機(jī)械能守恒定律 課時(shí)檢測- 高一下學(xué)期物理教科版（2019）必修第二冊

4.5機(jī)械能守恒定律課時(shí)檢測（解析版）1．下列物體在運(yùn)動過程中，機(jī)械能守恒的是（）A．物體沿固定光滑斜面下滑過程中 B．在空中向上做加速運(yùn)動的氫氣球C．沿粗糙的斜面向下做勻速運(yùn)動的木塊 D．被起重機(jī)拉著向上做勻速運(yùn)動的貨物2．兩物體質(zhì)量之比為，距離地面的高度之比也為，讓它們自由下落，則關(guān)于兩物體落地時(shí)的說法，正確的是（）A．速度比是 B．速度比是C．動能比是 D．動能比是3．如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，那么小球從接觸彈簧開始到將彈簧壓縮到最短的過程中（彈簧一直保持豎直），下列關(guān)于能的敘述正確的是（）A．彈簧的彈性勢能先增大后減小B．小球的動能先增大后減小C．小球的重力勢能先增大后減小D．小球的機(jī)械能先增大后減小4．“落葉球”是足球比賽中任意球的一種踢法，如圖所示，這是某運(yùn)動員主罰任意球時(shí)踢出快速旋轉(zhuǎn)的“落葉球”在空中運(yùn)動的軌跡，跟正常飛行軌跡相比，“落葉球”會更快的急速向下落回地面，使守門難以判斷，對“落葉球”在飛行的過程分析正確的是（）A．“落葉球”在空中運(yùn)動時(shí)機(jī)械能守恒B．“落葉球”的更早下落是因?yàn)樵谶\(yùn)動過程中受到了指向軌跡內(nèi)側(cè)的空氣作用力C．“落葉球”在最高點(diǎn)時(shí)速度為0，加速度為gD．“落葉球”在上升階段機(jī)械能增加，下降階段機(jī)械能減少5．如圖所示，是豎直面內(nèi)的固定光滑軌道，其中是圓心為、半徑為的半圓弧，為直徑，為水平半徑，在同一高度。將一小球從點(diǎn)由靜止釋放沿軌道運(yùn)動，則（）A．小球恰能運(yùn)動到點(diǎn)B．小球能通過點(diǎn)后做平拋運(yùn)動C．小球在之間某處離開軌道D．小球運(yùn)動到半圓弧軌道的某一點(diǎn)后沿原路返回到點(diǎn)6．據(jù)報(bào)道，嫦娥二號探月衛(wèi)星環(huán)月飛行的高度距離月球表面100km，所探測到的有關(guān)月球的數(shù)據(jù)將比環(huán)月飛行高度為200km的嫦娥一號更加詳實(shí)。若兩顆衛(wèi)星環(huán)月運(yùn)行均可視為勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)行軌道如圖所示，則（）A．嫦娥二號環(huán)月運(yùn)行時(shí)向心加速度比嫦娥一號小B．嫦娥二號環(huán)月運(yùn)行的速度比嫦娥一號大C．嫦娥二號環(huán)月運(yùn)行的周期比嫦娥一號長D．嫦娥二號環(huán)月運(yùn)行時(shí)機(jī)械能比嫦娥一號大7．下列說法錯(cuò)誤的是（）A．靜摩擦力既可做正功，也可做負(fù)功，甚至可以不做功B．滑動摩擦力可以做正功或負(fù)功，甚至可以不做功C．作用力和反作用力均可都做正功或都做負(fù)功D．物體所受各力做功的代數(shù)和不為零，其機(jī)械能一定不守恒8．如圖所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是（）A．甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，物體A機(jī)械能守恒B．乙圖中，物體A固定，物體B沿斜面勻速下滑，物體B的機(jī)械能守恒C．丙圖中，不計(jì)任何阻力和定滑輪質(zhì)量時(shí)，A加速下落，B加速上升過程中，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D．丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運(yùn)動時(shí)，合外力不為零所以小球的機(jī)械能不守恒9．奧運(yùn)會單杠比賽中有一個(gè)“單臂大回環(huán)”動作，難度系數(shù)非常大。假設(shè)運(yùn)動員質(zhì)量為，單臂抓杠身體下垂時(shí)，手掌到人體重心的距離為，在運(yùn)動員單臂回轉(zhuǎn)從頂點(diǎn)倒立（已知此時(shí)速度為0）轉(zhuǎn)動至最低點(diǎn)的過程中（可將人視為質(zhì)量集中于重心的質(zhì)點(diǎn)，且不考慮手掌與單杠間的摩擦力，重力加速度為g），下列分析正確的有（）A．運(yùn)動員在最低點(diǎn)處速度大小是B．運(yùn)動員在最低點(diǎn)處的加速度大小是C．在最低點(diǎn)時(shí)運(yùn)動員手臂拉力是其自身重力的3倍D．經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)運(yùn)動員的角速度最大，為10．如圖所示，一輕桿可繞光滑固定轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，桿的兩端固定有兩小球A和B（可看做質(zhì)點(diǎn)）。A、B的質(zhì)量分別為2kg和8kg，到轉(zhuǎn)軸O的距離分別為0.2m和0.1m。