機械能守恒定律測試題及答案

1、機 械 能 守 恒 定 律 測 試 題一、選擇題（每題4分，共40分）下列說法正確的是（）如果物體（或系統(tǒng)）所受到的合外力為零，則機械能一定守恒如果合外力對物體（或系統(tǒng)）做功為零，則機械能一定守恒物體沿固定光滑曲面自由下滑過程中，不計空氣阻力，機械能一定守恒做勻加速運動的物體，其機械能可能守恒如圖所示，木板0入水平放置，長為L，在A處放置一個質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)繞O點緩慢抬高到A端，直到當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面成a角時停止轉(zhuǎn)動.這時物體受到一個微小的十?dāng)_便開始緩慢勻速下滑，物體又回到0點，在整個過程中（）夕支持力對物體做的總功為mgLsinaA摩擦力對物體做的總功為零木板對物體做的總功為零木板對物體做

2、的總功為正功設(shè)一衛(wèi)星在離地面高h處繞地球做勻速圓周運動，其動能為E1 1，重力勢能為Epi。與 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. Ek 1 Ek2B. Ep1 Ep2C. Ek 1 +E/ Ek 2+EP 2D. Ek 1 + Ep1 V Ek2 + Ep2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4g,在物體下落 TOC o 1-5 h z A的過程中，下列說法正確的是（）44物體動能增加了 -mghB.物體的機械能減少了 -mgh,C.物體克服阻力所做的功為-mgh D.物體的

3、重力勢能減少了 mgh如圖所示，木板質(zhì)量為M，長度為L，小木塊的質(zhì)量為川，水平地面光滑，一根不計質(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U.開始時木塊靜 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. MmgLB. 2 MmgLpi mgLC.D. p (M + m)gL如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板m2的左端，右端與小木塊氏*mim1連接，且m1、m2及m2與地面之間接觸面光滑，開始時m1和m2 八 均靜止，現(xiàn)同時對m、m施加等大反向的 水平恒力F和F，從兩物體開始運動以后的1212整個過程中，對m1、m2和彈簧組成的系統(tǒng)（整個過程中彈簧形

4、變不超過其彈性限度），正確的說法是（）A.由于F1、F2等大反向，故系統(tǒng)機械能守恒B.由于F1、F2分別對m1、m2做正功，故系統(tǒng)動能不斷增加C.由于F1、F2分別對m1、m2做正功，故系統(tǒng)機械能不斷增加D.當(dāng)彈簧彈力大小與F、F大小相等時，m、m的動能最大1212如圖所示，滑雪者由靜止開始沿斜坡從A點自 由滑下，然后在水平面上前進至B點停下.已 知斜坡、水平面與滑雪板之間的動摩擦因數(shù)皆為u，滑雪者（包括滑雪板）的質(zhì)量為m，A、B兩點間的水平距離為L.在滑雪者經(jīng)過AB段的過程中，摩擦力所做的功（）A.大于umgL B.小于umgLC.等于umgL D.以上三種情況都有可能嫦娥一號奔月旅程的最關(guān)

5、鍵時刻是實施首次“剎車”減速.如圖所示，在接近月球時， 嫦娥一號將要利用自身的火箭發(fā)動機點火減速，以被月球引力俘獲進入繞月軌道.這次減 速只有一次機會，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.該報道的圖示如下.則下列說法正確的是（）實施首次“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)化時機械能 守恒.嫦娥一號被月球引力俘獲后進入繞月軌道，并逐步由橢圓軌道變軌到圓軌道.嫦娥一號如果不能減速到一定程度，月球?qū)λ囊鲐?fù)功.嫦娥一號如果過分減速，月球?qū)λ囊⒆稣?，撞擊月球表面時的速度

6、將很大 TOC o 1-5 h z 9、如圖所示，物體A、B通過細繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)，物體A、亦|4|B的質(zhì)量都為m。開始時細繩伸直，用手托著物體A使彈簧處于原長且AJ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I將接觸時速度大小為v，此時物體B對地面恰好無壓力，則下列說法中正|；確的是：（）gBzzA.彈簧的勁度系數(shù)為竺此時彈簧的彈性勢能等于mgh -mv 22此時物體B的速度大小也為vD.此時物體A的加速度大小為g，方向豎直向上物侏縣拄才幺細、b 3聲時皿、“.I一.一物體懸掛在細繩下端，由靜止開始沿豎直方向向下運動， 七 七 運動過程中，物體的機械能與位移的

7、關(guān)系圖象如圖所示，其中0s】過程的圖象為曲線，s】 s過程的圖象為直線，根據(jù)該圖象，下列說法正確的是（）A.0s過程中物體所受拉力一定是變力，且不斷減小B.s過程中物體可能在做勻變速直線運動C.s過程中物體可能在做變加速直線運動D.0s過程中物體的動能可能在不斷增大二、實驗題(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，他的實驗如下：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，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，

