2018高中物理第四章機(jī)械能和能源機(jī)械能守恒定律練習(xí)(基礎(chǔ)篇)教科版必修2

1、機(jī)械能守恒定律（基礎(chǔ)篇）一、選擇題：1 質(zhì)量為 m 的物體從距地面 h 高處的某點(diǎn)自由落下， 在這過(guò)程中不計(jì)空氣阻力， 下列說(shuō)法正確的是（）A.重力對(duì)物體做功為 mgh B.重力勢(shì)能減少 mghC.動(dòng)能增加 mghD.機(jī)械能增加 mgh2.關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述，正確的是（）A. 作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能一定守恒B. 作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能可能守恒C. 合外力對(duì)物體做功為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒D. 只有重力對(duì)物體做功，物體機(jī)械能一定守恒3.在不計(jì)空氣阻力的條件下，下列幾種運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能不守恒的是（）A. 氫氣球勻速上升B. 從高處向任意方向拋出的小球C. 物體沿光滑曲面下滑D. 小球用一

2、細(xì)繩拴著在擺動(dòng)的過(guò)程中4.汽車(chē)上坡時(shí)，如果牽引力的大小等于摩擦力，不計(jì)空氣阻力，那么，下列說(shuō)法中哪一個(gè)是正確的 （）A. 汽車(chē)勻速上坡B. 汽車(chē)在上坡過(guò)程中機(jī)械能減小C. 汽車(chē)在上坡過(guò)程中機(jī)械能增大D. 汽車(chē)在上坡過(guò)程中，動(dòng)能減小，勢(shì)能增大，總的機(jī)械能不變5. 物體靜止在某一高處時(shí)具有 60J 的勢(shì)能。當(dāng)它從該處自由下落至另一位置時(shí)所具的勢(shì)能為動(dòng)能的一半，那么，物體所減少的勢(shì)能是下列中的哪一個(gè)（）A. 20J B . 30J C . 40J D . 60JH 的平臺(tái)邊緣以初速度 vo豎直向下拋出。若不計(jì)空氣阻力，則物體下落到距地面高為 h 時(shí)的動(dòng)能為（）. .121212A. mgh+mv0B

3、 . mgH-mghC . mgHmv0-mghD . mgHmv0+ mgh2 2 27.如圖所示，m滑輪光滑且質(zhì)量不計(jì)，在 m 下降一段距離 d 的過(guò)程中（不計(jì)空氣阻力），下列說(shuō)法 正確的是（ ）A. m 的機(jī)械能增加B . m 的機(jī)械能增加C. m 和 m 的總機(jī)械能減少D . m 和 m 的總機(jī)械能不變&質(zhì)量為m的物體以初速度V0從地面豎直上拋，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)它拋到離地面h高處時(shí)，它的動(dòng)能恰6.質(zhì)量為 m 的物體從距地面高為好為重力勢(shì)能的 3 倍（地面為重力勢(shì)能參考面），則這個(gè)高度為h為（A.2V。4gB.c 23v04gc 23v08gD2 8gF將它從豎直位置 A 拉到位

4、置 B,小球在 B 點(diǎn)受到的沿圓弧切線(xiàn)方向的合力恰好為零，此時(shí)線(xiàn)與豎直方向的夾角為B,則有（）9.如圖所示，細(xì)線(xiàn)上吊著小球，用水平恒力3A. 恒力F做的功大于小球重力勢(shì)能的增量B. 小球?qū)㈧o止在 B 點(diǎn)C. 細(xì)線(xiàn)對(duì)小球做的功為零D.若在 B 點(diǎn)將力F撤去，小球來(lái)回?cái)[動(dòng)的角度將大于010如圖所示，半徑為 R 的豎直光滑圓軌道內(nèi)側(cè)底部靜止著一個(gè)光滑小球，現(xiàn)給小球一個(gè)沖擊使其在瞬間得到一個(gè)水平初速 V。，若 V。大小不同，則小球能夠上升到的最大高度(距離底部)也不同.B. 如果 V。二寧，則小球能夠上升的最大高度為C. 如果 vo= 寧，則小球能夠上升的最大高度為D. 如果 vo=y匚則小球能夠上升

5、的最大高度為、解答題:1某同學(xué)為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律編排了如下實(shí)驗(yàn)步驟：A. 用天平稱(chēng)出重物的質(zhì)量；B. 把紙帶固定到重物上，并把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，提升到一定高度；C. 拆掉導(dǎo)線(xiàn)，整理儀器；D. 斷開(kāi)電源，調(diào)整紙帶，重做兩次；E. 用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間；F. 用毫米刻度尺測(cè)出計(jì)數(shù)點(diǎn)與起點(diǎn)的距離，記錄數(shù)據(jù)，并計(jì)算出結(jié)果，得出結(jié)論；G. 把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到低壓交流電源上；H. 接通電源，釋放紙帶；I.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到低壓直流電源上；J.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定到桌邊的鐵架臺(tái)上。上述實(shí)驗(yàn)步驟中錯(cuò)誤的是 _，可有可無(wú)的是 _ ，其余正確且必要的步驟按實(shí)驗(yàn)操作順序排列是_。(均只需填步驟的代號(hào))2.為進(jìn)行驗(yàn)證

