高中人教版 (新课标)8.机械能守恒定律巩固练习

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分层达标·训练

【基础达标】

1.关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是(   )

A.只受重力或弹力作用时，机械能守恒

B.除重力或弹力外有其他作用力时，只要合外力为零，机械能就守恒

C.除重力或弹力外有其他作用力时，只要其他力的合力的功为零，机械能就守恒

D.炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后其机械能守恒

2.如图所示，一个小孩从粗糙的滑梯上加速滑下，对于其机械能的变化情况，下列判断正确的是(   )

A.重力势能减小，动能不变，机械能减小

B.重力势能减小，动能增加，机械能减小

C.重力势能减小，动能增加，机械能增加

D.重力势能减小，动能增加，机械能不变

3.游乐场中的一种滑梯如图所示。小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则(   )

A．下滑过程中支持力对小朋友不做功

B．下滑过程中小朋友的重力势能增加

C．整个运动过程中小朋友的机械能守恒

D．在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功

4.如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是(   )

A.重力势能和动能之和总保持不变

B.重力势能和弹性势能之和总保持不变[来源:学_科_网]

C.动能和弹性势能之和总保持不变

D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变

5.(2012·聊城高一检测)如图所示，两个质量相同的物体A和B，在相同高度由静止开始下落，A物体自由落下，B物体沿光滑斜面下滑，则它们到达地面时(斜面固定，空气阻力不计)(   )

A.速率相同，动能相同

B.B物体的速率大，动能也大

C.A、B两物体在运动过程中机械能都守恒

D.B物体重力所做的功比A物体重力所做的功多

6.物体自地面上方一定高度处做自由落体运动，Ek表示动能，Ep表示重力势能，E表示机械能，h表示下落的距离，以地面为零势能面，下列图象中能正确反映各物理量关系的是(   )

7.以20 m/s的速度将一物体竖直上抛，若忽略空气阻力，g取10 m/s2，试求：

(1)物体上升的最大高度。

(2)以水平地面为零势能面，物体在上升过程中重力势能和动能相等的位置。[来源:学,科,网]

【能力提升】

8.(2012·海南高考)下列关于功和机械能的说法，正确的是(   )

A.在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功

B.合力对物体所做的功等于物体动能的改变量

C.物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关

D.运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量

9.(2012·济南高一检测)如图，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处由静止自由落下，不计空气阻力，设桌面处的重力势能为零，则小球落地前瞬间的机械能为(   )

A.-mgh　　　B.mg(H-h)　　　C.mg(H+h)　　　D.mgH

10.(2012·包头高一检测)如图所示的轨道，ab段及cd段是光滑的弧面，bc段为中间水平部分，长为2 m，与物体间的动摩擦因数为0.2，若物体从ab段高0.8 m处由静止下滑，g取10 m/s2，求：

(1)物体第一次到达b点时的速度大小；[来源:学+科+网Z+X+X+K]

(2)物体在cd段运动时可达到的离地最大高度。

11.如图所示，质量为m的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为M的砝码相连。已知M＝2m，让绳拉直后使砝码从静止开始下降h(小于桌高)的距离，木块仍没离开桌面，则砝码的速度为多少？

答案解析

1.【解析】选A、C。系统只受重力或弹力作用时，没有其他力做功，机械能一定守恒，A对；合外力为零，则合外力做的功为零，动能不变，但势能不一定不变，故机械能可能变化，B错；除重力与弹力外，其他力做的总功为零，相当于只有重力或弹力做功，机械能一定守恒，C对；爆炸瞬间炸药的化学能转化为炮弹的动能，炮弹动能增加，机械能增加，D错。

2.【解析】选B。下滑时高度降低，则重力势能减小，加速运动，动能增加，摩擦力做负功，机械能减小，B对，A、C、D错。

3.【解析】选A、D。下滑过程中支持力的方向总与速度方向垂直，所以支持力不做功，A正确；越往下滑重力势能越小，B错误；摩擦力的方向与速度方向相反，所以摩擦力做负功，机械能减少，D正确，C错误。

4.【解析】选D。小球下落过程中受到的重力做正功，弹力做负功，重力势能、弹性势能及动能都要发生变化，任意两种能量之和都不会保持不变，但三种能量可相互转化，总和不变，故D对，A、B、C错。

5.【解析】选A、C。A、B物体在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，C对；由机械能守恒定律得，A、B物体的初机械能相等，末机械能相等，动能也相同，A对，B错；由重力做功特点得，重力做的功WG=mgh，h相同，WG相同，D错。[来源:Z&xx&k.Com]

6.【解析】选B、C、D。重力势能Ep随h增大而减小，A错，B对，Ek=-ΔEp=mgh,C对，E不随h的变化而变化，D对。

7.【解析】(1)设物体上升的最大高度为H，在物体上升的整个过程中应用机械能守恒定律得mgH＝mv02

解得

(2)设物体重力势能和动能相等的位置距地面的高度为h，此时物体的速度为v，则有

mgh＝mv2

在物体被抛出到运动至该位置的过程中应用机械能守恒定律得mgh＋mv2＝

联立两式解得

答案：(1)20 m　　(2)10 m

8.【解析】选B、C。物体重力势能的减少量一定等于重力做的功，与有无其他力、其他力是否做功都无关，A错误；根据动能定理，合力对物体所做的功一定等于物体动能的改变量，B正确；物体的重力势能是系统共同具有的，也是相对的，C正确；只有重力做功时，运动物体动能的减少量才等于其重力势能的增加量，D错误。

9.【解题指南】解答本题应把握以下两点：

(1)明确零势能面，确定物体在某一位置的机械能。

(2)在下落过程中物体的机械能保持不变。

【解析】选D。只有重力做功，物体机械能守恒，小球落地时的机械能与开始下落时的机械能相等，都为mgH，D对。

10.【解析】(1)从a到b，根据机械能守恒定律

解得：vb=4 m/s。

(2)从b到c，根据动能定理

解得vc=2 m/s

从c到d，根据机械能守恒定律得mgh′=mvc2

则最大高度h′=0.4 m。

答案：(1)4 m/s　　(2)0.4 m

11.【解析】在砝码下降h的过程中，系统增加的动能为系统减少的重力势能为ΔEp减＝Mgh

由ΔEk增＝ΔEp减得

解得

答案：[来源:Z|xx|k.Com]

【总结提升】巧解多物体机械能守恒问题

对于多个物体组成的系统，若除重力、弹力外，其他力对它们不做功，或做的总功为零，则物体系统机械能守恒。但对于系统内的某个物体机械能一般不守恒，故此时应用机械能守恒定律解题时应把各物体作为整体来研究。

求解时的基本思路：一是求得A、B两物体的机械能变化ΔEA、ΔEB，利用

ΔEA=-ΔEB或-ΔEA=ΔEB求解；二是求得初、末状态的A、B两物体总的动能变化ΔEk=ΔEkA+ΔEkB和势能变化ΔEp=ΔEpA+ΔEpB,再利用ΔEk=-ΔEp或-ΔEk=ΔEp 求解。