現(xiàn)使輕桿從水平位置由靜止開始繞O軸自由轉(zhuǎn)動，當(dāng)A球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，下列說法正確的是（）（g=10m/s2）A．轉(zhuǎn)軸O對桿的作用力方向沿豎直方向向下B．球A只受重力和桿對它的拉力C．球A的角速度為D．球B的角速度為11．2020年11月29日20時(shí)33分，嫦娥五號探測器在近月點(diǎn)再次“剎車”，從橢圓環(huán)月軌道變?yōu)榻鼒A形環(huán)月軌道，如圖所示，近圓形軌道離月球表面200km，月球質(zhì)量7.3×1022kg，半徑為1738km，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg，則（）A．在兩軌道上運(yùn)行的周期相等B．在近月點(diǎn)“剎車”瞬間前后的加速度不變C．在近圓形軌道上的環(huán)繞速度約為4.9km/sD．探測器在環(huán)月橢圓軌道的機(jī)械能小于在近圓形環(huán)月軌道的機(jī)械能12．隨著航天技術(shù)的發(fā)展，人類已經(jīng)有能力到太空去探索未知天體。假設(shè)某宇宙飛船繞一行星在其表面附近做勻速圓周運(yùn)動，已知運(yùn)行周期為T，航天員在離該行星表面附近h處自由釋放一小球，測得其落到行星表如圖甲所示，置于水平地面上質(zhì)量為m的物體，在豎直拉力F作用下，由靜止開始向上運(yùn)動，其動能Ek與距地面高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示，已知重力加速度為g，空氣阻力不計(jì)。下列說法正確的是（）A．在0～h0過程中，F(xiàn)大小始終為mgB．在0～h0和h0～2h0過程中，F(xiàn)做功之比為2∶1C．在0～2h0過程中，物體的機(jī)械能不斷增加D．在2h0～3.5h0過程中，物體的機(jī)械能不斷減少13．我國發(fā)射的“天問一號”火星探測器于2021年2月中旬到達(dá)火星附近，通過制動減速被火星引力捕獲，進(jìn)入環(huán)繞火星的軌道飛行。探測器接近火星后，需經(jīng)歷如圖所示的變軌過程，軌道Ⅰ為圓軌道，已知引力常量為G，則下列說法正確的是（）A．探測器在軌道Ⅲ上時(shí)越靠近火星，線速度越小B．3個(gè)軌道中，探測器在軌道I運(yùn)行時(shí)的周期最短C．探測器若從軌道Ⅱ變軌到軌道Ⅰ，需要在P點(diǎn)減速D．探測器在軌道Ⅰ上運(yùn)動時(shí)的機(jī)械能等于在軌道Ⅱ運(yùn)動時(shí)的機(jī)械能14．如圖所示，質(zhì)量為1kg的滑塊在傾角為30°的斜面上，從a點(diǎn)由靜止下滑，到b點(diǎn)接觸到一個(gè)輕彈簧?；瑝K壓縮彈簧到c點(diǎn)開始彈回，返回b點(diǎn)離開彈簧，最后又回到a點(diǎn)，已知，，取g=10m/s2，那么下列說法正確的是（）A．彈簧彈性勢能的最大值是6JB．滑塊動能的最大值是4JC．滑塊從b到c的過程中滑塊的機(jī)械能在不斷地減少D．滑塊在整個(gè)過程中機(jī)械能守恒15．如圖所示，長為L的輕繩拴著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，繞著固定點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動。不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（）A．小球通過最高點(diǎn)時(shí)速度不可以為零B．小球通過最高點(diǎn)時(shí)所受輕繩的拉力可能為零C．小球通過最低點(diǎn)時(shí)速度的最小值等于2D．小球通過最低點(diǎn)時(shí)輕繩拉力的最小值等于6mg16．如圖，一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的小球以某一初速度從P點(diǎn)水平拋出，恰好從圓弧ABC的A點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓?。ú挥?jì)空氣阻力，進(jìn)入圓弧時(shí)無機(jī)械能損失）。已知圓弧的半徑R＝0.6m，O為軌道圓心，BG為軌道豎直直徑，OA與OB的夾角θ＝60°，小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度vA＝8m/s。g取10m/s2，求：（1）小球做平拋運(yùn)動的初速度v0；（2）小球恰好能夠經(jīng)過最高點(diǎn)C，求此過程小球克服摩擦力所做的功。

17．如圖，一質(zhì)量為m=10kg的物體，由光滑圓弧軌道上端從靜止開始下滑，到達(dá)底端后沿水平面向右滑動1m距離后停止。已知軌道半徑R=0.8m，取g=10m/s2，求：（1）物體滑至圓弧底端時(shí)的速度大??；（2）物體沿水平面滑動過程中物體與地面的動摩擦因數(shù)。