8、小球在空中飛行后落到水平 地面上，水平距離為s.請你推導(dǎo)出彈簧彈性勢能E與小鋼球質(zhì)量m、桌面離地面高度h、水平距離s等物p理量的關(guān)系式：.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的實驗數(shù)據(jù)如下表所示：彈簧的壓縮量乂 (cm)1.001.502.002.503.003.50鋼球飛行的水平距離s(m)1.011.502.012.483.013.50根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)，請你猜測彈簧的彈性勢能Ep與彈簧的壓縮量x之間的關(guān)系，并說明理由：(12分)在用自由落體運動驗證機械能守恒定律時，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖.其中O點是起始點，A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的三個點，該同學(xué)用毫米刻度尺測量

9、O點到A、B、C各點的距離，并記錄在圖中（單位cm）.已知打點計時器電源頻率為50Hz，重錘質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/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OB段的運動來驗證機械能守恒定律，先計算出該段重錘重力勢能的 減小量為，接著從打點計時器打下的第一個點O作為記數(shù)點數(shù)起，由圖中數(shù)據(jù)可 以算出打B點時動能的增加量為（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，造成這一錯誤的原因是三、計算題（10分）一輛質(zhì)量為m的汽車，以恒定的輸出功率P在傾角為的斜坡上沿坡勻速行駛?cè)鐖D所示汽車受到的摩擦阻力恒為三（忽略空

10、氣阻力）.求：（1）汽車的牽引力F及速度v的表達式；（2）根據(jù)F及v的表達式，聯(lián)系汽車上、下坡的實際，你能得到什么啟發(fā)？（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動。已知傳送帶的上、下兩端間的距離為L=7m?，F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.4kg的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/為因數(shù)為u =0.25，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？.圖2 (12分)我國的“嫦娥奔月”月球探測工程已經(jīng)啟動，分“繞、落、回”三個發(fā)展階 TOC o 1-5 h z 段：在2007年已發(fā)射一顆圍繞月

11、球飛行的衛(wèi)星，計劃在2012年前一后發(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/廠陸器，進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y)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7動的軌道艙。如圖所示，假設(shè)返回的著陸器質(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？(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

12、用下 沿水平地面勻速向右滑動，且A、B相對靜止.某時刻撤去水平拉力，經(jīng)過一段時間，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占召都停下.已知A、B間的動摩擦因數(shù)為r 1，B與地面間的動摩擦因 小，小心佑二數(shù)為r2，且日2 由，、通過計算說明，A、B是否同時停止運動。、從撤去水平拉力到A、B都停止運動的過程，B在地面上滑動的距離x機械能守恒定律測試題參考答案一、選擇題答案：CD如果物體受到的合外力為零，機械能不一定守恒，如在光滑水平面上物體做 勻速直線運動，其機械能守恒。在粗糙水平面上做勻速直線運動，其機械能就不守恒.所A錯誤；合外力做功為零，機械能不一定守恒.如在粗糙水

13、平面上用繩拉著物體做勻速 直線運動，合外力做功為零，但其機械能就不守恒。所以B錯誤；物體沿光滑曲面自由下滑過程中，只有重力做功，所以機械能守恒.所以C正確；做勻加速運動的物體，其機 械能可能守恒，如自由落體運動，所以D正確.但有時也不守恒，如在粗糙水平面上拉著 一個物體加速運動，此時就不守恒.答案：AC 物體從A點到A/的過程中，只有重力G和支持力N做功，由動能定理WN - mgL sin a = 0，在此過程中支持力做功為WN = mgL sin a，從A/回到O點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 做的總功WN=mgLsin a，由動能定

14、理得WG + WN + Wf = 0得Wf =-mgL sin a，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 + wn + Wf = 0得wn + Wf = 0即木板對物體做的功為零，C正確，D錯誤.【答案】AD【解析】由萬有引力充當(dāng)向心力gJ = 空得1 mv 2 = G-，所(R + h)2 R + h 22( R + h)以e = G M 、e = G Mm ，選項A正確；取無窮遠重力勢能為零，則衛(wèi)星在 k 12( R + h)k 22( R + 2h)某一軌道上的重力勢能為Ep = -GRMm，所以在離地面高h處機械能為 E + E =-G Mm ，在離地面高2h處機

