1、机械能守恒定律检测试题一、选择题(本题共10个小题，每小题7分，共70分，每小题只有一个选项正确，请将正确选项前的字母填在题后的括号内)1第16届亚运会于2010年11月12日至11月27日在广州举行亚运会中的投掷链球、铅球、铁饼和标枪等体育比赛项目都是把物体斜向上抛出的运动，如图所示，这些物体从被抛出到落地的过程中()A物体的机械能先减小后增大B物体的机械能先增大后减小C物体的动能先增大后减小，重力势能先减小后增大D物体的动能先减小后增大，重力势能先增大后减小解析：若不考虑空气阻力的作用，这些物体被抛出后机械能守恒；若考虑空气阻力的作用，这些物体被抛出后机械能一直减小，而动能在上升的过程减小
2、，下降的过程增加，故D正确答案：D2如图所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法正确的是()A斜劈对小球的弹力不做功B斜劈与小球组成的系统机械能不守恒C斜劈的机械能守恒D小球重力势能减小量等于斜劈动能的增大量解析：不计一切摩擦，小球下滑时，小球和斜劈组成的系统只有小球重力做功，系统机械能守恒，故选D.答案：D3如图所示，一均质杆长为r，从图示位置由静止开始沿光滑面ABD滑动，AB是半径为r的圆弧，BD为水平面则当杆滑到BD位置时的速度大小为()A. B.C. D2解析：虽然杆在下滑过程中有转动发生，但初始状
3、态静止，末状态匀速平动，整个过程无机械能损失，故由械能守恒定律得：mv2mg解得：v.故B正确答案：B4如图所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O点，O与O点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则()A两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等B两球到达各自悬点的正下方时，A球动能较大C两球到达各自悬点的正下方时，B球动能较大D两球到达各自悬点的正下方时，B球受到向上的拉力较大解析：整个过程中两球减少的重力势能相等，A球减少的重
4、力势能完全转化为A球的动能，B球减少的重力势能转化为B球的动能和弹簧的弹性势能，所以A球的动能大于B球的动能，所以B正确；在O点正下方位置根据牛顿第二定律，小球所受拉力与重力的合力提供向心力，则A球受到的拉力较大，所以D错答案：B5如图，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球，给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动，在此过程中()A小球的机械能守恒B重力对小球不做功C绳的张力对小球不做功D在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少解析：小球受重力、拉力、斜面的支持力和摩擦力，小球克服摩擦力做功，机械能减少，A错；重力做功，B错；绳子的拉力与小球的运动
5、方向垂直，始终不做功，故C正确；小球动能的减少等于克服摩擦力和重力所做的总功，所以D错答案：C6如图所示，重10 N的滑块在倾角为30的斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab0.8 m，bc0.4 m，那么在整个过程中下列说法不正确的是()A滑块动能的最大值是6 JB弹簧弹性势能的最大值是6 JC从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6 JD滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能守恒解析：滑块能回到原出发点所以机械能守恒，D正确；以c点为参考点，则a点的机械能为6 J，c点时的速度为0，重力势能也为0，所以弹性势能的最大值为
6、6 J，从c到b弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减小量，故为6 J所以选A. 答案：A7如图甲所示，一个小环套在竖直放置的光滑圆形轨道上做圆周运动小环从最高点A滑到最低点B的过程中，其线速度大小的平方v2随下落高度h变化的图象可能是图乙所示四个图中的()A BC D解析：设小环在A点的初速度为v0，由机械能守恒定律得mghmv2mv得v2v2gh，可见v2与h是线性关系，若v00，正确；v00，正确，故正确选项是A.答案：A8如图所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b.a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧从静止开始
7、释放b后，a可能达到的最大高度为()Ah B1.5hC2h D2.5h解析：在b落地前，a、b组成的系统机械能守恒，且a、b两物体速度大小相等，根据机械能守恒定律可知：3mghmgh(m3m)v2则v，b球落地时，a球高度为h，之后a球向上做竖直上抛运动，上升过程中机械能守恒，mv2mgh，所以h，即a可能达到的最大高度为1.5h，B项正确答案：B9一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法中不正确的是()A运动员到达最低点前重力势能始终减小B蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C蹦极过程中，运动员
8、、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关解析：到达最低点前高度始终在降低，所以重力势能始终减小，故A正确绳张紧后的下落过程，伸长量逐渐增大，弹力做负功，弹性势能增大，故B正确在蹦极过程中，只有重力与系统内弹力做功，故机械能守恒，C正确重力势能的改变与重力做功有关，重力做功只与始末位置高度差有关，与零势能面的选取无关，故D错误答案：D10一个高尔夫球静止于平坦的地面上，在t0时球被击出，飞行中球的速率与时间的关系如图所示若不计空气阻力的影响，根据图象提供的信息不能求出()A高尔夫球在何时落地B高尔夫球可上升的最大高度C人击球时对高尔夫球做的功D高尔
9、夫球落地时离击球点的距离解析：球刚被击出时v031 m/s，根据机械能守恒，小球到达最高点时重力势能最大，动能最小，所以v19 m/s时小球处于最高点由mvmghmv2，可求最大高度为30 m；仍根据机械能守恒，小球落地时速度与击出时速度相等，所以高尔夫球5 s时落地；研究击球过程，根据动能定理，人做的功Wmv，由于m未知，所以求不出W；研究球的水平分运动，由xvxt，其中vx19 m/s，t5 s，可求得x95 m，故选C.答案：C二、非选择题(本题共2个小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(15分)是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，在下端
10、B与水平直轨道相切，如图所示一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑已知圆轨道半径为R，小球的质量为m，不计各处摩擦求：(1)小球运动到B点时的动能(2)小球下滑到距水平轨道的高度为R时速度的大小和方向(3)小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时，所受轨道支持力FNB、FNC各是多大？解析：(1)根据机械能守恒定律EkmgR.(2)根据机械能守恒定律EkEpmv2mgR小球速度大小v速度方向沿圆弧的切线向下，与竖直方向成30.(3)根据牛顿运动定律及机械能守恒定律，在B点FNBmgm，mgRmv解得：FNB3mg在C点：FNCmg.答案：(1)mgR(2)v，速度方向沿圆弧的切线向下，与竖直方向成
11、30(3)FNB3mg，FNCmg12(15分)一个质量m0.20 kg的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光滑竖立的圆环上的B点弹簧的上端固定于环的最高点A，环的半径R0.50 m，弹簧的原长l00.50 m，劲度系数k4.8 N/m.如图所示，若小球从图中所示位置B点由静止开始滑到最低点C时，弹簧的弹性势能Ep0.6 J取g10 m/s2.求：(1)小球到C点时的速度vC的大小；(2)小球到C点时，与圆环间的弹力大小和方向(3)若把该装置放在光滑水平面上，其他条件不变，vC的大小也不变，需对小球做多少功？解析：(1)小球从B至C的过程中机械能守恒由Ep减Ek增Ep增得：mghmvEp又hCDR(1cos 60)解以上两式得：vC3 m/s.(2)设小球在C点受到圆环的弹力FN沿半径向上由牛顿第二定律得：F弹FNmgm即kRFNmgm解得FN3.2 N，方向沿半径向上(3)装置水平放置时，对小球做的功应与装置竖直放置时重力做功相同即WFWGmgR(1cos 60)解得WF1.5 J.答案：(1)3 m/s(2)3.2 N沿半径向上(3)1.5 Jwww- 8 -
