機械能守恒定律練習(xí)含答案

1、 機械能守恒定律精選練習(xí)一 夯實基礎(chǔ)1.如圖所示實例中均不考慮空氣阻力，系統(tǒng)機械能守恒的是()【答案】D【解析】：人上樓、跳繩過程中機械能不守恒，從能量轉(zhuǎn)化角度看都是消耗人體的化學(xué)能；水滴石穿，水滴的機械能減少的部分轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能；弓箭射出過程中是彈性勢能與動能、重力勢能的相互轉(zhuǎn)化，只有重力和彈力做功，機械能守恒。2.(2019浙江省溫州市諸暨中學(xué)高一下學(xué)期期中)關(guān)于以下四幅圖，下列說法中正確的是()A圖1中“蛟龍?zhí)枴北坏踯嚨跸滤倪^程中它的機械能守恒B圖2中火車在勻速轉(zhuǎn)彎時動能不變，故所受合外力為零C圖3中握力器在手的壓力作用下彈性勢能增加了D圖4中撐桿跳高運動員在上升過程中機械能守恒【答案】C

2、【解析】：圖1中“蛟龍?zhí)枴北坏踯嚨跸滤倪^程，鋼繩對它做負功，所以機械能不守恒，故A錯誤；圖2中火車在勻速轉(zhuǎn)彎時做勻速圓周運動，所受的合外力指向圓心且不為零，故B錯誤；圖3中握力器在手的壓力下形變增大，所以彈性勢能增大，C正確；圖4中撐桿跳高運動員在上升過程中撐桿的彈性勢能轉(zhuǎn)化為運動員的機械能，所以運動員的機械能不守恒，故D錯誤。3(2019山東省濟南外國語學(xué)校高一下學(xué)期月考)如圖所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一物體向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面。設(shè)物體在斜面最低點A的速度為v，壓縮彈簧至C點時彈簧最短，C點距地面高度為h，則物體運動到C點時，彈簧的彈性勢能是()Amghmv2Bmv2m

3、ghCmghDmghmv2【答案】B【解析】：由A到C的過程運用機械能守恒定律得：mghEpmv2所以Epmv2mgh，故選B。4.如圖，質(zhì)量為m的蘋果，從離地面H高的樹上由靜止開始落下，樹下有一深度為h的坑。若以地面為零勢能參考平面，則當蘋果落到坑底時的機械能為()AmghBmgHCmg(Hh)Dmg(Hh)【答案】B【解析】：蘋果下落過程機械能守恒，開始下落時其機械能為EmgH，落到坑底時機械能仍為mgH。5.(2019遼寧省莊河市高級中學(xué)高一下學(xué)期檢測)如圖所示，小物體A沿高為h，傾角為的光滑斜面以初速度v0從頂端滑到底端，而相同的物體B以同樣大小的初速度從同等高度處豎直上拋，則()A兩

4、物體落地時速度相同B從開始至落地，重力對它們做功相同C兩物體落地時重力的瞬時功率一定相同D從開始運動至落地過程中，重力對它們做功的平均功率一定相同【答案】B【解析】：根據(jù)機械能守恒可知兩物體落地時速度大小相等，但方向不同，故AC錯誤；由WGmgh知B正確；根據(jù)P，可判D錯誤。6.如圖所示，傾角30的斜面連接水平面，在水平面上安裝半徑為R的半圓豎直擋板，質(zhì)量m的小球從斜面上高為R/2處靜止釋放，到達水平面恰能貼著擋板內(nèi)側(cè)運動。不計小球體積，不計摩擦和機械能損失。則小球沿擋板運動時對擋板的作用力是()A0.5mgBmgC1.5mgD2mg【答案】B【解析】：由機械能守恒定律知，mgmv2，又Fm得

5、Fmg，選項B正確。7.如圖所示，一個質(zhì)量為m，均勻的細鏈條長為L，置于光滑水平桌面上，用手按住一端，使L/2長部分垂在桌面下，(桌面高度大于鏈條長度)，現(xiàn)將鏈條由靜止釋放，則鏈條上端剛離開桌面時的動能為()A0BmgLCmgLDmgL【答案】D【解析】：取桌面下為零勢能面，根據(jù)機械能守恒定律得EkmgL，故選D。8.如圖所示，輕繩連接A、B兩物體，A物體懸在空中距地面H高處，B物體放在水平面上。若A物體質(zhì)量是B物體質(zhì)量的2倍，不計一切摩擦。由靜止釋放A物體，以地面為零勢能參考面。當A的動能與其重力勢能相等時，A距地面的高度是()A.H B.H C.H D.H【答案】B【解析】設(shè)A的動能與重力