參考答案1．A【詳解】A．物體沿固定光滑斜面下滑過程中，只有重力做功，則機(jī)械能守恒，選項(xiàng)A正確；B．在空中向上做加速運(yùn)動的氫氣球，動能和重力勢能都變大，則機(jī)械能變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．沿粗糙的斜面向下做勻速運(yùn)動的木塊，動能不變，重力勢能減小，則機(jī)械能減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．被起重機(jī)拉著向上做勻速運(yùn)動的貨物，動能不變，重力勢能增加，則機(jī)械能變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。2．D【詳解】AB．根據(jù)可得速度比為，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；CD．根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，落地的動能比等于開始的重力勢能之比，根據(jù)EP=mgh可知?jiǎng)幽鼙仁牵x項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選D。3．B【詳解】在小球剛接觸彈簧的時(shí)候，彈簧的彈力小于物體的重力，合力向下，小球還是向下加速；當(dāng)彈簧的彈力和物體的重力相等時(shí)，小球的速度達(dá)到最大，之后彈力大于重力，小球開始減速，直至減為零．A.

由于彈簧一直處于壓縮狀態(tài)并且形變量越來越大，所以彈簧的彈性勢能一直在增大，故A錯(cuò)誤；B.

根據(jù)以上分析，小球的速度先變大后變小，所以動能也是先增大后減小，故B正確；C.

小球一直向下運(yùn)動，小球的重力做正功，重力勢能一直減小，故C錯(cuò)誤；D.由于在下降的過程中，小球要克服彈簧的彈力做功，所以小球的機(jī)械能一直在減小，故D錯(cuò)誤．故選B。4．B【詳解】ABD．根據(jù)做曲線運(yùn)動的條件，“落葉球”更早下落是因?yàn)樵谶\(yùn)動過程中受到了指向軌跡內(nèi)側(cè)的空氣作用力，但阻力一直在做負(fù)功，所以機(jī)械能不守恒，一直在減小，故AD錯(cuò)誤，B正確；C．“落葉球”在最高點(diǎn)的豎直速度為零，但水平速度不為零，所以瞬時(shí)速度不為零，故C錯(cuò)誤。故選B。5．C【詳解】小球從B點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)做圓周運(yùn)動，若小球恰能運(yùn)動到點(diǎn)，則在D點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律有解得，小球在點(diǎn)的最小速度為而由題中條件，小球從A點(diǎn)靜止釋放，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得知，若小球到達(dá)D點(diǎn)，則速度為零，而實(shí)際以此速度是不能到達(dá)D點(diǎn)的。由此可知，小球在運(yùn)動到C點(diǎn)后速度不為零，但又不能做圓周運(yùn)動到D點(diǎn)，所以小球?qū)⒃谥g某處離開軌道。故選C。6．B【詳解】A．由公式可得可知嫦娥二號環(huán)月運(yùn)行時(shí)向心加速度比嫦娥一號大，故A錯(cuò)誤；B．由公式得可知嫦娥二號環(huán)月運(yùn)行的速度比嫦娥一號大，故B正確；C．由公式得可知嫦娥二號環(huán)月運(yùn)行的周期比嫦娥一號短，故C錯(cuò)誤；D．機(jī)械能等于衛(wèi)星的動能和勢能之和，因?yàn)椴恢梨隙鹨惶柡投柕馁|(zhì)量，故無法判斷機(jī)械能的大小，故D錯(cuò)誤。故選B。7．D【詳解】A．靜摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動趨勢方向相反，但與運(yùn)動方向可以相同，也可以相反，還可以與運(yùn)動方向垂直，故靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，也可以不做功，A正確；B．滑動摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動方向相反，但與運(yùn)動方向可以相同，也可以相反，物體受滑動摩擦力也有可能位移為零，故可能做負(fù)功，也可能做正功，也可以不做功，B正確；C．作用力和反作用力是作用在兩個(gè)相互作用的物體之上的；作用力和反作用力可以同時(shí)做負(fù)功，也可以同時(shí)做正功；如冰面上兩個(gè)原來靜止的小孩子相互推一下之后，兩人同時(shí)后退，則兩力做正功；而兩個(gè)相對運(yùn)動后撞在一起的物體，作用力和反作用力均做負(fù)功，C正確；D．根據(jù)機(jī)械能守恒的條件可知，物體在重力（或系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力）以外的力做功不為零時(shí)，機(jī)械能一定不守恒，D錯(cuò)誤。故選D。8．C【詳解】A．甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故A錯(cuò)誤；B．