2021学年4 机械能守恒定律课堂检测

人教版（2019）物理必修第二册同步练习

8.4机械能守恒定律

一、单选题

1.在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出,不计空气阻力,则落在同一水平地面时的速度大小(    )

A.一样大                         B.水平抛的最大
C.斜向上抛的最大                     D.斜向下抛的最大

2.取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力,该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为(   )

A. B. C. D.

3.如图所示,在竖直平面内有一半径为的圆弧轨道,半径水平、竖直,一个质量为的小球自的正上方点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点时恰好对轨道没有压力。已知,重力加速度为,则小球从到的运动过程中(    )

A. 重力做功
B.机械能减少
C.合外力做功
D.克服摩擦力做功

4.如图所示,木块静止在光滑水平桌面上,一子弹平射入木块的深度为时,子弹与木块相对静止,在子弹入射的过程中,木块沿桌面移动的距离为,木块对子弹的平均阻力为,那么在这一过程中下列说法不正确的是(   )

A.木块的机械能增量
B.子弹的机械能减少量为
C.系统的机械能减少量为
D.系统的机械能减少量为

二、多选题

5.如图所示,一轻弹簧固定于点,另一端系一重物,将重物从与悬点在同一水平面且弹簧保持原长的点无初速地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在重物由点摆向最低点的过程中(   )
A.重物的重力势能减少                

B.重物的重力势能增大

C.重物的机械能不变                  

D.重物的机械能减少

6.下列物体中,机械能守恒的是(   )

A.被平抛的物体(不计空气阻力)
B.被匀速吊起的集装箱
C.光滑曲面上自由运动的物体
D.物体以的加速度竖直向上做减速运动

7.如图所示,小球自高处以初速度竖直下抛,正好落在弹簧上,把弹簧压缩后又被弹起,弹簧质量不计.空气阻力不计.则(  )
 

A.小球落到弹簧上后立即做减速运动,动能不断减小,但动能与弹性势能总和保持不变
B.在碰到弹簧后的下落过程中,系统的弹性势能与重力势能之和先变小后变大
C.在碰到弹簧后的下落过程中,重力势能与动能之和一直减小
D.小球被弹起后,最高点仍是出发点

三、计算题

8.如图,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从点水平飞出,经3.0落到斜坡上的点。已知点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角,运动员的质量不计空气阻力(取取10)。求:
1. 点与点的距离;
2.运动员离开点时的速度大小;
3.运动员落到点时的动能。

参考答案

1.答案：A

解析：三个小球初始状态的机械能相同,抛出后只受重力,机械能守恒,根据机械能守恒定律,落地时三个小球的机械能相同,速度大小相同。

2.答案：B

解析：根据平抛运动的规律和机械能守恒定律解题。设物块水平抛出的初速度为,高度为h,由题知,即。物块在竖直方向上的运动是自由落体运动,故落地吋的竖直分速度,则该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角,故B正确,A、C、D错误。

3.答案：D

解析：小球沿轨道到达最高点时恰好对轨道没有压力,那么有,求得。
A项, 、两点之间的高差为,此过程重力做功,故A项错误。
B项,以点为零势能面,机械能的减小量,故B项错误。
C项,根据B项,由于物体的机械能减小,合外力做负功,故C项错误。
D项,机械能的减小量,除重力外,只有摩擦力做功,所以物体克服摩擦力做功为,故D项正确。
综上所述,本题正确答案为D。

4.答案：D

解析：略

5.答案：AD

解析：重物从A点释放后,在从A点向B点运动的过程中,重物的重力势能逐渐减小,动能逐渐增加,弹簧逐渐被拉长,弹性势能逐渐增大。所以,重物减小的重力势能一部分转化为重物的动能,另一部分转化为弹簧的弹件势能。对重物和弹簧构成的系统而言,机械能守恒,但对重物来说,其机械能减小。

6.答案：AC

解析：选项A、C情景下,只有物体的重力做功,机械能守恒;而选项B、D中,由物体的运动状态可以判断,物体除重力外还受其他外力作用,且有除重力和弹力外的其他力做功,物体机械能不守恒,所以A、C正确。

7.答案：BD

解析：小球与弹簧接触前,做自由落体运动,速度不断增加;小球与弹簧接触后,由于惯性继续向下运动,开始阶段重力大于弹力,合力向下,加速度向下,故小球继续加速, 当弹力增加到等于重力时,加速度减小为零,故A错误;被弹簧弹起后,弹簧的弹性势能为0,根据机械能守可知,小球运动到出发点时速度为,还要上升,故B错误碰到弹簧后,把弹簧压至最短的过程中,弹簧的弹性势能一直增加,则小球的机械能一直减小,系统的重力势能与动能之和减小,故C错误;在碰到弹簧后的下落过程中,小球的速度先增大,后减小,所以小球的动能先增大后减小,而系统机械能守恒,所以系统的弹性势能与重力势能之和先变小后变大,故D正确.

8.答案：1.运动员在竖直方向做自由落体运动,有
点与点的距离
2.设运动员离开点的速度为,运动员在水平方向做匀速直线运动,即
解得
3.解法1:合成法.
运动员到达点时,竖直方向的速度
运动员到达点时的动能
解法2:结论法.
运动员到达点时,位移的偏角
所以速度的偏角满足
即
运动员到达点时的动能
解法3:能量守恒法.
取点为零重力势能点,由机械守恒定律得运动员落到点时的动能

解析：