機械能守恒定律測試題及答案

1、機械能守恒定律測試題一、選擇題（每題4分，共40分）1.下列說法正確的是（）A.如果物體（或系統）所受到的合外力為零，則機械能一定守恒B.如果合外力對物體（或系統）做功為零，則機械能一定守恒C.物體沿固定光滑曲面自由下滑過程中，不計空氣阻力，機械能一定守恒D.做勻加速運動的物體，其機械能可能守恒2.如圖所示，木板OAK平放置，長為L,在A處放置一個質量為m的物體，現繞。點緩慢抬高到A端，直到當木板轉到與水平面成角時停止轉動.這時物體受到一個微小的干擾便開始緩慢勻速下滑，物體又回到。點，在整個過程中（A.支持力對物體做的總功為mgLsin民B.摩擦力對物體做的總功為零C.木板對物體做的總功為零D

2、.木板對物體做的總功為正功3、設一衛(wèi)星在離地面高h處繞地球做勻速圓周運動，具動能為EK1,重力勢能為E。與Ek2,重力勢該衛(wèi)星等質量的另一衛(wèi)星在離地面高2h處繞地球做勻速圓周運動，具動能為能為EP2O則下列關系式中正確的是（EP1 > Ep2A.EK1>Ek2C E ki Epi EK2 EP2 DEK1EP1 <EK2EP24.質量為m的物體，由靜止開始下落,由于空氣阻力，下落的加速度為刎在物體下落h的過程中，下列說法正確的是A.物體動能增加了 4 mgh5B.物體的機械能減少了 4 mgh5C.物體克服阻力所做的功為1mgh 5D.物體的重力勢能減少了 mgh5.如圖所示

3、，木板質量為 長度為L,小木塊的質量為 m,水平地面光滑，一根不計質量的輕繩通過定滑輪分別與M和m連接，小木塊與木板間的動摩擦因數為小.開始時木塊靜止在木板左端，現用水平向右的力將m拉至右端，拉力至少做功為A. mgLB. 2 mgLmgLC.D.(Mm)gL6.如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板m2的左端，右端與小木塊m1連接，且m1、m2及m2與地面之間接觸面光滑，開始時mDm2均靜止，現同時對mi、m2施加等大反向的水平恒力Fi和F2,從兩物體開始運動以后的整個過程中，對mi、m2和彈簧組成的系統（整個過程中彈簧形變不超過其彈性限度），正確的說法是（）A.由于Fi、F2等大反向，故系統機

4、械能守恒B.由于Fi、F2分別對mi、皿做正功，故系統動能不斷增加C由于Fl、F2分別對mi、m2做正功，故系統機械能不斷增加D.當彈簧彈力大小與Fi、F2大小相等時，m、m2的動能最大7 .如圖所示，滑雪者由靜止開始沿斜坡從A點自由滑下，然后在水平面上前進至B點停下.已知斜坡、水平面與滑雪板之間的動摩擦因數皆為，滑雪者（包括滑雪板）的質量為m,AB兩點間的水平距離為L.在滑雪者經過AB段的過程中，摩擦力所做的功（）A.大于mgLB.小于mgLC等于mgLD.以上三種情況都有可能A ft ft ft_J /人國g*厘8 .嫦娥一號奔月旅程的最關鍵時刻是實施首次“剎車”減速.如圖所示，在接近月球

5、時,嫦娥一號將要利用自身的火箭發(fā)動機點火減速，以被月球引力俘獲進入繞月軌道.這次減速只有一次機會，如果不能減速到一定程度，嫦娥一號將一去不回頭離開月球和地球，漫游在更加遙遠的深空；如果過分減速，嫦娥一號則可能直接撞擊月球表面.該報道的圖示如下.則下列說法正確的是（）A.實施首次“剎車”的過程，將使得嫦娥一號損失的動能轉化為勢能，轉化時機械能守恒.B.嫦娥一號被月球引力俘獲后進入繞月軌道，并逐步由橢圓軌道變軌到圓軌道.C.嫦娥一號如果不能減速到一定程度，月球對它的引力將會做負功.D.嫦娥一號如果過分減速，月球對它的引力將做正功，撞擊月球表面時的速度將很大9、如圖所示，物體AB通過細繩及輕質彈簧連

