高一物理必修二第七章 机械能及机械能守恒基础练习题(带参考答案)

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3、质量不等但有相同初速度的两物体，在动摩擦因数 相同的水平地面上滑行直到停止，则下列判断正确的 是（ ） A、质量大的物体滑行距离大 B、质量小的物体滑行距离大 C、它们滑行的距离一样大 D、质量小的滑行时间短
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17.将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，它的动能和重力势能相同，则这一位置 的高度是（ ）
A、2 H/3 B、 H /2 C、 H /3 D、 H/4
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8、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．只要合外力为零，机械能守恒 C．当有重力和弹力外的其他外力作用时，只要其他外力 不做功，机械能守恒
D.地面对物体的平均阻力为 mgH h

人教版物理必修二第七章 8机械能守恒定律精选练习习题（附答案解析）1．一个人站在阳台上，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，则三球落地时的速度() A．上抛球最大B．下抛球最大C．平抛球最大D．三球一样大解析在物体做抛体运动的过程中机械能守恒，得12m v2＋mgh＝12m v21，得v1＝v20＋2gh，所以三球落地时的速度大小相同，D选项正确．答案 D2．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，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B机械能守恒D．丁图中，在不计空气阻力的情况下，小球在竖直面内左右摆动，小球的机械能守恒解析甲图中重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，但弹簧的弹性势能增加，A的机械能减小，A项错；物体B下滑，B对A的弹力做功，A的动能增加，B的机械能减小，B项错；丙图中A、B组成的系统只有重力做功，机械能守恒，C项对；丁图中小球受重力和拉力作用，但只有重力做功，机械能守恒，D项对．答案CD3．质量为m的物体，在距地面h高处以g/2的加速度由静止开始竖直下落到地面，下列说法中正确的是()A．物体的重力势能减少了12mghB．物体的机械能减少了mghC．物体的动能增加了32mghD．重力对物体做功为mgh解析此过程中除重力外物体还受到了其他的外力做功，而且做负功，故机械能减少了mgh2，故B、C选项错误；物体下落重力势能减少了mgh，故A 选项错误，而D选项正确．答案 D4．如图所示小球沿水平面通过O点进入半径为R的光滑半圆弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面，不计一切阻力，下列说法正确的是()A．小球落地点离O点的水平距离为2RB ．小球落地时的动能为5mgR /2C ．小球运动到半圆弧最高点P 时向心力恰好为零D ．若将半圆弧轨道上部的1/4圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最高点与P 在同一水平面上解析 小球运动到P 点时恰能通过P 点，则在最高点P 由重力提供向心力，由牛顿第二定律得mg ＝m v 2R ，解得v ＝gR ，小球从P 点做平抛运动，x ＝v t,2R＝12gt 2，解得x ＝2R ，选项A 正确，选项C 错误；由机械能守恒定律有2mgR ＋12m v 2＝E k ，解得E k ＝52mgR ，选项B 正确；若将半圆形轨道上部的14圆弧截去，小球离开圆弧轨道做竖直上抛运动，到达最高点时，动能为零，整个过程机械能守恒，所以小球能到达的高度大于P 点的高度，选项D 错误．答案 AB5．如图所示，两个质量相同的物体a 、b ，在同一高度处，a 自由下落，b 沿光滑斜面由静止下滑，则它们到达地面时(空气阻力不计)( )A ．速率相同，动能相同B ．a 物体速度大，动能也大C ．a 、b 两物体在运动过程中机械能守恒D ．b 物体重力做功比a 物体的重力做功大解析 不论是自由落体还是沿光滑斜面下滑，都只有重力做功，符合机械能守恒定律，所以C 正确；由机械能守恒得：mgh ＝12m v 2，所以落地时，速率相同动能也相同，A正确．答案AC6．一蹦极运动员身系弹性蹦极绳，从水面上方高台下落，到最低点时距水面还有数米距离，假定空气阻力可以忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是()A．运动员到达最低点前的重力势能始终减小B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D．