机械能守恒定律及其应用练习题详解.doc

(完整word)机械能守恒定律及其应用练习题详解机械能守恒定律及其应用练习题基础达标1质量为m的物体从距地面h高处的某点自由落下，在这过程中不计空气阻力,下列说法正确的是:( )A重力对物体做功为mgh B重力势能减少mghC动能增加mghD机械能增加mgh2关于机械能是否守恒的叙述,正确的是：（ ）A作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B作匀速直线运动的物体机械能可能守恒C合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒3在不计空气阻力的条件下，下列几种运动中机械能不守恒的是：（ ）A氢气球匀速上升B从高处向任意方向抛出的小球C物体沿光滑曲面下滑D一小球用一细绳拴着在摆动的过程中4汽车上坡时，如果牵引力的大小等于摩擦力，不计空气阻力，那么,下列说法中哪一个是正确的：（ ）A汽车匀速上坡B汽车在上坡过程中机械能减小C汽车在上坡过程中机械能增大D汽车在上坡过程中，动能减小,势能增大,总的机械能不变5物体静止在某一高处时具有60J的势能。当它从该处自由下落至另一位置时所具的势能为动能的一半,那么，物体所减少的势能是下列中的哪一个：( ）A20J B30J C40JD60J6质量为m的物体从距地面高为H的平台边缘以初速度v0竖直向下抛出。若不计空气阻力，则物体下落到距地面高为h时的动能为下列中的哪一种：（ ）Amgh+BmgHmghCmgH+-mghDmgH+ mgh7如图所示，m1m2，滑轮光滑且质量不计，在m1下降一段距离d的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是：( ）Am1的机械能增加 Bm2的机械能增加 Cm1和m2的总机械能减少 Dm1和m2的总机械能不变 8某同学身高1.8m，在运动会上参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆,据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为：( ）（g取10m/s2）A2m/s B4m/s C6m/s D8m/s9如图所示，一匀质直杆AB长为，从图示位置由静止沿光滑面ABD滑动，AB是半径为r的四分之一圆弧，BD为水平面，求直杆全部滑到BD时的速度大小。10将质量为m的物体以初速度竖直向上抛出,忽略空气阻力,取g取10m/s2，则:（1）物体上升的最大高度是多少？（2）上升过程中何处重力势能与动能相等？11 如图所示，在光滑的水平桌面上，放一根长为的链条，链条沿桌边挂在桌外的长度为a，链条由静止开始释放，求链条全部离开桌面时的速度。12如图，AB是高h1=0。6m、倾角的斜面，放置在水平桌面上，斜面下端是与桌面相切的一段圆弧，且紧靠桌子边缘.桌面距地面的高度h2=1.8m。一个质量m=1.0kg的小滑块从斜面顶端A由静止开始沿轨道下滑,运动到斜面底端B时沿水平方向离开斜面，落到水平地面上的C点。滑块与斜面间的动摩擦因数.不计空气阻力，g=10m/s2。求：（1）小滑块经过B点时的速度；(2）小滑块落地点C距桌面的水平距离；（3）小滑块落地时的速度大小。1长度为的均匀链条放在光滑水平桌面上，使其长度的垂在桌边,如图所示,松手后链条从桌边下滑，则链条滑至刚离开桌面时的速度大小为(桌面的高度大于链条的长度）( )A B C D2如图，质量分别为m和2m的两个小球A和B,中间用轻质杆相连，在杆的中点O处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在B球顺时针摆动到最低位置的过程中：（ ）AB球的重力势能减少，动能增加，B球和地球组成的系统机械能守恒BA球的重力势能增加，动能也增加,A球和地球组成的系统机械能不守恒CA球、B球和地球组成的系统机械能守恒DA球、B球和地球组成的系统机械不守恒3（2010北京崇文模拟）一轻质细绳的下端系一质量为m的小球,绳的上端固定于O点，现用手将小球拉至水平位置（绳处于水平拉直状态），松手后小球由静止开始运动，在小球摆动过程中绳突然被拉断，绳断时与竖直方向的夹角为，已知绳能承受的最大拉力为F，若想求出值,你有可能不会求解，但是你可以通过一定的物理分析，对下列结果的合理性做出判断.根据你的判断值应为( ）A BC D4质量为m的物体，从静止开始以2g的加速度竖直向下运动h高度，下列说法中正确的是（ )A物体的势能减小2mgh B物体的机械能保持不变C物体的动能增加2mgh D物体的机械能增加mgh5距离地面高为5m的小球以初速度10m/s斜向上抛出，不计空气阻力,取g=10m/s2,小球落地时速度为多大？6如图所示，质量为m的物体，以某一初速度从A点向下沿光滑的轨道运动，不计空气阻力，若物体通过最低点B点时的速度为，求物体在A点时的速度是多少?7如图所示，物体A和B系在跨过定滑轮的细绳两端，物体A 的质量mA=1.5，物体B的质量mB=1kg，开始时把A托起,使B刚好与地面接触，此时物体A离地高度为1m。放手让A从静止开始下落，求： （1)当A着地时，B的速率多大？（2）物体A落地后, B还能升高多少？8如图所示，用一条细绳通过一个光滑的滑轮将一个0.20kg的砝码和光滑桌面上的一个0.80kg的小车连接在一起。