6、接在輕滑輪兩側，物體A、B的質量都為mi開始時細繩伸直，用手托著物體A使彈簧處于原長且A與地面的距離為h,物體B靜止在地面上。放手后物體A下落，與地面即將接觸時速度大小為v,此時物體B對地面恰好無壓力，則下列說法中正確的是：（）A.彈簧的勁度系數為mghB.此時彈簧的彈性勢能等于mgh1mv22C.此時物體B的速度大小也為vD.此時物體A的加速度大小為g,方向豎直向上10. 一物體懸掛在細繩下端，由靜止開始沿豎直方向向下運動,運動過程中，物體的機械能與位移的關系圖象如圖所示，其中0Si過程的圖象為曲線，SiS2過程的圖象為直線，根據該圖象，下列說法正確的是（）A. 0si過程中物體所受拉力一定

7、是變力，且不斷減小B. SiS2過程中物體可能在做勻變速直線運動C. SiS2過程中物體可能在做變加速直線運動D. 0S2過程中物體的動能可能在不斷增大實驗題11. (6分)一位同學要研究輕質彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關系，他的實驗如下：在離地面高度為h的光滑水平桌面上，沿著與桌子邊緣垂直的方向放置一輕質彈簧，其左端固定，右端與質量為m的一小鋼球接觸.當彈簧處于自然長度時，小鋼球恰好在桌子邊緣，如圖所示.讓小鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向射出桌面，小球在空中飛行后落到水平地面上，水平距離為s.(1)請你推導出彈簧彈性勢能Ep與小鋼球質量m桌面離地面高度h、水平距離

8、s等物理量的關系式：.(2)彈簧的壓縮量x與對應的鋼球在空中飛行的水平距離s的實驗數據如下表所示：彈簧的壓縮量x(cmj)鋼球飛行的水平距離s(mD根據以上實驗數據，請你猜測彈簧的彈性勢能Ep與彈簧的壓縮量x之間的關系，并說明理由：12. (12分)在用自由落體運動驗證機械能守恒定律時，某同學按照正確的操作選得紙帶如圖.其中O點是起始點，A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的三個點，該同學用毫米刻度尺測量。點到AB、C各點的距離，并記錄在圖中（單位cm）.已知打點計時器電源頻率為50Hz,重錘質量為m,當地重力加速度g=s2.（1）這三組數據中不符合有效數字讀數要求的是.（2）該同學用重錘取OB段的

9、運動來驗證機械能守恒定律，先計算出該段重錘重力勢能的減小量為,接著從打點計時器打下的第一個點。作為記數點數起，由圖中數據可以算出打B點時動能的增加量為（均保留三位有效數字）.這樣他發(fā)現重力勢能的減小量（填“大于”或“小于”）動能的增加量，造成這一錯誤的原因是三、計算題13. （10分）一輛質量為m的汽車，以恒定的輸出功率P在傾角為0的斜坡上沿坡勻速行駛，如圖所示，汽車受到的摩擦阻力恒為f（忽略空氣阻力）.求：（1）汽車的牽引力F及速度v的表達式;（2）根據F及v的表達式，聯系汽車上、下坡的實際，你能得到什么啟發(fā)?14. （8分）如圖2-13所示，彳K角為37o的傳送帶以4m/s的速度沿圖示方向

10、勻速運動。圖2 一已知傳送帶的上、下兩端間的距離為L=7m現將一質量m=ffi小木塊放到傳送帶的頂端，使它從靜止開始沿傳送帶下滑，已知木塊與傳送帶間的動摩擦因數為N=,取g=10m/s2。求木塊滑到底的過程中，摩擦力對木塊做的功以及生的熱各是多少?15. (12分)我國的“嫦娥奔月”月球探測工程已經啟動，分“繞、落、回”三個發(fā)展階段：在2007年已發(fā)射一顆圍繞月球飛行的衛(wèi)星，計劃在2012年前后發(fā)射一顆月球軟著陸器，在2018年后發(fā)射一顆返回式月球軟著陸器，進行首次月球樣品自動取樣并安全返回地球。設想著陸器完成了對月球表面的考察任務后，由月球表面回到圍繞月球做圓周運動的軌道艙。如圖所示，假設返