蹦极过程中、重力势能的改变与重力势能零点的选取有关解析运动员到达最低点前始终下落，重力做正功、重力势能减小，故A 选项正确；弹性势能的变化取决于弹力做功，当蹦极绳张紧后，随着运动员的下落，弹力一直做负功，弹性势能一直增大，故B选项正确；在蹦极过程中，由于只有重力和弹性绳的弹力做功，故运动员、地球及弹性绳组成的系统机械能守恒，故C选项正确；重力势能的大小与零势能面的选取有关．重力势能的变化与零势能面的选取无关，故D选项错误．答案ABC7．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离地面高H处自由落下，不计空气阻力，以桌面处为零势能位置，则小球落到地面前瞬间的机械能为()A．mgh B．mgHC．mg(H－h) D．－mgh解析由于小球在下落过程中只受重力作用，所以机械能守恒，也就是说小球在任一位置时的机械能都相等，并且都等于刚释放时的机械能，E＝mg(H －h)，故正确选项为C.答案 C8．一物体由h高处自由落下，当物体的动能等于势能时，物体经历的时间为()A.2hg B.hgC. h2g D．以上都不对解析设物体动能等于势能时，速度为v，则12m v2＋E p＝mgh，即m v2＝mgh，v＝gh，又物体做自由落体运动，v＝gt，所以gh＝gt，t＝hg，B正确．答案 B9．如图所示，长为L1的橡皮条与长为L2的绳子一端固定于O点，橡皮条另一端系一A球，绳子另一端系一B球，两球质量相等．现将橡皮条和绳子都拉至水平位置，由静止释放两球，摆至最低点时，橡皮条和绳子的长度恰好相等．若不计橡皮条和绳子质量，两球在最低点时速度的大小比较() A．A球较大B．B球较大C．两球一样大D．条件不足，无法比较解析A球摆至最低点时，重力势能的减少除转化为动能外，还转化为弹性势能．所以A球在最低点时的速度较小．答案 B如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m，且M＞m，不计摩擦，系统由静止开始运动过程中()A．M、m各自的机械能分别守恒B．M减少的机械能等于m增加的机械能C．M减少的重力势能等于m增加的重力势能D．M和m组成的系统机械能守恒解析M下落过程中，绳的拉力对M做负功，M的机械能减少；m上升过程，绳的拉力对m做正功，m的机械能增加，A错误；对M、m组成的系统，机械能守恒，易得B、D正确；M减少的重力势能并没有全部用于m重力势能的增加，还有一部分转变成M、m的动能，所以C错误．答案BD11.如图是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B处安装一个压力传感器，其示数N表示该处所受压力的大小．某滑块从斜面上不同高度h 处由静止下滑，通过B 时，下列表述正确的有( )A ．N 小于滑块重力B ．N 大于滑块重力C ．N 越大表明h 越大D ．N 越大表明h 越小解析 设滑块到达B 点时的速度为v ，根据牛顿第二定律有，N －mg ＝m v 2R ，得N ＝m v 2R ＋mg ，故选项B 正确，选项A 错误；由机构能守恒定律有mgh ＝12m v 2，联立以上等式得N ＝mg (1＋2h R )，可知选项C 正确，选项D 错误．答案 BC12．如图所示，轻弹簧K 一端与墙相连，质量为4 kg 的木块沿光滑的水平面以5 m/s 的速度运动并压缩弹簧K ，求弹簧在被压缩过程中最大的弹性势能及木块的速度减为3 m/s 时弹簧的弹性势能．解析 木块的动能全部转化为弹性势能时弹簧获得最大的弹性势能E pm ＝12m v 20＝50 J.当木块的速度减为3 m/s 时E p ＝12m v 20－12m v 2＝32 J. 答案 50 J 32 J13．如图所示，AB 是竖直面内的四分之一圆弧形光滑轨道，下端B 与水平直轨道相切．一个小物块自A 点由静止开始沿轨道下滑，已知轨道半径为R ＝0.2 m ，小物块的质量为m ＝0.1 kg ，小物块与水平面间的摩擦因数μ＝0.5，取g ＝10 m/s 2.求：(1)小物块在B 点时受圆弧轨道的支持力；(2)小物块在水平面上滑动的最大距离．解析 (1)由机械能守恒定律，得mgR ＝12m v 2B 在B 点F N －mg ＝m v 2B R联立以上两式得F N ＝3mg ＝3×0.1×10 N ＝3 N.(2)设小物块在水平面上滑动的最大距离为s ，对整个过程由动能定理得mgR －μmgs ＝0代入数据得s ＝R μ＝0.20.5m ＝0.4 m. 答案 (1)3 N (2)0.4 m14．如图所示，光滑圆柱被固定在水平平台上，质量为m 1的小球用轻绳跨过圆柱与质量为m 2的小球相连，开始时让m 1放在平台上，两边绳子竖直．两球从静止开始m 1上升，m 2下降，当m 1上升到圆柱的最高点时，绳子突然断了，发现m 1恰能做平抛运动，求m 2m 1.解析 由题意可知，在m 1上升到最高点时，由重力提供向心力即m 1g ＝m 1v 2R从开始到m 1到达最高点的过程中，对m 1、m 2和轻绳组成的系统，满足机械能守恒则m 2gR (1＋π2)－2m 1gR ＝12(m 1＋m 2)v 2 由以上两式得m 2m 1＝＋π)． 答案 ＋π)。

