必修 第二册第五节 机械能守恒定律课后复习题

4.5机械能守恒定律同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．“嫦娥五号”是我国月球软着陆无人登月探测器，如图，当它接近月球表面时，可打开反冲发动机使探测器减速下降．探测器减速下降过程中，它在月球表面的重力势能、动能和机械能的变化情况是（　　）

A．动能增加、重力势能减小 B．动能减小、重力势能增加

C．动能减小、机械能减小 D．重力势能增加、机械能增加

2．一质量为m的物块仅在重力作用下运动，物块位于r1和r2时的重力势能分别为3E0和E0（E0＞0）。若物块位于r1时速度为0，则位于r2时其速度大小为（　　）

A． B． C． D．

3．一物体从H高处自由下落，当其动能等于重力势能时（以地面为零势能面），物体的速度为（     ）

A．

B．

C．

D．

4．如果一个物体在运动的过程中克服重力做了80J的功，则（   ）

A．物体的重力势能一定增加80J

B．物体的机械能一定增加80J

C．物体的动能一定减少80J

D．物体的机械能一定减少80J

5．以下说法正确的是（　　）

A．一个物体所受的合外力为零，它的机械能一定守恒

B．一个物体做匀速运动，它的机械能一定守恒

C．一个物体所受合外力做功为零，它一定保持静止或做匀速直线运动

D．一个物体所受的合外力不为零，它的机械能仍可能守恒

6．如图所示，为固定在竖直平面内半径为的四分之一光滑圆弧轨道，为圆弧轨道的圆心，点到地面的高度，小球从轨道最高点由静止开始沿圆弧轨道滑下，从轨道最低点离开轨道，然后做平抛运动落到水平地面上的点，若保持圆弧轨道圆心点的位置不变，当改变点到地面的高度时（处曲面的切线仍沿水平方向，圆弧轨道的半径发生变化，点位置相应的在水平连线上左右移动），小球的水平射程（点与点的水平距离）的变化情况为（　　）

A．点到地面的高度增大时，小球的水平射程增大

B．点到地面的高度增大时，小球的水平射程减小

C．点到地面的高度减小时，小球的水平射程不变

D．点到地面的高度减小时，小球的水平射程增大

7．我国“蛟龙号”深潜器经过多次试验，终于在2012年6月24日以7 020 m深度创下世界最新纪录(国外最深不超过6 500 m)．预示着可以征服全球99.8%的海底世界．假设在某次试验时，深潜器内的显示屏上显示出了深潜器从水面开始下潜到最后返回水面这10 min内的深度图像(a)和速度图像(b)，如图所示，则有(　　)

A．(a)图中h3代表本次下潜的最大深度，应为60 m

B．全过程中最大加速度是0.025 m/s2

C．超重现象应发生在3－4 min和6－8 min的时间段内

D．整个深潜器在8－10 min时间段内机械能守恒

8．如图所示，吊机把质量为10吨的重物由静止匀加速起吊， 2s内竖直提高了2m，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。则此过程中（　　）

A．重物的重力势能增加2×104J B．重物的动能增加了1×104J

C．吊机牵引力的最大功率为2.2×105W D．重物的机械能增加了2.2×104J

9．如图所示，在水平桌面的右边缘处以速度v0斜向上抛出质量为m的物体（可视为质点），抛出后物体落在水平地面上。已知桌面比地面高H，取水平桌面所在平面为零势能面，Ek、Ep、E分别表示运动过程中的动能、重力势能和机械能，h表示物体距离水平地面的高度，物体运动过程中不计空气阻力，则在物体下落过程中，下列图像关系可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

10．如图甲所示，小物块放在固定的足够长的光滑斜面上，在平行于斜面向上的力F的作用下由静止开始沿斜面运动，运动过程中物块的机械能E随位移x变化的关系如图乙所示。其中0～x1过程与x2～x3过程的图线是平滑的曲线，x1～x2过程的图线是倾斜的直线，x3～x4过程的图线是平行于x轴的直线，则下列说法正确的是（　　）

A．在0～x1过程中小物块的加速度不断增大

B．在x1～x2过程中小物块可能做匀加速运动，也可能做匀速运动或者匀减速运动

C．在x2～x3过程中F不断减小，小物块动能一定减小

D．在x3～x4过程中小物块一定做匀速运动

11．如图所示，一小球自A点由静止开始自由下落，到达B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩至最短．若不计弹簧的质量和空气阻力，在小球由A至B到C的运动过程中