B勻速下滑，有摩擦力做負(fù)功，故及機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；C．丙圖中，不計(jì)任何阻力和定滑輪質(zhì)量時(shí)，A加速下落，B加速上升過程中，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故C正確；D．丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運(yùn)動時(shí)，合外力不為零，但繩子拉力不做功，所以小球的機(jī)械能守恒，故D錯(cuò)誤。故選C。9．D【詳解】A．運(yùn)動員在最低點(diǎn)處速度大小為v，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有解得故A錯(cuò)誤；B．運(yùn)動員在最低點(diǎn)處的加速度大小為故B錯(cuò)誤；C．設(shè)在最低點(diǎn)時(shí)運(yùn)動員手臂拉力大小為F，根據(jù)牛頓第二定律有解得F=5mg故C錯(cuò)誤；D．經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)運(yùn)動員的線速度最大，所以角速度最大，為故D正確。故選D。10．C【詳解】AB．當(dāng)A到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒有又A、B的速度關(guān)系為解得，則，對A球，以豎直向下為正方向，根據(jù)牛頓第二定律解得對B球，有解得由此可知，A球?qū)U的作用力為0，B球?qū)U的作用力為40N，方向豎直向下。則轉(zhuǎn)軸O對桿的作用力方向沿豎直方向向上，故AB錯(cuò)誤；CD．球A和球B為同軸轉(zhuǎn)動，角速度相同，即為故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。11．B【詳解】A．由題可知，橢圓軌道的半長軸大于近圓形環(huán)月軌道的半徑，由開普勒第三定律可知橢圓軌道運(yùn)行的周期大于近圓形環(huán)月軌道運(yùn)行的周期，故A錯(cuò)誤；B．由得可知在近月點(diǎn)“剎車”瞬間前后的加速度不變，故B正確；C．由萬有引力提供向心力代入數(shù)據(jù)解得故C錯(cuò)誤；D．探測器在環(huán)月橢圓軌道需要減速進(jìn)入近圓形環(huán)月軌道，除了萬有引力外，其他力對其做負(fù)功，所以機(jī)械能減小，故探測器在環(huán)月橢圓軌道的機(jī)械能大于在近圓形環(huán)月軌道的機(jī)械能，故D錯(cuò)誤。故選B。12．C【詳解】A．在過程中，圖象為一段直線，由動能定理得故故A錯(cuò)誤；B．由A可知，在過程中，F(xiàn)做功為，在過程中，由動能定理可知解得因此在和過程中，F(xiàn)做功之比為，故B錯(cuò)誤；C．在過程中，F(xiàn)一直做正功，故物體的機(jī)械能不斷增加，故C正確；D．在過程中，由動能定理得則故F做功為0，物體的機(jī)械能保持不變，故D錯(cuò)誤。故選C。13．BC【詳解】A．由開普勒第二定律可知，離中心天體越近，探測器速度越大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．由開普勒第三定律可知，軌道半徑越小，探測器周期越小，選項(xiàng)B正確；C．探測器從軌道Ⅱ變軌到軌道Ⅰ做近心運(yùn)動，需要在P點(diǎn)減速，選項(xiàng)C正確；D．探測器在一個(gè)軌道上運(yùn)動時(shí)，機(jī)械能守恒。探測器在軌道Ⅱ時(shí)運(yùn)動到P點(diǎn)的速度大于在軌道I時(shí)運(yùn)動到P點(diǎn)的速度，即在軌道Ⅱ時(shí)運(yùn)動到P點(diǎn)動能較大，但二者引力勢能相等，即探測器在軌道Ⅱ的機(jī)械能大于在軌道Ⅰ的機(jī)械能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選BC。14．AC【詳解】A．由于滑塊最后又能夠回到a點(diǎn)，所以整個(gè)過程中外力對滑塊做功的代數(shù)和為零，即斜面是光滑的。當(dāng)滑塊運(yùn)動到c點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能最大，對滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得彈簧彈性勢能的最大值為故A正確；B．滑塊運(yùn)動到b點(diǎn)時(shí)的動能為當(dāng)彈簧彈力與滑塊沿斜面方向的分力平衡時(shí)，滑塊的動能最大，所以滑塊從b點(diǎn)還需向下運(yùn)動一段過程動能才到達(dá)最大值，因此滑塊動能的最大值大于4J，故B錯(cuò)誤；C．滑塊從b到c的過程中，彈力對滑塊做負(fù)功，滑塊的機(jī)械能在不斷地減少，故C正確；D．滑塊在與彈簧相互作用的過程中機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)誤。故選AC。15．ABD【詳解】A