機(jī)械能守恒定律測試題及答案

1、Eki，重力勢能為丘円。與機(jī) 械 能 守 恒 定 律 測 試 題、選擇題（每題4分，共40 分）1 .下列說法正確的是 （）A. 如果物體（或系統(tǒng)）所受到的合外力為零，則機(jī)械能一定守恒B. 如果合外力對物體（或系統(tǒng)）做功為零，則機(jī)械能一定守恒C物體沿固定光滑曲面自由下滑過程中，不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能一定守恒D.做勻加速運(yùn)動的物體，其機(jī)械能可能守恒2. 如圖所示，木板0A水平放置，長為L，在A處放置一個(gè)質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)繞0點(diǎn)緩慢抬高到A端，直到當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面成 角時(shí)停止轉(zhuǎn)動這時(shí)物體受到一個(gè)微小的干擾便開始緩慢勻速下滑，物體又回到 0點(diǎn)，在整個(gè)過程中（A.支持力對物體做的總功為 mgLsin

2、aB. 摩擦力對物體做的總功為零C. 木板對物體做的總功為零D. 木板對物體做的總功為正功 3、設(shè)一衛(wèi)星在離地面高h(yuǎn)處繞地球做勻速圓周運(yùn)動，其動能為該衛(wèi)星等質(zhì)量的另一衛(wèi)星在離地面高2h處繞地球做勻速圓周運(yùn)動，其動能為 EK2，重力勢能為Ep2。則下列關(guān)系式中正確的是（)A. EK1 > EK2BEpi > Ep2C.E Ki EP1 EK2 EP2DEK1EP1 VEK2EP24 質(zhì)量為m的物體，由靜止開始下落,由于空氣阻力，下落的加速度為5g，在物體下落h的過程中，下列說法正確的是A.物體動能增加了 4 mgh5B.物體的機(jī)械能減少了 4 mgh5C物體克服阻力所做的功為1 mg

3、h5D.物體的重力勢能減少了 mgh5.如圖所示，木板質(zhì)量為 M長度為L,小木塊的質(zhì)量為 m水平地面光滑，一根不計(jì)質(zhì)量的輕繩通過定滑輪分別與 M和m連接，小木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為 卩.開始時(shí)木塊靜止在木板左端，現(xiàn)用水平向右的力將m拉至右端，拉力至少做功為A. mgLB. 2 mgL4二.1mm""mgLc.2D. (M m)gL6.如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板m2的左端，右端與小木塊疔F* mim連接，且m、m2及 m2與地面之間接觸面光滑，開始時(shí)m和m2，n 均靜止，現(xiàn)同時(shí)對mi、m2施加等大反向的水平恒力Fi和F2，從兩物體開始運(yùn)動以后的整個(gè)過程中，對mi、m

4、2和彈簧組成的系統(tǒng)（整個(gè)過程中彈簧形變不超過其彈性限度），正確的說法是（）A. 由于Fi、F2等大反向，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒B. 由于Fi、F2分別對mi、m2做正功，故系統(tǒng)動能不斷增加C. 由于F1、F2分別對m、m2做正功，故系統(tǒng)機(jī)械能不斷增加D. 當(dāng)彈簧彈力大小與Fi、F2大小相等時(shí)，mi、m2的動能最大段的過程中，摩擦力所做的功（）A. 大于 mgL B.小于mgLC.等于mgLD.以上三種情況都有可能A ft ft ft-J灌人目譯誼世8. 嫦娥一號奔月旅程的最關(guān)鍵時(shí)刻是實(shí)施首次“剎車”減速.如圖所示，在接近月球時(shí), 嫦娥一號將要利用自身的火箭發(fā)動機(jī)點(diǎn)火減速，以被月球引力俘獲進(jìn)入繞月軌道