6、勢能相等時，A距地面高度為h，對A、B組成的系統(tǒng)，由機械能守恒定律得：mAg(Hh)mAv2mBv2又由題意得：mAghmAv2且mA2mB由式聯(lián)立解得：hH，故B正確。9.質(zhì)量為25 kg的小孩坐在秋千上，小孩重心離拴繩子的橫梁2.5 m，如果秋千擺到最高點時，繩子與豎直方向的夾角是60，秋千板擺到最低點時，忽略手與繩間的作用力，求小孩對秋千板的壓力大小。(不計空氣阻力，g取10m/s2)【答案】：500 N【解析】：秋千擺到最低點過程中，只有重力做功，機械能守恒，則：mgl(1cos60)mv2在最低點時，設(shè)秋千對小孩的支持力為FN，由牛頓第二定律得：FNmgm解得：FN2mg22510

7、N500 N，由牛頓第三定律得小孩對秋千板的壓力為500 N。10.2018年冬季奧林匹克運動會跳臺滑雪比賽在韓國平昌舉行。圖為一跳臺的示意圖。假設(shè)運動員從雪道的最高臺A由靜止開始滑下，不借助其他器械，沿光滑雪道到達跳臺的B點時速度多大？當他落到離B點豎直高度為10 m的雪地C點時，速度又是多大？(設(shè)這一過程中運動員沒有做其他動作，忽略摩擦和空氣阻力，取g10 m/s2)【答案】：8.9 m/s16.7 m/s【解析】：運動員在滑雪過程中只有重力做功，故運動員在滑雪過程中機械能守恒。取B點所在水平面為參考平面。由題意知A點到B點的高度差h14 m，B點到C點的高度差h210 m，從A點到B點的

8、過程由機械能守恒定律得mvmgh1，故vB4m/s8.9 m/s；從B點到C點的過程由機械能守恒定律得mvmgh2mv，故vC2 m/s16.7 m/s。二 提升訓(xùn)練1下列各種運動過程中，物體機械能守恒的是(忽略空氣阻力)()A將箭搭在弦上，拉弓的整個過程B過山車在動力作用下從軌道上緩慢上行的過程C在一根細線的中央懸掛著一個物體，雙手拉著細線慢慢分開的過程D手握內(nèi)有彈簧的圓珠筆，筆帽抵在桌面放手后圓珠筆彈起的過程【答案】D【解析】：將箭搭在弦上，拉弓的整個過程中，拉力對箭做功，故機械能不守恒，故A錯誤；過山車在動力作用下從軌道上緩慢上行的過程，動能不變，重力勢能變大，故機械能不守恒，故B錯誤；

9、在一根細線的中央懸掛著一物體，雙手拉著細線慢慢分開的過程，動能不變，重力勢能增大，故機械能不守恒，故C錯誤；筆帽抵在桌面放手后圓珠筆彈起的過程中，只有重力和彈簧彈力做功，故機械能守恒，故D正確；故選D。2.(2019天津二中高一下學(xué)期檢測)如圖所示，在地面上以速度v0拋出質(zhì)量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h的海平面上。若以地面為參考平面，且不計空氣阻力，則下列選項錯誤的是()A物體落到海平面時的勢能為mgh B重力對物體做的功為mghC物體在海平面上的動能為mvmgh D物體在海平面上的機械能為mv【答案】A【解析】：若以地面為參考平面，物體落到海平面時的勢能為mgh，所以A選項錯誤；此過

10、程重力做正功，做功的數(shù)值為mgh，因而B正確；不計空氣阻力，只有重力做功，所以機械能守恒，有mvmghEk，在海平面上的動能為Ekmvmgh ，C選項正確；在地面處的機械能為mv，因此在海平面上的機械能也為mv，D選項正確。3.一小球以一定的初速度從圖示位置進入豎直光滑的軌道，小球先進入圓軌道1，再進入圓軌道2，圓軌道1的半徑為R，軌道2的半徑是軌道1的1.8倍，小球的質(zhì)量為m，若小球恰好能通過軌道2的最高點B，則小球在軌道1上經(jīng)過A處時對軌道的壓力為()A2mgB3mgC4mgD5mg【答案】C【解析】：小球恰好能通過軌道2的最高點B時，有mg，小球在軌道1上經(jīng)過A處時，有Fmg，根據(jù)機械能

11、守恒定律，有1.6mgRmvmv，解得F4mg，C項正確。4(2019吉林省松原市油田高中高一下學(xué)期期末)如圖，固定在地面的斜面體上開有凹槽，槽內(nèi)緊挨放置六個半徑均為r的相同小球，各球編號如圖。斜面與水平軌道OA平滑連接，OA長度為6r?，F(xiàn)將六個小球由靜止同時釋放，小球離開A點后均做平拋運動，不計一切摩擦。則在各小球運動過程中，下列說法正確的是()A球1的機械能守恒B球6在OA段機械能增大C球6的水平射程最大D有三個球落地點相同【答案】BD【解析】：6個小球都在斜面上運動時，只有重力做功，整個系統(tǒng)的機械能守恒，當有部分小球在水平軌道上運動時，斜面上的小球仍在加速，球2對1的作用力做功，故球1的