6、機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，有下列器材可供選用：鐵架臺(tái)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、 秒表、低壓直流電流、導(dǎo)線(xiàn)、電鍵、天平，其中不必要的器材是_ ，缺少的器材是 _ 3在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為1kg的重錘自由下落，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄運(yùn)動(dòng)過(guò)程，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源的頻率為50Hz，如圖所示，紙帶上 0 點(diǎn)為重錘自由下落時(shí)紙帶打點(diǎn)起點(diǎn)，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)AB、C D 依次間隔為一個(gè)點(diǎn)，各計(jì)數(shù)點(diǎn)與O 點(diǎn)距離如圖示，單位為 mm g=9. 8m/s2,則:(1) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄 B 點(diǎn)時(shí)，重錘速度為=_ ，重錘的動(dòng)能為 EkB=_。(2) 從 O 點(diǎn)下落算起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄B 點(diǎn)時(shí)，重錘重力勢(shì)能減

7、少為 _ 。R2R22RF列說(shuō)法中正則小球能夠上升的最大高度為4(3) 以 B 點(diǎn)為例，說(shuō)明你怎樣判斷重錘下落過(guò)程中機(jī)械能是否守恒？5OABC DQ3】：4處6 l去4曲0 4如圖所示，一勻質(zhì)直桿 AB 長(zhǎng)為-、2r，從圖示位置由靜止沿光滑面ABM 動(dòng)，AB 是半徑為r的四分之一圓弧，BD 為水平面，求直桿全部滑到 BD 時(shí)的速度大小。5將質(zhì)量為m的物體以初速度v0=10m/s豎直向上拋出，忽略空氣阻力，取g = 10m/s2，則:(1) 物體上升的最大高度是多少？(2) 上升過(guò)程中何處重力勢(shì)能與動(dòng)能相等？6如圖所示，在光滑的水平桌面上，放一根長(zhǎng)為|的鏈條，鏈條沿桌邊掛在桌外的長(zhǎng)度為a,鏈條由

8、靜止開(kāi)始釋放，求鏈條全部離開(kāi)桌面時(shí)的速度。7如圖，AB 是高 hi=0.6m、傾角0=37的斜面，放置在水平桌面上，斜面下端是與桌面相切的一段圓弧，且緊靠桌子邊緣。桌面距地面的高度h2=1.8m。一個(gè)質(zhì)量 m=1.0kg 的小滑塊從斜面頂端 A 由靜止開(kāi)始沿軌道下滑，運(yùn)動(dòng)到斜面底端 B 時(shí)沿水平方向離開(kāi)斜面，落到水平地面上的C 點(diǎn)?；瑝K與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.5。不計(jì)空氣阻力，2g=10m/s。求：(1) 小滑塊經(jīng)過(guò) B 點(diǎn)時(shí)的速度；(2) 小滑塊落地點(diǎn) C 距桌面的水平距離；(3) 小滑塊落地時(shí)的速度大小。h2B6【答案與解析】7一、選擇題：1.ABC解析：物體自由下落，只有重力做功，機(jī)

9、械能守恒，D選項(xiàng)錯(cuò)誤；物體下落h重力對(duì)物體做功為mgh 重力勢(shì)能減少 mgh 動(dòng)能增加 mgh 故 ABC 正確。2.BD解析：判斷機(jī)械能是否守恒，依據(jù)是重力以外的力是否做了功，不管物體是做勻速還是變速運(yùn)動(dòng)，也不管 物體是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)還是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，只要重力以外的力不做功或做功之和為零，機(jī)械能就守恒。合外力做功為 零，并不意味著重力以外的力做功之和為零，故機(jī)械能不一定守恒，故BD 選項(xiàng)正確。3.A解析：A 選項(xiàng)中氫氣球勻速上升受浮力和重力，且浮力做功，故不守恒，其他選項(xiàng)只有重力做功，故守恒，D 選項(xiàng)繩子拉力方向始終與速度方向垂直，故不做功，也守恒。4.D解析：因?yàn)槠?chē)牽引力的大小等于摩擦力，故合外力