5、.這次減 速只有一次機(jī)會，如果不能減速到一定程 度，嫦娥一號將一去不回頭離開月球和地 球，漫游在更加遙遠(yuǎn)的深空；如果過分減 速，嫦娥一號則可能直接撞擊月球表 面.該報(bào)道的圖示如下.則下列說法正確的是（）A.實(shí)施首次“剎車”的過程，將使得嫦娥一號損失的動能轉(zhuǎn)化為勢能，轉(zhuǎn)化時(shí)機(jī)械能守恒.B. 嫦娥一號被月球引力俘獲后進(jìn)入繞月軌道，并逐步由橢圓軌道變軌到圓軌道.C. 嫦娥一號如果不能減速到一定程度，月球?qū)λ囊鲐?fù)功.D. 嫦娥一號如果過分減速，月球?qū)λ囊⒆稣?，撞擊月球表面時(shí)的速度將很大9、如圖所示，物體A B通過細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)，物體 A、B的質(zhì)量都為m開始時(shí)細(xì)繩伸直，

6、用手托著物體 A使彈簧處于原長且A與地面的距離為h,物體B靜止在地面上。放手后物體 A下落，與地面即將接觸時(shí)速度大小為V，此時(shí)物體B對地面恰好無壓力，則下列說法中正確的是：（）A.彈簧的勁度系數(shù)為mghB此時(shí)彈簧的彈性勢能等于mgh 1mv22C此時(shí)物體B的速度大小也為vD 此時(shí)物體A的加速度大小為g,方向豎直向上10. 一物體懸掛在細(xì)繩下端，由靜止開始沿豎直方向向下運(yùn)動, 運(yùn)動過程中，物體的機(jī)械能與位移的關(guān)系圖象如圖所示，其中0si過程的圖象為曲線，siS2過程的圖象為直線，根據(jù)該圖象，下列說法正確的是（）A. 0si過程中物體所受拉力一定是變力，且不斷減小B. SiS2過程中物體可能在做勻

7、變速直線運(yùn)動C. SiS2過程中物體可能在做變加速直線運(yùn)動D. 0S2過程中物體的動能可能在不斷增大、實(shí)驗(yàn)題rh、XIX、11. (6分)一位同學(xué)要研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關(guān)系，他的實(shí)驗(yàn)如下：在離地面高度為h的光滑水平桌面上，沿著與桌子邊緣垂直的方向放置 一輕質(zhì)彈簧，其左端固定，右端與質(zhì)量為m的一小鋼球接觸.當(dāng)彈簧處于自然長度時(shí)，小鋼球恰好在桌子邊緣，如圖所示.讓小鋼球向左壓縮 彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向射出桌面，小球在空中飛行后落到水平 地面上，水平距離為s.(1) 請你推導(dǎo)出彈簧彈性勢能 &與小鋼球質(zhì)量m桌面離地面高度h、水平距離s等物理量的關(guān)系式：

8、.(2) 彈簧的壓縮量x與對應(yīng)的鋼球在空中飛行的水平距離 s的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：彈簧的壓縮量x (cm)鋼球飛行的水平距離s(m根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請你猜測彈簧的彈性勢能曰與彈簧的壓縮量x之間的關(guān)系，并說明理由：12. ( 12分)在用自由落體運(yùn)動驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖.其中0點(diǎn)是起始點(diǎn)，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的三個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)用毫米刻度尺測量0點(diǎn)到A B、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中（單位 cm）.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,重錘質(zhì)量為m當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=s2.（1） 這三組數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是 .（2）該同學(xué)用重錘取 0B段的運(yùn)動來驗(yàn)證