15、械能為E + E =-G Mm ，選項D正確。K1 pl2( R + h)K 2p 22( R + 2h)答案：ACD物體下落的加速度為4幺，說明物體下落過程中受到的阻力大小為f = 5mg， 由動能定理，AE廣mgh - 1 mgh = 4 mgh ；其中阻力做功為-1 mgh，即機械能減少量；又 重力做功總與重力勢能變化相對應(yīng)，故ACD正確.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 = 2mg (此 時繩子上的拉力等于pmg )，而位移為L，所以w=Fs = 2mg x = pmgL , TOC o 1-5 h z 22 答案：D本題可采用排除法.F、F大于彈力

16、過程，m向右加速運動，m向左加速運1212動，F(xiàn)、F均做正功，故系統(tǒng)動能和彈性勢能增加，A錯誤；當(dāng)F、F小于彈力，彈簧 1212仍伸長，F(xiàn)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；當(dāng)mi、 m速度減為零，m、m反向運動，這時F、F又做負(fù)功，C錯誤.故只有D正確.21212 答案：C本題容易錯選，錯選的原因就是沒有根據(jù)功的定義去計算摩擦力的功，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確答案為C.【答案】B、C、D【解析】嫦娥一號在減速時要向前噴氣，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

17、械能守恒的條件（只有重力做功）可知，嫦娥一號實 施首次“剎車”的過程，機械能是不守恒的，因此A錯；嫦娥一號要對月球表面進行考查 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)榈蛙壍溃藭r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行所需的向心力，此時嫦娥一號將遠離 月球，此時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 運動的知識可知嫦娥一號將直接奔向月球表面，此時，月球?qū)λ囊⒆稣?，撞擊?球表面時的速度將很大.因此D對【答案】A【解析】因A下落，與地面即將接觸

18、時速度大小為v，此時物體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)為嘩，故選項A正確；由機械有守恒可 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B錯.此時物體B的速 度為零，選項C錯；A的加速度為零，選項D錯. 答案：BD選取物體開始運動的起點為重力零勢能點，物體下降位移s，則由動能定理得，mgs Fs = 1 mv-0，則物體的機械能為E = 1 mU + （-mgs） = -Fs， 在Es圖象中，圖 22象斜率的大小反映拉力的大小，0S過程中，斜率變大，所以拉力一定變大，A錯； SS2過程的圖象為直線，拉力F不變，物體可能在做勻加速或

19、勻減速直線運動，B對 C錯；如果全過程都有mg F，則D項就有可能.二、實驗題 答案：（1） E = mgs2 （1分） （2） E與x的關(guān)系：E與X2成正比（1分） 猜P 4hPP2測的理由：由表中數(shù)據(jù)可知，在誤差范圍內(nèi)，Xs，從Ep=氣*可猜測Ep與X2成正比（2分）解析：由h = 1 g*，$ = Vt，所以v /，根據(jù)機械能守恒定律：彈簧的彈性勢能與小 2、2h鋼球離開桌面的動能相等，因此E =1 mv2 =虹. P 24h答案：（1）0C 或者 15.7（2 分） （2） 1.22m （2 分） 1.20m（2 分）大于 （2分）實驗過程中由于存在阻力因素，解析：（1）從有效數(shù)字的位

20、數(shù)上不難選出OC不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求；（2）重力勢能的減少量為1.22m，B點的瞬時速度是AC全程的平均速度，可以求出動能的增量為2崩二1.20m；實驗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、計算題13 .解析：（1）汽車上坡時沿斜面做勻速運動，則F = f + mgsin9，（1分）P = Fv （1 分）、解得 v =P_ （1 分）1 f + mg sin 0（2）汽車下坡時，同理有f = F2 + mg sin 0，（1分）P = F2v2 （1分）解得v2 = （1分）f 一 mg sin 0上述計算結(jié)果告訴我們，汽車在輸出功率一定的條件下，當(dāng)FF時，vv，

21、即汽車沿1212斜坡上行時，車速匕小，換取汽車較大的牽引力F1 ；當(dāng)汽車沿斜坡下行時，車的牽引力 較小，則車速v2較大.（2分）【審題】該題目要分成兩段考慮，第一段：木塊的速度vvo。這 一階段木塊相對于傳送帶向前運動，受到的摩擦力方向向后，合外力仍沿斜面向前?！窘馕觥縿傞_始時，合力的大小為F.=mgsin37o+umgcos37o,F由牛頓第二定律，加速度大小a】=一合i =8m/s2，該過程所用時間ti= % =0.5s，iv 2位移大小 s = = 1m。 TOC o 1-5 h z 2ai二者速度大小相同后，合力的大小為F=mgsin37o Umgcos37o,加速度大小a =三合2 =4m/s2，m位移大小 s2= L-si= 6m,所用時間s = v t + -a t 220 22 2 2得：t2=1s。(另一個解t2= 3s舍去) TOC o 1-5 h z 摩擦力所做的功 W= Um