物理必修 第二册1.5 机械能守恒定律复习练习题

1.5机械能守恒定律基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第二册

一、选择题（共14题）

1．在下面列举的各个实例中，机械能守恒的是（　　）

A．跳伞运动员跳伞时在空气中匀速下降

B．拉着金属块沿光滑斜面匀速上滑

C．用轻杆拴着小球在竖直面内做匀速圆周运动

D．在空中由静止释放的金属小球的运动

2．下列关于功和能的关系判断正确的是（　　）

A．重力对物体做正功，物体的动能一定增加

B．重力对物体做正功，物体的机械能一定守恒

C．如果物体的重力势能增加，重力对物体一定做负功

D．如果物体的机械能守恒，外力对物体一定不做功

3．滑雪运动深受人民群众喜爱．某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中，下列说法正确的是（　　）

A．所受合外力始终为零 B．所受摩擦力大小不变

C．合外力做功一定不为零 D．机械能一定减少

4．韩晓鹏是我国首位在冬奥会滑雪项目上夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中，沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功2000J，他克服阻力做功100J。韩晓鹏在此过程中（　　）

A．动能增加了2100J B．机械能减小了100J

C．重力势能减小了1900J D．机械能增加了1900J

5．在离地高为H处以某一初速度竖直向下抛一个小球，若与地面碰撞的过程中无机械能损失，那么要使球回跳到离地高度为2H，则初速度应该为（       ）

A． B．

C． D．

6．将一物体由地面竖直向上抛出，物体距离地面的高度为h，上升阶段其机械能E随h的变化关系如图所示，则下落阶段的E﹣h图象是（　　）

A． B．

C． D．

7．如图所示，电梯的质量为，其天花板上通过一轻质弹簧悬挂一质量为的物体。电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当电梯上升高度为时，电梯的速度达到，此时物体的速度也为，重力加速度为，则在这段运动过程中，以下说法正确的是（       ）

A．轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于

B．钢索的拉力所做的功等于

C．轻质弹簧对物体的拉力所做的功大于

D．钢索的拉力所做的功等于

8．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，木板与滑块质量相等，均为m，木板长为L，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与木板、滑块相连，滑块与木板间的动摩擦因数为μ，开始时，滑块静止在木板的上端，现用与斜面平行的未知力F，将滑块缓慢拉至木板的下端，拉力做功为（　　）

A． B． C． D．

9．滑雪是一项危险性高而技巧性强的运动，某次滑雪过程可近似模拟为两个圆形轨道的对接，如图所示。质量为m的运动员在轨道最低点A的速度为v，且刚好到达最高点B，两圆形轨道的半径相等，均为R，滑雪板与雪面间的摩擦不可忽略，下列说法正确的（　　）

A．运动员在最高点B时，对轨道的压力为零

B．由A到B过程中增加的重力势能为

C．由A到B过程中阻力做功为

D．由A到B过程中损失的机械能为

10．物体静止在水平面上，在竖直向上拉力F作用下向上运动，不计空气阻力，物体的机械能E与上升高度x的大小关系如图所示，其中曲线上点A处的切线斜率最大，x2~x3段的图线为平行于横轴的直线。则下列判断正确的是（　　）

A．在x2处物体的动能最大

B．在x1处物体所受的拉力最大

C．0~x2过程中拉力F先做正功再做负功

D．x2~x3过程中合外力做功为零

11．从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零势能面，该物体的和随它离开地面的高度的变化如图所示。重力加速度取由图中数据可得（　　）

A．物体的质量为 B．时，物体的速率为

C．时，物体的动能为 D．从地面至时，物体的动能减少了

12．平传送带在电动机的带动下以恒定的速率运动。某时刻在传送带左侧A端轻轻放置一个质量为的小物体，经时间小物体恰好与传送带共速，此时小物体未到达传送带的最右端，在这段时间内（　　）

