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(tǒng)）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(tǒng)）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 OA水平放置，長為 L，在 A處放置一個質(zhì)量為 m 的物體，現(xiàn)繞 O點緩 慢抬高到 A 端，直到當木板轉(zhuǎn)到與水平面成 角時停止轉(zhuǎn)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 O 點，在整個過程中（ ）A支持力對物體做的總功為mgLsinB摩擦力對物體做的總功

2、為零C木板對物體做的總功為零D木板對物體做的總功為正功3、設(shè)一衛(wèi)星在離地面高 h 處繞地球做勻速圓周運動，其動能為E K 1 ，重力勢能為 EP1 。與該衛(wèi)星等質(zhì)量的另EK2 ，重力勢能為 EP2 。則下列關(guān)系式中正確的一衛(wèi)星在離地面高 2h 處繞地球做勻速圓周運動，其動能為 是（ ）A EK1> EK 2EP1>EP2C EK1EP1EK2EP2EK1 EP1 < EK2EP24質(zhì)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4 g ，在物體下落 h 的過程中，下5列說法正確的是A物體動能增加了(4mghB物體的機械能減少了4mghC物體克服阻力所做的功為1

3、mgh長度為 L，D物體的重力勢能減少了mgh5如圖所示，木板質(zhì)量為 M ，輪分別與 M 和 m 連接，小木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為 將 m 拉至右端，拉力至少做功為 （小木塊的質(zhì)量為 m ，水平地面光滑，一根不計質(zhì)量的輕繩通過定滑 .開始時木塊靜止在木板左端，現(xiàn)用水平向右的力 ）A mgLB 2 mgLCmgL2D (M m)gL6如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板m1 、m2及 m2 與地面之間接觸面光滑，m2 的左端，右端與小木塊 m1 連接，且 開始時 m1和 m2均靜止， 現(xiàn)同時對 m1、m1 、 m2 和彈簧組成的m2施加等大反向的水平恒力 F1和 F2 ，從兩物體開始運動以后的整

4、個過程中，對系統(tǒng)（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 F1、 F2 等大反向，故系統(tǒng)機械能守恒B由于 F1、 F2分別對 m1、 m2做正功，故系統(tǒng)動能不斷增加C由于 F1、 F2分別對 m1、 m2做正功，故系統(tǒng)機械能不斷增加D當彈簧彈力大小與 F1、 F2 大小相等時， m1、 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(shù)皆為 ，滑雪者（包括滑雪板） 的質(zhì)量為 m，A、B 兩點間的水平距離為 L.在滑雪者經(jīng)過 AB 段的過程中，摩擦力所做的功（ ）A大于 mgLB小于

5、 mgLC等于 mgLD以上三種情況都有可能 8嫦娥一號奔月旅程的最關(guān)鍵時刻是實施首次“剎車”減速如圖所示，在接近月球時，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(zhuǎn)化為勢能，轉(zhuǎn)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

6、D嫦娥一號如果過分減速 , 月球?qū)λ囊⒆稣?, 撞擊月球表面時的速度將很大9、如圖所示，物體 A、B通過細繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)，物體A、B 的質(zhì)量都為m。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(shù)為 mgh12B此時彈簧的彈性勢能等于mghmv2C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

7、中，物體的機械能與位移的關(guān)系圖象如圖所示， 其中 0s1 過程的圖象為曲線，s2 過程的圖象為直線，根據(jù)該圖象，下列說法正確的是（）A 0 s1過程中物體所受拉力一定是變力，且不斷減小B s1s2 過程中物體可能在做勻變速直線運動C s1 s2 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116 分）一位同學要研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關(guān)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(zhì) 彈簧， 其左端固定， 右端與質(zhì)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.

8、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(zhì)量 m 、桌面離地面高度 h、水平距離 s 等物理量的關(guān)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(shù)據(jù)如下表所示：彈簧的壓縮量 x（cm ）1.001.502.002.503.003.50鋼球飛行的水平距離 s（ m）1.011.502.012.483.013.50根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)，請你猜測彈簧的彈性勢能Ep 與彈簧的壓縮量 x 之間的關(guān)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，

9、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O 點到 A、B、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(zhì)量為 m ，當?shù)刂亓铀俣?g=9.80m/s 2.（ 1）這三組數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是 .（2）該同學用重錘取 OB 段的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 O 作為記數(shù)點數(shù)起，由圖中數(shù)據(jù)可以算出打 B 點時動能的增加量為（均保留三位有效數(shù)字）能的增加量，造成這一錯誤的原因是.這樣他發(fā)現(xiàn)重力勢能的減小量

10、（填“大于”或“小于”）動三、計算題13（10 分）一輛質(zhì)量為 m 的汽車，以恒定的輸出功率 P在傾角為 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(jù) F 及 v 的表達式，聯(lián)系汽車上、下坡的實際，你能得到什么啟 發(fā)？14（ 8分）如圖 213 所示，傾角為37o 的傳送帶以 4m/s 的速度沿圖示方向勻速運動。已知傳送帶的上、兩端間的距離為L=7m 。現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.4kg 的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(shù)為=0.25，取 g=10m

11、/s 2。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(jīng)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(shè)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(shè)返回的著陸 器質(zhì)量為 m，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