A．小球在B点时动能最大

B．小球的机械能守恒

C．小球由B到C的加速度先减小后增大

D．小球由B到C的过程中，动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

12．关于下列四幅图中的情景（均不计空气阻力），说法正确的是（　　）

A．甲图中，游客在倾斜的滑槽轨道上下滑过程中，游客的机械能守恒

B．乙图中，运动员撑杆向上的过程中，运动员的机械能一直守恒

C．丙图中，火箭点火升空的过程中，火箭的机械能守恒

D．丁图中，被运动员掷出的铅球在飞行过程中，铅球的机械能守恒

13．质量为1kg的物体沿高为5m、倾角为30o的光滑斜面由顶端静止下滑，g=10m/s2．则物体刚滑到斜面底端时，重力的功率

A．25W

B．50W

C．100W

D．150W

14．下列关于机械能是否守恒的判断，正确的是

A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒

B．合外力对物体做功为零时，物体的机械能一定守恒

C．做变速直线运动的物体机械能不可能守恒

D．只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒

15．一个人站在距地面为h的阳台上，以相同的速率分别沿竖直向上，水平，竖直向下抛出a、b、c三个质量相同的小球，不计空气阻力，则它们：

A．落地时的动能相同

B．落地时的动能大小是

C．从抛出到落地重力势能的减少量不同

D．落地瞬时重力做功的功率相同

二、填空题（共4题）

16．唐朝诗人杜甫的诗作《登高》中有这样两句诗：“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来．”从物理学的角度来说，“落木萧萧下”的过程是______能转化为______能；而“滚滚来”的长江水蕴含丰富的______能．

17．机械能守恒定律

（1）内容：在只有_____或_____做功的物体系统内，_____与_____可以互相转化，而_____保持不变。

（2）表达式：mv22＋mgh2＝mv12＋mgh1或Ek2＋Ep2＝_____

（3）应用机械能守恒定律解决问题只需考虑运动的初状态和_____，不必考虑两个状态间_____，即可以简化计算。

18．某同学站在水平地面上，竖直向上抛出一个物体，通过研究得到物体的机械能E总和重力势能Ep随它离开地面高度h的变化如图所示（取地面为零势能面，重力加速度g取10m/s2）。由图中数据可得：物体的质量为_______kg，物体回到地面时的机械能为______J。

19．实验室测定水平面和小物块之间的动摩擦因数的实验装置如图甲所示，将带有遮光条的物块由曲面的顶端无初速度释放，物块经过光电门瞬间可通过计算机记录遮光条的挡光时间，经过一段时间物块停在水平面上的点，重力加速度为。

(1)用游标卡尺（20分度）测量遮光条的宽度，测量情况如图乙所示，__。

(2)测得遮光条通过光电门的时间为，光电门到点的距离为，则动摩擦因数__（用测量的物理量和重力加速度表示）；若光电门左侧的轨道表面光滑，则小物块释放位置距离水平面的高度可表示为__。

三、综合题（共4题）

20．滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。如图所示是滑板运动的轨道，AB和CD是一段圆弧形轨道，BC是一段长14m的水平轨道。一运动员从AB轨道上的P点以6m/s的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零。已知运动员的质量为60kg，h=1.4m，H=1.8m，不计圆弧轨道上的摩擦，g取10m/s2。求运动员：

(1)第一次经过B点时的速度大小；

(2)第一次经过C点时的速度大小；

(3)在BC轨道上运动时所受阻力的大小。

21．能量守恒是自然界基本规律，能量转化通过做功实现．如图所示，质量为m的小球在自由下落过程中只受到重力作用，小球经过A点的速率为，经过B点的速率为．以地面为重力势能的零势能面，小球在A点的重力势能为=，在B点的重力势能为=．请根据动能定理证明：小球在A、B两点的机械能相等．

22．如图所示，是半径为，的光滑圆弧轨道，点的切线在水平方向，且点离水平地面高为，有一物体（可视为质点）从A点静止开始滑下，到达点后水平飞出，求：

（1）物体运动到点时的速度大小；

（2）物体到达点时的加速度及刚离开点时的加速度的大小；

（3）物体落地点到点的水平距离。

23．如图所示，一个质量为0.6kg的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧轨道ABC的A点的切线方向进入圆弧轨道（不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失）．已知圆弧的半径R=0.3m，θ=60°，小球到达A点时的速度vA=4m/s．g取10m/s2，求：

（1）小球做平抛运动的初速度v0；

（2）小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力．

参考答案：

1．C

2．A

3．A

4．A

5．D

6．B

7．C

8．C

9．D

10．B

11．C

12．D

13．B

14．D

15．A

16．     势     动     动

17．     重力     弹力     动能     势能     总的机械能     Ek1＋Ep1.     末状态     过程的细节

18．     2     60

19．     0.550         

20．(1) 8m/s；(2) 6m/s；(3)

21．

小球由A运动到B，重力做功为重力势能减小量，由WAB=EPA-EPB

对整个过程列动能定理，有WAB=△Ek= EKB-EKA

即EPA-EPB=EKB-EKA

整理后，得EPA+EKA=EPB+EKB，

综上，证明小球在A、B两点的机械能相等．

22．（1）；（2），；（3）

23．（1）2m/s；（2）8N