功为零D .不垂直于接触面,做功不为零B例2: 一质量为m 的小球,用长为L 的轻绳悬挂于O 点,小球在水平拉力F 作用下,从最低位置P点很缓慢地移动到Q 点(如图所示),则力F 所做的功为A .mgLcos θB .mgL (1 - cos θ)C .FLsin θD .FLcos θB例1: 从距地面H 高处以初速度v 0抛出一个物体,不计空气阻力,当物体距地面的高度为h 时,其动能与重力势能相等,则(以地面为参考平面)( )A .2H h =B .2H h <C .2H h > D .无法确定 C3.如图所示,弹簧左端固定在长木板m 2的左端,右端与小木块m 1连接,且m 1、m 2m 2与地面间接触光滑,开始时m 1和m 2均静止,现同时对m 1、m 2施加等大反向的水平恒力F 1和F 2,从两物体开始运动以后的整个运动过程中,对m 1、m 2和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度),正确的说法是A .由于F 1、F 2等大反向,故系统机械能守恒B .由于F 1、F 2分别对m 1、m 2做正功,故系统的动能不断增加C .由于F 1、F 2分别对m 1、m 2做正功,故机械能不断增加D .当弹簧弹力大小与F 1、F 2大小相等时,m 1、m 2的动能最大4.如右图所示,一块长木板B 放在光滑的水平面上,在B 上放一物体A ,现以恒定的外力拉B ,由于A 、B 间摩擦力的作用,A 将在B 上滑动,以地面为参照物,A 、B 都向前移动一段距离,在此过程中( )A .外力F 做的功等于A 和B 动能的增量B .B 对A 的摩擦力所做的功,等于A 的动能的增量C .A 对B 的摩擦力所做的功,等于B 对A 的摩擦力所做的功D .外力F 对B 做的功等于B 的动能的增量与B 克服摩擦力所做的功之和5.以初速度v 0竖直向上抛出一质量为m 的小物块.假定物块所受的空气阻力F f 大小不变.已知重力加速度为g ,则物块上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为( )A.v 022g (1+F f mg )和v 0mg -F f mg +F f B.v 022g (1+F f mg )和v 0mg mg +F f C.v 022g (1+2F f mg )和v 0mg -F f mg +F f D.v 022g (1+2F f mg )和v 0mg mg +F fA6.如图4所示,板长为l ,板的B 端静放有质量为m 的小物体P ,物体与板间的动摩擦因数为μ,开始时板水平,若缓慢转过一个小角度α的过程中,物体保持与板相对静止,则这个过程中 ( )A .摩擦力对P 做功为μmg cos α·l (1-cos α) 图4B .摩擦力对P 做功为mg sin α·l (1-cos α)C .支持力对P 做功为mgl sin αD .板对P 做功为mgl sin αCD9.如图7所示,质量为M 、长度为L 的木板静止在光滑的水平面上,质量为m 的小物体(可视为质点)放在木板上最左端,现用一水平恒力F 作用在小物体上,使物体从静止开始做匀加速直线运动.已知物体和木板之间的摩擦力为F f .当物体滑到木板的最右端时,木板运动的距离为x ,则在此过程中 ( )A .物体到达木板最右端时具有的动能为(F -F f )(L +x )B .物体到达木板最右端时,木板具有的动能为F f xC .物体克服摩擦力所做的功为F f LD .物体和木板增加的机械能为FxAB 图72.如图2所示,固定斜面倾角为θ,整个斜面分为AB 、BC 两段,AB =2BC .小物块P (可视为质点)与AB 、BC 两段斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2.已知P由静止开始从A 点释放,恰好能滑动到C 点而停下,那么θ、μ1、μ2间应满足的关系是 ( )A .tan θ=μ1+2μ23B .tan θ=2μ1+μ23C .tan θ=2μ1-μ2D .tan θ=2μ2-μ1B2.如图1所示,具有一定初速度的物块,沿倾角为30°的粗糙斜面向上运动的过程中,受一个恒定的沿斜面向上的拉力F 作用,这时物块的加速度大小为4 m/s 2,方向沿斜面向下,那么,在物块向上运动的过程中,下列说法正确的是 ( ) 图1A .物块的机械能一定增加B .物块的机械能一定减小C .物块的机械能可能不变D .物块的机械能可能增加也可能减小A5.(2010·南京模拟)有一竖直放置的“T ”形架,表面光滑,滑块A 、B 分别套在水平杆与竖直杆上,A 、B 用一不可伸长的轻细绳相连,A 、B 质量相等,且可看做质点,如图4所示,开始时细绳水平伸直,A 、B 静止.由静止释放B后,已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时,滑块B 沿着竖直杆下滑的速度为v ,则连接A 、B 的绳长为 ( )A.4v 2gB.3v 2gC.3v 24gD.4v 23gD7.