12、機械能不守恒，故A錯誤；球6在OA段運動時，斜面上的小球在加速，球5對球6的作用力做正功，動能增加，機械能增大，故B正確；由于有部分小球在水平軌道上運動時，斜面上的小球仍在加速，所以可知離開A點時球6的速度最小，水平射程最小，故C錯誤；最后三個球在水平面上運動時不再加速，3、2、1的速度相等，水平射程相同，落地點位置相同，故D正確，故選B、D。5如圖甲所示，一個小環(huán)套在豎直放置的光滑圓形軌道上做圓周運動。小環(huán)從最高點A滑到最低點B的過程中，其線速度大小的平方v2隨下落高度h變化的圖像可能是圖乙所示四個圖中的()【答案】AB【解析】：設(shè)小環(huán)在A點的速度為v0，選A點為零勢面，由機械能守恒定律得m

13、ghmv2mv得v2v2gh，可見v2與h是線性關(guān)系，若v00，B正確；v00，A正確，故正確選項是AB。6.如圖所示，在高1.5 m的光滑平臺上有一個質(zhì)量為2 kg的小球被一細線拴在墻上，小球與墻之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧。當燒斷細線時，小球被彈出，小球落地時的速度方向與水平方向成60角，則彈簧被壓縮時具有的彈性勢能為(g取10 m/s2)()A10 J B15 J C20 J D25 J【答案】A【解析】由2ghv0得：vy，即vy m/s，落地時，tan 60，可得：v0 m/s，彈簧與小球組成的系統(tǒng)機械能守恒，在小球被彈出的過程中，由機械能守恒定律得Epmv，可求得：Ep10 J，故A

14、正確。7.以相同大小的初速度v0將物體從同一水平面分別豎直上拋、斜上拋、沿光滑斜面(足夠長)上滑，如圖所示，三種情況達到的最大高度分別為h1、h2和h3，不計空氣阻力(斜上拋物體在最高點的速度方向水平)，則()Ah1h2h3 Bh1h2h3 Ch1h3h2【答案】D【解析】豎直上拋物體和沿斜面運動的物體，上升到最高點時，速度均為0，由機械能守恒得mghmv，所以h1h3h，斜上拋物體在最高點速度不為零，設(shè)為v1，則mgh2mvmv，所以h2h1h3，故D正確。8.如圖甲所示為商場內(nèi)的螺旋滑梯，小孩從頂端A處進入，由靜止開始沿滑梯自然下滑(如圖乙)，并從底端B處滑出。已知滑梯總長度L20 m，A

15、、B 間的高度差 h12 m。(1)假設(shè)滑梯光滑，則小孩從B處滑出時的速度v1多大？(2)若有人建議將該螺旋滑梯改建為傾斜直線滑梯，并保持高度差與總長度不變。已知小孩與滑梯間的動摩擦因數(shù) 0.25，若小孩仍從頂端由靜止自然下滑，則從底端滑出時的速度v2多大？(3)若小孩與滑梯間的動摩擦因數(shù)仍為0.25，你認為小孩從螺旋滑梯底端B處滑出的速度v3與(2)問中傾斜直線滑梯滑出的速度v2哪個更大？試簡要說明理由?！敬鸢浮浚?1)4 m/s(2)4 m/s(3)v2更大【解析】：(1)由機械能守恒可得：mghmv解得：v14 m/s(2)由動能定理可得：WGWfmvmghmgLmv解得：v24m/s(

16、3)v2更大，根據(jù)WGWfmv，WGWfmv與直線下滑相比，重力做功相等，沿螺旋滑梯下滑時，小孩受到的彈力更大(或需要向心力)，受到的滑動摩擦力更大，滑動摩擦力做的負功更多，v3更小。9.如圖所示，豎直平面內(nèi)的圓弧形光滑管道半徑略大于小球半徑，管道中心到圓心距離為R，A端與圓心O等高，AD為水平面，B端在O的正下方，小球自A點正上方由靜止釋放，自由下落至A點進入管道，當小球到達B點時，管壁對小球的彈力大小為小球重力的9倍。求：(1)釋放點距A的豎直高度；(2)落點C與A的水平距離?！敬鸢浮浚?1)3R(2)(21)R【解析】：(1)設(shè)小球到達B點的速度為v1，因為到達B點時管壁對小球的彈力大小為小球重力大小的9倍，所以有9mgmgm又由機械能守恒定律得mg(hR)mv所以h3R(2)設(shè)小球到達最高點的速度為v2，落點C與A的水平距離為s由機械能守恒定律得mvmvmg2R由平拋運動規(guī)律得Rgt2Rsv2t由此可解得s(21)R10.如圖所示，彎曲斜面與半徑為R的豎直半圓組成光滑軌道，一個質(zhì)量為m的小球從高度為4R的A點由靜止釋放，經(jīng)過半圓的最高點D后做平拋運動落在水平面的E點，忽略空氣阻力(重力加速度為g)，求：(1)小球在D點時的速度vD；(2)小球落地點E離半圓軌