10、為重力，在上坡過(guò)程中只有重力做負(fù)功，動(dòng)能減小，勢(shì)能增大，總的機(jī)械能不變，故D 選項(xiàng)正確。5.C解析：物體自由下落機(jī)械能守恒，設(shè)初狀態(tài)的勢(shì)能為Ep,此時(shí)的勢(shì)能為EPI，則動(dòng)能為 2Epi,根據(jù)機(jī)械能守恒可知：Ep =Epi EkEp=Epi- 2Epi=3EpiEp1=20J減少的勢(shì)能為Ep- Epi= 60 - 20 = 40 J，故 C 選項(xiàng)正確。6.C解析：根據(jù)機(jī)械能守恒可知：I2mv0mgH = mgh EK2故 C 選項(xiàng)正確。7.BD解析：對(duì)于系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故D 選項(xiàng)正確；但對(duì)于單個(gè)物體機(jī)械能不守恒，繩子拉力對(duì)m,做負(fù)功，其機(jī)械能減少，繩子拉力對(duì)m2做正功，其機(jī)械能增加，故B選項(xiàng)正確

11、。8、D解析：由機(jī)械能守恒定律：mv02=3mgh+mgh =4mgh，解得：h=血28g9、ACD解析：由 A 到 B 的過(guò)程中恒力 F 做功，使得小球的動(dòng)能和重力勢(shì)能均增加，因此恒力F 做的功大于小球重力勢(shì)能的增量，故 A 正確；由題意知，小球在 B 點(diǎn)受到的沿圓弧切線(xiàn)方向的合力恰好為零，即拉力F 與重力沿圓弧切線(xiàn)方向的分力大小相等，方向相反，則小球到達(dá)B 點(diǎn)之前，小球在 B 點(diǎn)受到圓弧切線(xiàn)方向的合EK12mv02mgH -mgh8力大于零，方向與速度方向相同，故從A 到 B 小球做加速運(yùn)動(dòng)，故小球不可能靜止在B 點(diǎn).故 B 錯(cuò)誤；細(xì)線(xiàn)的拉力始終與速度方向垂直，所以不做功故C 正確；若在

12、B 點(diǎn)將力 F 撤去時(shí)，由于存在速度，所以小9球來(lái)回?cái)[動(dòng)時(shí)偏離豎直方向的最大角度大于10、AB解析：A、如果 v= T，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：p.=mgh 解得：h= ，即小球能夠上升的最大高度 為上，故 A 正確;2得，v=故如果 V0= . 一一，則小球能夠上升的最大高度為 R，故 B 正確.C D 設(shè)小球恰好運(yùn)動(dòng)到圓軌道最高點(diǎn)時(shí)在最低點(diǎn)的速度為Vi，在最高點(diǎn)的速度為 V2.2Vrj 則在最咼點(diǎn)，有 mg=m -;R從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：2mgR=.上；聯(lián)立以上兩式得：v=.二二；所以如果 V0= 寧和 V0= 寧，小球不能到達(dá)圓軌道的最高點(diǎn)，即上升的高度小于2R

13、.如果 V0= .|：,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得： 一廠(chǎng)- =mgh 解得：h=.、當(dāng)根據(jù)豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知小球在上升到：工處之前就做斜拋運(yùn)動(dòng)了，故C D 錯(cuò)誤；故選：AB二、解答題：1.解析：實(shí)驗(yàn)步驟中錯(cuò)誤的是E 和 I，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中不需要測(cè)定時(shí)間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓交流電源。可有可無(wú)的實(shí)驗(yàn)步驟是 Ao其余正確且必要的步驟按實(shí)驗(yàn)操作順序排列是：J、G B、H D C、Fo2不必要的器材：秒表、低壓直流電源和天平；缺少的器材：低壓交流電源、刻度尺、重錘.3.解析：(1) 1 . 175m/s, 6. 96X10-J；s125 4 _31 41T =0.04SVBAC10 m/s =1.1

14、75m/s,EKmv2= 6.90 10JJ2T 2 7.042-一1(2)6.92X10 J；mgh=1 9.8 70.6 10J =6.92 104J(3)%=6. 96X10-1J , Ekp=6. 92X101J.在誤差允許范圍內(nèi)，二者相等，可認(rèn)為機(jī)械能守恒.4.V =解析：物體沿光滑軌道運(yùn)動(dòng)，僅有重力做功，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有r 12mv2 2v f：gr5.5m； 2.5m解析：(1)根據(jù)機(jī)械能守恒可知:0，故 D 正確。B 設(shè)小球恰好能運(yùn)動(dòng)到與圓心等高處時(shí)在最低點(diǎn)的速度為v,則根據(jù)機(jī)械能守恒定律得:mgR=，解mgh =2mv210mv2= mghh =5m(2)重力勢(shì)能與動(dòng)能相等即:Ep=Ekh = 2.5m解析： 選擇桌面上和掛出部分的鏈條作為研究對(duì)象， 從圖中位置到全部移開(kāi)桌面過(guò)程中， 系統(tǒng)重力勢(shì)能的 減小等整個(gè)鏈子動(dòng)能增加，由機(jī)械能守恒得(設(shè)鏈子單位長(zhǎng)度質(zhì)量為mJ貝U：m (I -a)g1 am a g(l -a) = m I v22 2(I2-a2I7. 2.0m/s; 1.2m； 6.4m