开始时用手握住小车使砝码离开地面1.0m，然后放手使小车从静止开始运动。试计算：（1)开始时砝码的重力势能（g取10m/s2)；（2）放手后在砝码到达地面时小车的速度。9如图所示,某人乘坐雪橇从雪坡经A点滑至B点。接着沿水平路面滑至C点停止，人与雪橇的总质量为70kg。表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：位置ABC速度（m/s)2。012.00时刻(s）0410(1)人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少?(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小(g=10m/s2)10在倾角的光滑斜面顶端固定着一个光滑的定滑轮。A、B两个物体的质量分别mA=2kg和mB=4kg，跨过定滑轮用细绳相连.B物体距地面高度H=2m。求将B由静止释放后，A物体能够达到的最大速度是多少?1ABC解析:物体自由下落,只有重力做功，机械能守恒，选项错误;物体下落重力对物体做功为mgh，重力势能减少mgh，动能增加mgh，故ABC正确。2BD解析：判断机械能是否守恒，依据是重力以外的力是否做了功，不管物体是做匀速还是变速运动，也不管物体是直线运动还是曲线运动，只要重力以外的力不做功或做功之和为零，机械能就守恒。合外力做功为零，并不意味着重力以外的力做功之和为零，故机械能不一定守恒，故BD选项正确.3A解析：A选项中氢气球匀速上升受浮力和重力,且浮力做功，故不守恒,其他选项只有重力做功，故守恒，D选项绳子拉力方向始终与速度方向垂直，故不做功，也守恒。4D解析：因为汽车牵引力的大小等于摩擦力，故合外力为重力，在上坡过程中只有重力做负功，动能减小，势能增大，总的机械能不变，故D选项正确.5C解析：物体自由下落机械能守恒，设初状态的势能为Ep，此时的势能为Ep1，则动能为2Ep1,根据机械能守恒可知：减少的势能为,故C选项正确。6C解析:根据机械能守恒可知:故C选项正确。7BD解析:对于系统机械能守恒，故D选项正确；但对于单个物体机械能不守恒，绳子拉力对做负功，其机械能减少，绳子拉力对做正功，其机械能增加，故B选项正确。8B解析：根据机械能守恒，该同学重心上移了，由机械能守恒可知：故B选项正确。9解析：物体沿光滑轨道运动，仅有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律，有10解析：(1）根据机械能守恒可知：（2）重力势能与动能相等即：11解析：选择桌面上和挂出部分的链条作为研究对象，从图中位置到全部移开桌面过程中，系统重力势能的减小等整个链子动能增加,由机械能守恒得(设链子单位长度质量为）则：12解析:(1）滑块在斜面上受力图如图所示： 垂直于斜面方向：沿斜面方向:求出a=2.0m/s2由vB2=2as求出vB=2.0m/s (2)设滑块从B到C所用时间为t由，求出x=1。2m（3）从B到C，取地面为零势能面，由机械能守恒定律有：求出13（1）1080N （2）1。2m （3）见解析解析：（1）机械能守恒圆周运动 解得 人对绳的拉力 FF则 F1080N（2）动能定理则解得d=1.2m（3)选手从最低点开始做平抛运动 x=vt且由式及以上两式解得当时,x有最大值，解得l=1。5m因此，两人的看法均不正确。当绳长越接近1.5m时，落点距岸边越远。1B解析：由于链条在运动过程中，只有重力做功，故链条的机械能守恒。设链条的总质量为,取桌面处的重力势能为零,则初状态链条的机械能为：；末状态的机械能。由得所以2BC解析:B球从水平位置下摆到最低点过程中，受重力和杆的作用力，杆的作用力方向待定。下摆过程中重力势能减少动能增加,但机械能是否守恒不确定。A球在B下摆过程中，重力势能增加，动能增加,机械能增加。由于A+B系统只有重力做功,系统机械能守恒，A球机械能增加，B球机械能一定减少。所以B，C选项正确。3答案：D本题可以用特殊值法。假设绳能承受的最大拉力F为0,则F=0时,只能取90，,所以选项A、B排除，若绳子在小球下落到最低点时断裂,则由机械能守恒定律或动能定理可以列出有关方程：，小球在最低点，由牛顿第二定律，,联立可解得，即若能承受的最大拉力F为3mg，则，cos0=1,再排除C选项，所以正确答案为D。4CD解析：因重力做正功mgh，所以重力势能减少mgh，除了重力做功以外，还有其他力做功，故机械能不守恒。以物体为研究对象，合力的功为2mgh,所以物体的动能增加为2mgh，以物体和地球为系统，外力做正功为mgh，故物体的机械能增加mgh，故CD选项正确。5解析：根据机械能守恒，取地面为零势能面,则有：6解析：从A点到B点只有重力做功，机械能守恒,取B点为零势能面，则根据机械能守恒可知：又因可解得：7解析：（1)系统机械能守恒可知：（2）对B利用机械能守恒：设还能升高，取离地面1m处为零势能面8解析：（1）取地面为零势能面，则砝码的重力势能为：（2)根据机械能守恒可知,砝码减少的重力势能等于砝码和小车共同增加的动能，即:9解析：（1）从A到B的过程中，人与雪橇损失的机械能（2）人与雪橇在BC段做减速运动的加速度根据牛顿第二定律：即人与雪橇所受阻力大小为140N10解析:B竖直下落,A沿光滑斜面上升过程中，A、B组成的机械能守恒,所以A上升的最大速度是- 10 -