11、回的著陸器質量為解月球表面的重力加速度為g,月球的半徑為R,軌道艙到月球的中心距離為r,已知著陸器從月球表面返回軌道艙的過程中需克服月球的引力做功W=mgR(1-R/r)。不計月球表面大氣對著陸器的阻力和月球自轉的影響,則返回的著陸器至少需要獲得多少能量才能返回軌道艙？16. (12分)質量為m的小物塊A,放在質量為M的木板B的左端，B在水平拉力的作用下沿水平地面勻速向右滑動，且AB相對靜止.某時刻撤去水平拉力，經過一段時間，A在B上相對于B向右滑行了一段距離L(設木板B足夠長)后A和B都停下.已知AB間的動摩擦因數為1,B與地面間的動摩擦因數為2,且21,(1)、通過計算說明，A、B是否同時

12、停止運動。(2)、從撤去水平拉力到AB都停止運動的過程，B在地面上滑動的距離x機械能守恒定律測試題參考答案、選擇題1 .答案：CD如果物體受到的合外力為零，機械能不一定守恒，如在光滑水平面上物體做速直線運動，具機械能守恒。在粗糙水平面上做勻速直線運動，其機械能就不守恒A錯誤；合外力做功為零，機械能不一定守恒.如在粗糙水平面上用純拉著物體做勻速直線運動，合外力做功為零，但其機械能就不守恒。所以B錯誤；物體沿光滑曲面自由下滑過程中，只有重力做功，所以機械能守恒.所以C正確；做勻加速運動的物體，其機械能可能守恒，如自由落體運動，所以D正確.但有時也不守恒，如在粗糙水平面上拉著個物體加速運動，此時就不

13、守恒.2 .答案：AC物體從A點到A的過程中，只有重力G和支持力N做功，由動能定理WNmgLsin0,在此過程中支持力做功為WNmgLsin,從大回到O點的過程中支持力的方向與路徑始終垂直，所以支持力不做功，A正確.重力做的總功為零，支持力做的總功WnmgLsin,由動能定理得WgWnWf。得WfmgLsin,B不正確.木板對物體的作用力為支持力N和摩擦力F,由WgWnWf0得WnWf0即木板對物體做的功為零，C正確，D錯誤.23 .【答案】AD【解析】由萬有引力充當向心力Gmy得1mv2gMm，所(Rh)2Rh22(Rh)以EkiGMm、Ek2GMm，選項A正確；取無窮遠重力勢能為零，則衛(wèi)星

14、在2(Rh)2(R2h)某一軌道上的重力勢能為EpGMm-,所以在離地面高h處機械能為pRhEkiEpiGMm,在離地面高2h處機械能為Ek2Ep2GMm,選項D正確。p2(Rh)p2(R2h)4 .答案：ACD物體下落的加速度為4g,說明物體下落過程中受到的阻力大小為fJmg,5g5由動能定理，Ekmgh1mgh4mgh；其中阻力做功為1mgh,即機械能減少量；又555重力做功總與重力勢能變化相對應，故ACDE確.5 .答案：A若使拉力F做功最少，可使拉力F恰勻速拉木塊，容易分析得出F2mg(此時繩子上的拉力等于mg),而位移為:，所以WFs2mg|mgL.6 .答案：D本題可采用排除法.F

15、i、F2大于彈力過程，m1向右加速運動，m2向左加速運動，Fi、F2均做正功，故系統動能和彈性勢能增加，A錯誤；當Fi、F2小于彈力，彈簧仍伸長，Fi、F2還是做正功，但動能不再增加而是減小，彈性勢能在增加，B錯；當mi、m2速度減為零，mi、m2反向運動，這時Fi、F2又做負功，C錯誤.故只有D正確.7 .答案：C本題容易錯選，錯選的原因就是沒有根據功的定義去計算摩擦力的功，而直接憑主觀臆斷去猜測答案，因此可設斜坡與水平面的夾角，然后根據摩擦力在斜坡上和水平面上的功相加即可得到正確答案為C8 .【答案】RGD【解析】嫦娥一號在減速時要向前噴氣，噴出的氣體對嫦娥一號做負功，因此嫦娥一號的速度會