2018-2019年高中物理人教版《必修2》《第七章机械能守恒定律》《第一节追寻守恒量》课后练习试卷【3】含答案考点及解析班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.长l的轻杆一端固定着一个小球A，另一端可绕光滑水平轴O在竖直面内做圆周运动,如图所示，下面叙述符合实际的是（）A．小球在最高点的速度至少为B．小球在最高点的速度大于时，受到杆的拉力作用C．当球在直径ab下方时，一定受到杆的拉力D．当球在直径ab上方时，一定受到杆的支持力【答案】BC【解析】试题分析：小球在最高点的速度至少为0，A错误；球在最高点的速度大于时，向心力大于mg，一定受到杆的拉力作用，B正确；当球在直径ab下方时，重力和轻杆的力提供向心力，一定受到杆的拉力，C正确；当球在直径ab上方时，可能受到杆的支持力或拉力，D错误。

考点：本题考查了竖直面内的圆周运动问题。

2.为了探测月球，嫦娥三号探测器先在以月球中心为圆心，高度为h的圆轨道上运动，随后飞船多次变轨，最后围绕月球做近月表面的圆周飞行，周期为To引力常量G已知。

则A．可以确定月球的质量B．可以确定月球的半径C．可以确定月球的平均密度D．可以确定嫦娥三号探测器做近月表面圆周飞行时，其质量在增大【解析】试题分析:月球的质量M=，由于不知道月球的半径r，也就不知道嫦娥三号探测器围绕月球做近月表面的圆周飞行的半径，也就没有办法确定月球的质量的，所以A、B错误；密度ρ=，所以可以确定月球的平均密度，故C正确；可以确定嫦娥三号探测器做近月表面圆周飞行时，其质量是不变，故D错误。

考点：人造卫星；万有引力定律及其应用3.如图所示，可视为质点的、质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列有关说法中正确的是（）A．小球能够通过最高点时的最小速度为0B．小球能够通过最高点时的最小速度为C．如果小球在最高点时的速度大小为2，则此时小球对管道的外壁有作用力D．如果小球在最低点时的速度大小为，则小球通过最高点时与管道间无相互作用力【答案】ACD【解析】当小球运动到最高点速度大于零就可以通过，所以Ａ对；B错；当通过最高点只由重力提供向心力时，小球对管道内外壁都没有作用力，由最低点到最高点只有重力做功，所以机械能守恒，设最低点为零势面，D 对；所以当小球到达最高点的速度大于时，外壁对小球有弹力作用，C对；4.物体受到几个恒力的作用而处于平衡状态，若再对物体施加一个恒力，则物体可能做( )A．静止或匀速直线运动B．匀变速直线运动C．曲线运动D．匀变速曲线运动【答案】BCD【解析】若物体在几个恒力的作用处于平衡状态时，是静止的，故再施加一个恒力后，物体受力恒定，做匀加速直线运动，若物体在几个恒力的作用处于平衡状态时，是运动的，再施加一个恒力后，如果这个恒力与速度方向共线，则物体做匀变速直线运动，若不共线，物体做曲线运动，因为受力恒定，为匀变速曲线运动，BCD正确。

机械能与机械能守恒定律知识回顾一、机械能1. 定义：物体的______________的总称为机械能。

2. 理解：（1状态量：机械能可以表示物体或物体系统在某一状态下的机械运动的能量或做功本领的大小，机械能大的物体往往做功能力强，机械能是标量，单位是焦耳．（2相对性、系统性：机械能是相对的，参考系一定，零势面一定，物体或物体系的机械能才能确定，当存在重力势能、弹性势能时机械能属于物体与地球及弹簧整体具有的．（3）机械能的变化:△E =E2-E1，末状态的机械能减去初状态的机械能．知识回顾二、机械能守恒定律1. 内容：在只有重力（或系统内弹力）做功的情形下，物体的重力势能（或弹性势性）和动能发生相互转化，但总的机械能保持不变．2. 表达式：E k+E p =E k’+E p’（要选零势能参考平面）或△E k =△E p（不用选零势能参考平面）或△E A增=△E B减（不用选零势能参考平面）3. 机械能守恒的条件及其含义：（1）条件：只有重力（或弹簧弹力）做功．（2）含义：其一：只发生机械能内部的相互转化（即只发生动能、重力势能和弹性势能的相互转化），前提是只有重力或弹力做功．其二：不发生机械能与其他形式能的相互转化，前提是其他力不做功．（3）只有重力做功可作如下三层解释：①只受重力作用：例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，自由落体，竖直球平抛、斜抛等．②受其他力，但其他力不做功，只有重力做功．③除重力和弹力之外，还有其他力做功，但其他力做功总和为零，物体的机械能不变，但不守恒。

4. 机械能是否守恒的判断（1）利用机械能的定义判断：分析动能与势能之和是否变化。

（2）用做功来判断：分析物体或物体系的受力情况（包括内力和外力），明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功，则机械能守恒；（3）用能量转化来判定：若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系机械能定恒。