A．摩擦力对小物体做的功为

B．由于小物体与传送带相互作用而产生的内能为

C．由于小物体与传送带相互作用电动机要多做的功为

D．共速前小物体受向右的摩擦力，共速后小物体受向左的摩擦力

13．如图所示，两个相同的小球a、b，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时，b从同一高度平抛．小球a、b（     ）

A．落地时的速度相同

B．落地时重力的瞬时功率相等

C．运动到地面的过程中合外力做功相等

D．从运动到落地的过程中重力的平均功率相等

14．“娃娃机”指将商品陈列在一个透明的箱内，其上有一个可控制抓取玩具的机器手臂，使用者要凭自己的技术操控手臂，以取到自己想要的玩具。关于“娃娃机”。下列说法正确的是（　　）

A．机械爪抓到玩具匀速上升时，玩具机械能守恒

B．机械爪抓到玩具加速水平移动时，玩具的机械能增加

C．玩具从机械爪掉下时，速度增加，玩具的机械能增加

D．机械爪抓到玩具加速上升时，机械爪做的功等于玩具重力势能变化量

二、填空题（共3题）

15．人站在h高处的平台上，水平抛出一个质量为m的物体，物体落地时的速度为v，以地面为重力势能的零点，不计空气阻力，则小球抛出时的动能是_______。小球落地时的机械能是_______。

16．质量为1 kg的物体从离地面1．5 m高处以速度10 m/s抛出，不计空气阻力，若以地面为零势能面，物体的机械能是________J，落地时的机械能是________J；若以抛出点为零势能面，物体的机械能是________J，落地时的机械能是________J．（g取10 m/s2）

17．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为，测得所用重物的质量为1.00kg。若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），那么

（1）纸带的______（填“左”或“右”）端与重物相连。

（2）在从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量是______，此过程中重物动能的增加量是______。（结果均保留两位有效数字）

（3）实验的结论是______。

三、综合题（共3题）

18．一平台如图所示，物体A与水平面间的动摩擦因数µ=0.2，右角上固定一定滑轮，在水平面上放着一质量m=1.0kg、大小可忽略的物块A，一轻绳绕过定滑轮，轻绳左端系在物块A上，右端系住物块B，物块B质量M=2.0kg，开始两物体都处于静止状态，绳被拉直，物体A距滑轮4.5m，B到地面的距离h=1m，忽略滑轮质量及其与轴之间的摩擦，g取10m/s2，将A、B无初速释放后，求：

（1）轻绳中的最大拉力；

（2）物体A沿水平面运动的位移。

19．某同学参照过山车情景设计了如下模型光滑的竖直圆轨道半径R=2m，入口的平直轨道AC和出口的平直轨道CD均是粗糙的，质量为m=2kg的小滑块与水平轨道之间的动摩擦因数均为μ=0.5，滑块从A点由静止开始受到水平拉力F=6N的作用，在B点撤去拉力，AB的长度为l=5m，不计空气阻力。（g=10m/s2）

(1)若滑块恰好通过圆轨道的最高点，求滑块沿着出口的平直轨道CD能滑行多远的距离？

(2)要使滑块能进入圆轨道运动且不脱离轨道，求平直轨道BC段的长度范围。

20．如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的四分之一细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐一个质量为1kg的小球放在曲面AB上，现从距BC的高度为h=0.6m处静止释放小球，它与BC间的动摩擦因数μ=0.5，小球进入管口C端时，它对上管壁有FN=2.5mg的作用力，取重力加速度g=10m/s2，求：

（1）小球在C处受到的向心力大小；

（2）水平面BC段的长度；

（3）在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm。

参考答案：

1．D

2．C

3．D

4．B

5．A

6．C

7．C

8．A

9．C

10．B

11．B

12．C

13．C

14．B

15．         

16．     65     65     50     50

17．     左     0.49J     0.48J     在实验误差允许范围内，重物的机械能守恒

18．（1）8N；（2）4m

19．(1)10m；(2)[0，15m]或[21m，25m]

20．（1）35N；（2）0.5m；（3）6J