16、減小，根據機械能守恒的條件（只有重力做功）可知，嫦娥一號實施首次“剎車”的過程，機械能是不守恒的，因此A錯；嫦娥一號要對月球表面進行考查因此要離月球表面近一些，因此嫦娥一號必須從高軌道變?yōu)榈蛙壍?，此時逐步由橢圓軌道轉變?yōu)閳A軌道，因此B對；如果）嫦娥一號如果不能減速到一定程度，此時月球無法俘獲嫦娥一號，月球的引力不足以提供嫦娥一號繞月運行所需的向心力，此時嫦娥一號將遠離月球，此時月球的引力對嫦娥一號做負功，因此C對；嫦娥一號如果過分減速，根據圓周運動的知識可知嫦娥一號將直接奔向月球表面，此時，月球對它的引力將做正功，撞擊月球表面時的速度將很大.因此D對9 .【答案】A【解析】因A下落，與地面即將

17、接觸時速度大小為v,此時物體B對地面恰好無壓力，所以B物體受力平衡，有mgkh,所以彈簧的勁度系數為mg,故選項A正確；由機械有守恒可h知A物體減少的重力勢能與彈性勢能和A的動能兩者相等，所以選項B錯.此時物體B的速度為零，選項C錯；A的加速度為零，選項D錯.10 .答案：BD選取物體開始運動的起點為重力零勢能點，物體下降位移s,則由動能定理得，mgsFsgmv0,則物體的機械能為E'mv2（mgs）Fs,在ES圖象中，圖象斜率的大小反映拉力的大小，0si過程中，斜率變大，所以拉力一定變大，A錯；sis2過程的圖象為直線，拉力F不變，物體可能在做勻加速或勻減速直線運動，B對C錯；如果全

18、過程都有mgF,則D項就有可能.二、實驗題211 .答案：（1）Ep-4h-（1分）（2）Ep與x的關系：Ep與X2成正比（1分）猜測的理由：由表中數據可知，在誤差范圍內,x0cS,從Ep Eg；可猜測Ep與X2成正比（2分）解析：由hIgt2,svt,所以vsq京，根據機械能守恒定律：彈簧的彈性勢能與小d2鋼球離開桌面的動能相等，因此EP3mv2噂.24h（2分）大于（2分）實驗過程12 .答案：（1）OC或者（2分）（2）（2分）中由于存在阻力因素,解析：（1）從有效數字的位數上不難選出OC不符合有效數字讀數要求；（2）重力勢能的減少量為，B點的瞬時速度是AC全程的平均速度，可以求出動能的

19、增量為1m«=;實驗過程中由于存在阻力因素，重力勢能的減少量略大于動能的增加量，三、計算題13 .解析：（1）汽車上坡時沿斜面做勻速運動，則F1fmgsin,（1分）PF1V1（1分）解彳4VlP（1分）fmgsin（2）汽車下坡時，同理有fF2mgsin,（1分）PF2V2（1分）P.解得v2：一（1分）fmgsin上述計算結果告訴我們，汽車在輸出功率一定的條件下，當F1>F2時，V1<V2,即汽車沿斜坡上行時，車速V1/J換取汽車較大的牽引力F1；當汽車沿斜坡下行時，車的牽引力F2較小，則車速V2較大.（2分）14 .【審題】該題目要分成兩段考慮，第一段：木塊的速度v<voo這一階段木塊相對于傳送帶向后運動，受到的摩擦力方向向前，合外力沿斜面向前；第二段：木塊的速度V>V0。這一階段木塊相對于傳送帶向前運動，受到的摩擦力方向向后，合外力仍沿斜面向前?！窘馕觥縿傞_始時，合力的大小為F合1=min37o+Nmgcos37o,由牛頓第二定律，加速度大小ai=±1=8m/s2,m該過程所用時間ti=,ai2位移大小si=1m2ai二者速度大小相同后，合力的大小為F合2=mgsin37omgcos37o,加速度大小a2=F2-=4m/s2,m位移大小s2=L-si=6m,所用時間s2=vo