9、機(jī)械能守恒定律，先計(jì)算出該段重錘重力勢能的減小量為，接著從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn) 0作為記數(shù)點(diǎn)數(shù)起，由圖中數(shù)據(jù)可以算出打B點(diǎn)時(shí)動能的增加量為 （均保留三位有效數(shù)字）這樣他發(fā)現(xiàn)重力勢能的減小量（填“大于”或“小于”）動能的增加量，造成這一錯(cuò)誤的原因是三、計(jì)算題13. （10分）一輛質(zhì)量為m的汽車，以恒定的輸出功率 P在傾角為0的斜坡上沿坡勻速行駛，如圖所示，汽車受到的摩擦阻力恒為f （忽略空氣阻力）.求：（1）汽車的牽引力F及速度v的表達(dá)式；（2）根據(jù)F及v的表達(dá)式，聯(lián)系汽車上、下坡的實(shí)際，你能得到什么啟發(fā)？14. （8分）如圖213所示，傾角為37o的傳送帶以4m/s的速度沿圖示方向勻速運(yùn)動

10、。 已知傳送帶的上、下兩端間的距離為 L=7m現(xiàn)將一質(zhì)量m啲小木塊放到傳送帶的頂端，使 它從靜止開始沿傳送帶下滑，已知木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為 卩=，取g=10m/s2。求木塊滑到底的過程中，摩擦力對木塊做的功 以及生的熱各是多少？15. ( 12分)我國的“嫦娥奔月”月球探測工程已經(jīng)啟動，分“繞、落、回”三個(gè)發(fā)展階段：在2007年已發(fā)射一顆圍繞月球飛行的衛(wèi)星， 計(jì)劃在2012年前 后發(fā)射一顆月球軟著陸器，在 2018年后發(fā)射一顆返回式月球軟著 陸器，進(jìn)行首次月球樣品自動取樣并安全返回地球。設(shè)想著陸器完成了對月球表面的考察任務(wù)后，由月球表面回到圍繞月球做圓周運(yùn)動的軌道艙。如圖所示，假設(shè)返回

11、的著陸器質(zhì)量為m月球表面的重力加速度為g,月球的半徑為R,軌道艙到月球的中心距離為r，已知著陸器從月球表面返回軌道艙的過程中需克 服月球的引力做功 W mgR(1 R/r)。不計(jì)月球表面大氣對著陸器的阻力和月球自轉(zhuǎn)的影響, 則返回的著陸器至少需要獲得多少能量才能返回軌道艙？16. (12分)質(zhì)量為m的小物塊A,放在質(zhì)量為M的木板B的左端，B在水平拉力的作用下 沿水平地面勻速向右滑動，且 A、B相對靜止.某時(shí)刻撤去水平拉力，經(jīng)過一段時(shí)間，A在B上相對于B向右滑行了一段距離L (設(shè)木板B足夠長)后A和B 都停下.已知A B間的動摩擦因數(shù)為1，B與地面間的動摩擦因 數(shù)為2，且21，(1) 、通過計(jì)算

12、說明，A、B是否同時(shí)停止運(yùn)動。(2) 、從撤去水平拉力到 A B都停止運(yùn)動的過程，B在地面上滑動的距離x機(jī)械能守恒定律測試題參考答案、選擇題1答案：CD如果物體受到的合外力為零，機(jī)械能不一定守恒，如在光滑水平面上物體做 勻速直線運(yùn)動，其機(jī)械能守恒。在粗糙水平面上做勻速直線運(yùn)動，其機(jī)械能就不守恒A 錯(cuò)誤；合外力做功為零，機(jī)械能不一定守恒 .如在粗糙水平面上用繩拉著物體做勻速 直線運(yùn)動，合外力做功為零，但其機(jī)械能就不守恒。所以 B錯(cuò)誤；物體沿光滑曲面自由下滑過程中，只有重力做功，所以機(jī)械能守恒.所以C正確；做勻加速運(yùn)動的物體，其機(jī) 械能可能守恒，如自由落體運(yùn)動，所以 D正確.但有時(shí)也不守恒，如在粗