如图6所示,斜面置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,在物体下滑过程中,下列说法正确的是 ( )A .物体的重力势能减少,动能增加B .斜面的机械能不变C .斜面对物体的作用力垂直于接触面,不对物体做功D .物体和斜面组成的系统机械能守恒AD1.物体沿直线运动的v -t 关系如图1所示,已知在第1秒内合外力对物体做的功为W ,图6则 ()图1A .从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB .从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2WC .从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD .从第3秒末到第4秒末合外力做功为0.75WC4.小球由地面竖直上抛,上升的最大高度为H ,设所受阻力大小恒定,地面为零势能面.在上升至离地高度h 处,小球的动能是势能的2倍,在下落至离地高度h 处,小球的势能是动能的2倍,则h 等于 ( )A.H 9B.2H 9C.3H 9D.4H 9D10. (11分)如图8所示,一固定的楔形木块,其斜面的倾角为θ=30°,另一边与水平地面垂直,顶端有一个定滑轮,跨过定滑轮的细线两端分别与物块A 和B 连接,A 的质量为4m ,B 的质量为m .开始时,将B 按在地面上不动,然后放开手,让A 沿斜面下滑而B 上升,所有摩擦均忽略不计.当A 沿斜面下滑距离x 后,细线突然断了.求物块B 上升的最大高度H .(设B 不会与定滑轮相碰10. 解析:设细线断前一瞬间A 和B 速度的大小为v ,A 沿斜面下滑距离x 的过程中,A 的高度降低了x sin θ,B 的高度升高了x .物块A 和B 组成的系统机械能守恒,物块A 机械能的减少量等于物块B 机械能的增加量,即4mgx sin θ-12·4m v 2=mgx +12m v 2 细线断后,物块B 做竖直上抛运动,物块B 机械能守恒,设物块B 继续上升的最大高度为h ,有mgh =12m v 2. 联立两式解得h =x 5,故物块B 上升的最大高度为H =x +h =x +x 5=65x . 图8答案:65x11.(12分)如图9所示,光滑水平面AB 与竖直面内的半圆形导轨在B 点相接,导轨半径为R .一个质量为m 的物体将弹簧压缩至A 点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,当它经过B 点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C 点.试求: 图9(1)弹簧开始时的弹性势能;(2)物体从B 点运动至C 点克服阻力做的功;(3)物体离开C 点后落回水平面时的动能.11.解析:(1)物块在B 点时,由牛顿第二定律得:F N -mg =m v B 2R ,F N =7mgE k B =12m v B 2=3mgR 在物体从A 点至B 点的过程中,根据机械能守恒定律,弹簧的弹性势能E p =E k B =3mgR .(2)物体到达C 点仅受重力mg ,根据牛顿第二定律有mg =m v C 2RE k C =12m v C 2=12mgR 物体从B 点到C 点只有重力和阻力做功,根据动能定理有:W 阻-mg ·2R =E k C -E k B解得W 阻=-0.5mgR所以物体从B 点运动至C 点克服阻力做的功为W =0.5mgR .(3)物体离开轨道后做平抛运动,仅有重力做功,根据机械能守恒定律有:E k =E k C +mg ·2R =2.5mgR .答案:(1)3mgR (2)0.5mgR (3)2.5mgR例3: 质量为M 的机车,牵引质量为m 的车厢在水平轨道上匀速前进,某时刻车厢与机车脱钩,机车在行驶L 路程后,司机才发现车厢脱钩,便立即关闭发动机让机车自然滑行,该机车与车厢运动中所受阻力都是其车重的k 倍,且恒定不变,试求当机车和车厢都停止运动时,机车和车厢的距离。
分析: 所求机车与车厢的距离等于车厢与机车脱钩后,二者位移之差,题中只涉及到位移、力、速度,故可利用动能定理求解。
解答: 所设各量如图所示,对机车脱钩后的全过程应用动能定理得:F ·L – kMg ·s 1 = 0-212Mv ① 对车厢:-kmg ·s 2 = 0-212mv ② 列车原来匀速运动,故有:F = k(M+m)g ③ 由①②③得:12M m s s L M+-=. 例3: 如图所示,一根轻的刚性杆长为2L ,中点和右端各固定一个质量为m的小球,左端O 为水平转轴。
开始时杆静止在水平位置,释放后将向下摆动,求从开始释放到摆到竖直位置的过程中,杆对B 球做了多少功?分析: A 、B 杆组成的系统,只有重力做功,系统机械守恒,单独物体A(或B )除重力对它做功外,A 、B 间的轻杆对它也做了功,所以每个的物体A (或B )的机械能不守恒,由于A 、B 一起绕O 转动,它们的角速度相等。