12、做 功 W mgR（1R/r） 。不計月球表面大氣對著陸器的阻力和月球自轉(zhuǎn)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？1 ， B 與地面間的動摩擦因數(shù)為16（12 分）質(zhì)量為 m 的小物塊 A，放在質(zhì)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 A、B 相對靜止 .某時刻撤去水平拉力，經(jīng)過一段時間，A在 B上相對于 B向右滑行了一段距離2 ，且L（設(shè)木板 B足夠長）后 A和 B都停下 .已知 A、B間的動摩擦因數(shù)為2 1 ，（1）、通過計算說明， A、B 是否同時停止運動（2）、從撤去水平拉力到 A、 B都停止運動的過程， B 在地面上滑動的

13、距離 x機械能守恒定律測試題 參考答案一、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勻 速直線運動，其機械能守恒。在粗糙水平面上做勻速直線運動，其機械能就不守恒.所以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繩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一個物體加速運動，此時就不守恒 .2答案： AC 物體從 A 點到

14、A/的過程中，只有重力 G 和支持力 N 做功，由動能定理WN mgLsin 0 ，在此過程中支持力做功為 WN mgLsin ，從 A/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 WN mgLsin ，由動能定理得 WG WN Wf 0得 WfmgL sin ，B 不正確 .木板對物體的作用力為支持力 N 和摩擦力 F，由 WG WN Wf 0得WN Wf 0 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 G Mm 2 mv 得 1mv2 G Mm ，所以

15、（R h）2 R h 2 2（R h）EK1 G 2(RMmh)EK 2G2(RMm2h)，選項 A 正確；取無窮遠重力勢能為零，則衛(wèi)星在某一軌道上的重力勢能為 EpMm，所以在離地面高h 處機械能為 EK1 Ep1 G 2（RMmh） ，在離地面高 2h 處機械能為 EK2MmE p2 G 2(R 2h) ，選項D正確。4答案： ACD 物體下落的加速度為 4 g ，說明物體下落過程中受到的阻力大小為f 1 mg ，55 由動能定理， Ek mgh 1mgh 4 mgh ；其中阻力做功為1 mgh，即機械能減少量；又5 5 5 重力做功總與重力勢能變化相對應，故ACD正確 .5答案： A 若

16、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 F 2 mg （此時繩子上的拉力等于 mg ），而位移為 L ，所以 W Fs 2 mg 2L mgL .6答案： D本題可采用排除法 .F1、F2 大于彈力過程， m1向右加速運動， m2向左加速運動， F1、 F2均做正功，故系統(tǒng)動能和彈性勢能增加，A 錯誤；當 F1、 F2小于彈力，彈簧仍伸長， F1、F 2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 m1、m2速度減為零， m1、 m2反向運動，這時 F1、 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(jù)功的定義去計

17、算摩擦力的功，而直接憑主觀臆斷去猜測答案，因此可設(shè)斜坡與水平面的夾角，然后根據(jù)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】 B、C、D【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 速度會減小，根據(jù)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)榈蛙壍溃藭r逐步由橢圓軌道轉(zhuǎn)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

18、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(jù)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?qū)λ囊⒆稣Γ矒粼虑虮砻鏁r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 mg kh , 所以彈簧的勁度系數(shù)為 mg , 故選項 A 正確 ; 由機械有守恒可知 A 物體減少的重力勢能與彈性勢h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

19、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，1 1 2mgs Fs mv 0 ，則物體的機械能為 Emv2 （ mgs） Fs，在 Es圖象中， 圖象斜率的大小反映拉力22的大小， 0 s1過程中，斜率變大，所以拉力一定變大，A 錯； s1 s2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；如果全過程都有 mgF ，則 D 項就有可能 .二、實驗題mgs211答案：（ 1） Ep m4ghs （ 1 分）2）Ep與 x 的關(guān)系： Ep與 x2成正比1 分） 猜測的理由：由表中數(shù)據(jù)可知，在誤差范圍內(nèi)，xs，從2mgsEp 4h 可猜測 Ep 與 x

20、2成正比2 分）解析：由 h 12gt2 ， s vt ，所以 v s 2gh ，根據(jù)機械能守恒定律：彈簧的彈性勢能與小鋼球離開桌面1 2 mgs2 的動能相等，因此 Ep 1 mv2 mgs .2 4h12答案：（ 1）OC 或者 15.7（2 分） （2）1.22m（2分） 1.20m （2 分） 大于 （2 分） 實驗過 程中由于存在阻力因素，解析：（ 1）從有效數(shù)字的位數(shù)上不難選出OC 不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求；（ 2）重力勢能的減少量為 1.22m ，B 點的瞬時速度是 AC 全程的平均速度，可以求出動能的增量為21 mvB2 =1.20m ；實驗過程中由于存在阻力因素，重力勢能的減少

21、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F1 f mgsin ，（1 分）P F1v1 （1 分） 解得 v P （ 1 分）1 f mgsin2）汽車下坡時，同理有f F2 mgsin ，（ 1 分） P F2v2 （1 分）P解得 v2（1 分）f mg sin上述計算結(jié)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小，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<v0

22、。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?剛開始時，合力的大小為F合 1 mgsin37omgcos37o,由牛頓第二定律，加速度大小a1 F合1 8m/s 2，m該過程所用時間t12 v0 2a1v0 0.5s，a11m。位移大小s1二者速度大小相同后，合力的大小為F 合 2 mg sin37o mg cos37o,加速度大小a2F合2 m 4m/s 2，位移大小s2L-s16m,所用時間s2v0t212a2t2 得：t2 1s 。（另一個解 t 2 3s 舍去）2摩擦力所做的功W mg cos37o·（s1-s2） 4.0J