13、糙水平面上拉著個(gè)物體加速運(yùn)動，此時(shí)就不守恒.2.答案：AC 物體從A點(diǎn)到A的過程中，只有重力G和支持力N做功，由動能定理WN mgLsin 0，在此過程中支持力做功為 WN mgLsin ，從A回到0點(diǎn)的過程中支持力的方向與路徑始終垂直，所以支持力不做功,A正確.重力做的總功為零，支持力的總功wnmgLsin，由動能定理得W WnWf0得WfmgLsin ，B不正確.木板對物體的作用力為支持力N和摩擦力F，由Wg WnWf0得WnWf 0即木板對物體做的功為零，C正確，D錯(cuò)誤.3.【答案】AD【解析】由萬有引力充當(dāng)向心力Mm2G(R h)曲得1 mv2，所R h 22(R h)以Eki G、E

14、k2 G，選項(xiàng)A正確；取無窮遠(yuǎn)重力勢能為零，則衛(wèi)星在2(R h)2(R 2h)某一軌道上的重力勢能為EpGMm，所以在離地面高h(yuǎn)處機(jī)械能為p R hEki Epi G Mm ，在離地面高2h處機(jī)械能為Ek2 Ep2 G，選項(xiàng)D正確。p 2( R h)p 2(R 2h)4.答案：ACD物體下落的加速度為4g，說明物體下落過程中受到的阻力大小為 f Img，55由動能定理，Ek mgh 1mgh 4 mgh ；其中阻力做功為1mgh，即機(jī)械能減少量；又555重力做功總與重力勢能變化相對應(yīng)，故 ACDE確.5 .答案：A 若使拉力F做功最少，可使拉力F恰勻速拉木塊，容易分析得出F 2 mg (此 時(shí)

15、繩子上的拉力等于 mg )，而位移為£，所以W Fs 2 mg | mgL .6. 答案：D本題可采用排除法.F1、F2大于彈力過程，m1向右加速運(yùn)動，m2向左加速運(yùn)動，R、F2均做正功，故系統(tǒng)動能和彈性勢能增加，A錯(cuò)誤；當(dāng)F1、F2小于彈力，彈簧仍伸長，只、F2還是做正功，但動能不再增加而是減小，彈性勢能在增加，B錯(cuò)；當(dāng)m1、m2速度減為零，葉、m2反向運(yùn)動，這時(shí)R、F2又做負(fù)功，C錯(cuò)誤.故只有D正確.7. 答案：C本題容易錯(cuò)選，錯(cuò)選的原因就是沒有根據(jù)功的定義去計(jì)算摩擦力的功，而直接憑主觀臆斷去猜測答案，因此可設(shè)斜坡與水平面的夾角，然后根據(jù)摩擦力在斜坡上和水平面上的功相加即可得到正

16、確答案為 C.8. 【答案】B C、D【解析】嫦娥一號在減速時(shí)要向前噴氣，噴出的氣體對嫦娥一號做負(fù)功， 因此嫦娥一號的速度會減小，根據(jù)機(jī)械能守恒的條件（只有重力做功）可知，嫦娥一號實(shí)施首次“剎車”的過程，機(jī)械能是不守恒的，因此A錯(cuò)；嫦娥一號要對月球表面進(jìn)行考查因此要離月球表面近一些，因此嫦娥一號必須從高軌道變?yōu)榈蛙壍?，此時(shí)逐步由橢圓軌道 轉(zhuǎn)變?yōu)閳A軌道，因此 B對；如果）嫦娥一號如果不能減速到一定程度，此時(shí)月球無法俘獲 嫦娥一號，月球的引力不足以提供嫦娥一號繞月運(yùn)行所需的向心力，此時(shí)嫦娥一號將遠(yuǎn)離 月球，此時(shí)月球的引力對嫦娥一號做負(fù)功，因此 C對；嫦娥一號如果過分減速，根據(jù)圓周 運(yùn)動的知識可知嫦

17、娥一號將直接奔向月球表面，此時(shí)，月球?qū)λ囊⒆稣Γ矒粼?球表面時(shí)的速度將很大.因此 D對9. 【答案】A【解析】因A下落，與地面即將接觸時(shí)速度大小為 V，此時(shí)物體B對地面恰好無壓力，所 以B物體受力平衡,有mg kh,所以彈簧的勁度系數(shù)為mg ,故選項(xiàng)A正確；由機(jī)械有守恒可h知A物體減少的重力勢能與彈性勢能和 A的動能兩者相等，所以選項(xiàng)B錯(cuò)此時(shí)物體B的速 度為零，選項(xiàng)C錯(cuò)；A的加速度為零，選項(xiàng)D錯(cuò).10. 答案：BD 選取物體開始運(yùn)動的起點(diǎn)為重力零勢能點(diǎn)，物體下降位移s，則由動能定理得，mgs Fs *mv 0，則物體的機(jī)械能為E -2 mv2 （ mgs） Fs，在E S圖象中，圖

18、象斜率的大小反映拉力的大小，0Si過程中，斜率變大，所以拉力一定變大，A錯(cuò)；SiS2過程的圖象為直線，拉力F不變，物體可能在做勻加速或勻減速直線運(yùn)動，B對C錯(cuò)；如果全過程都有mg F ,則D項(xiàng)就有可能.、實(shí)驗(yàn)題11.答案:(1) Epmgs24h(1 分)（2） Ep與X的關(guān)系：Ep與x2成正比（1分） 猜測的理由：由表中數(shù)據(jù)可知，在誤差范圍內(nèi)，XX S,從Ep m呂可猜測Ep與X2成正比（2 分）解析：由h加t2，s Vt，所以v s,：2 2h徐，根據(jù)機(jī)械能守恒定律：彈簧的彈性勢能與小鋼球離開桌面的動能相等，因此 Ep丄mv22mgs24h12答案：（1） OC或者（2分）（2）（2 分）

19、（2分）大于（2分）實(shí)驗(yàn)過程中由于存在阻力因素,解析：（1）從有效數(shù)字的位數(shù)上不難選出0C不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求；（2）重力勢能的減少量為，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度是AC全程的平均速度，可以求出動能的增量為過程中由于存在阻力因素，重力勢能的減少量略大于動能的增加量, 三、計(jì)算題13 解析：（1）汽車上坡時(shí)沿斜面做勻速運(yùn)動，則 F1 f mgsin , （1分）P RM （1分）解得P （1 分）f mg sin（2）汽車下坡時(shí)，同理有f F2 mgsin ， （1 分）P F2V2（1 分）解得v2Pf mg sin（1 分）上述計(jì)算結(jié)果告訴我們，汽車在輸出功率一定的條件下，當(dāng) F1>F2時(shí)，V1

20、<V2,即汽車沿 斜坡上行時(shí)，車速V1小，換取汽車較大的牽引力 只；當(dāng)汽車沿斜坡下行時(shí)，車的牽引力 F2 較小，則車速V2較大.（2分）14.【審題】該題目要分成兩段考慮，第一段：木塊的速度 vvv。這一階段木塊相對于傳送 帶向后運(yùn)動，受到的摩擦力方向向前，合外力沿斜面向前；第二段：木塊的速度V>Vo。這一階段木塊相對于傳送帶向前運(yùn)動，受到的摩擦力方向向后，合外力仍沿斜面向前?！窘馕觥繉綣開始時(shí)，合力的大小為 F合1= mgin37o +卩mgcos37o,由牛頓第二定律，加速度大小 ai= 邑 =8m/s2，m該過程所用時(shí)間11 = Vo =，ai2位移大小 Si = V = 1m2a1二者速度大小相同后，合力的大小為F合2= m®in37o 卩mgos37o,加速度大小a2= 合2 = 4m/s2，m位移大小 S2 = L-S1= 6m,所用時(shí)間 s2 = v ot 2 + a2t 得：t 2= 1s。(另一個(gè)解12= 3s舍