(完整版)機械能守恒定律測試題及答案

1、Eki ,重力勢能為 Epi。與該衛(wèi)星等質(zhì)量的另一衛(wèi)星在離地面高2h處繞地球做勻速圓周運動，其動能為Ek2 ,重力勢能為 Ep2。則下列關(guān)系式中正確的A Eki EK2Epi Ep2C. EkiEP1 EK2 EP2 DEK1 Epi V EK2 EP2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

2、A處放置一個質(zhì)量為 m的物體，現(xiàn)繞 。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。點，在整個過程中（）A.支持力對物體做的總功為mgLsin”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.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 44.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-g ,在物體下洛h的過程中，下列說法正確的是（）4 4 ,A.物體動能增加了 一mghB.物體的機械能減少了 一 mgh5 5，1，”一，一C.物體克服阻力所做的功為-mghD.

3、物體的重力勢能減少了 mgh5.如圖所示，木板質(zhì)量為 M,長度為L,小木塊的質(zhì)量為 m,水平地面光滑，一根不計質(zhì)量的輕繩通過定滑輪分別與 M和m連接，小木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為科.開始時木塊靜止在木板左端，現(xiàn)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. (M m)gL6.如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板mi、m2及mh與地面之間接觸面光滑,m2的左端，右端與小木塊 mi連接，且開始時 mi和m2均靜止，現(xiàn)同時對 m1、mi、m2和彈簧組成的m2施加等大反向的水平T1力Fi和F2,從兩物體開始運動以后的整個過程中，對系統(tǒng)（整個過程中彈簧形變不超過其

4、彈性限度），正確的說法是（A.由于Fl、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 Fi、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 mgL b.小于 mgLC.等于 mgLd.以上三種情況都有可能8 .嫦娥一號奔月旅程的

5、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?qū)λ囊鲐摴?D.嫦娥一號如果過分減速，月球?qū)λ囊⒆稣?，撞擊月?/p>

6、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mgh -mv2C.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(guān)系圖象如圖所示，其中0si過程的圖象為曲線，s

7、iS2過程的圖象為直線，根據(jù)該圖象，下列說法正確的是（）A. 0si過程中物體所受拉力一定是變力，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(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)l/VWAWO-、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 座自然長度時，小鋼球恰好在桌子邊緣，如圖所示.讓小鋼球向左壓h縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向射出桌

8、面，?。?）請你推導出彈簧彈性勢能日與小鋼球質(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日與彈簧的壓縮量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，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A、B、C各

9、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/s2.（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）.這樣他發(fā)現(xiàn)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(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

10、恒為f（忽略空氣阻力）.求：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、 下兩端間的距離為 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)為心=0.25,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(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)

11、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(wù) 213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)返回的著陸口器質(zhì)量為 成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（/一J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 R / /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？、一一16. (12分)質(zhì)量為m的小物塊A,放在質(zhì)量為 M的木板B的

12、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 1 , B與地面間的動摩擦因數(shù)為2 ,且I通21 羽(1)、通過計算說明，A、B是否同時停止運動。Lf 丁二一口W J(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

13、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

14、的總功WN mgLsin ,由動能定理得 Wg Wn Wf 0得Wf mgLsin , 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-mv2 G Mm ,所以(R h)2 R h 22(R h)Ek1 Gm、Ek2 GMm，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 2(R h)2( R 2h)重力勢能為Ep G Mm ,所以在離地面高 h處機械能為Ek1 Ep1GMm，在離地面高2h處R h2(R h)機械能為EK2 Ep2G,

15、選項D正確。2(R 2h)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f 1mg，5 5由動能定理，Ek mgh 1mgh 4mgh ；其中阻力做功為二mgh,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ACD正確.5 .答案：A 若使才匯力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。，所以W Fs 2 mg mgL .6 .答案：D本題可采用排除法.Fi、F2大于彈力過程，m1向右加速運動，m2向左加速運動，F(xiàn)i、F2均做正功，故系統(tǒng)動能和彈性勢能增加，A錯誤；當Fi、F2小于彈力，

16、彈簧仍伸長，F(xiàn)i、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， 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(jù)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(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C.8 .【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

17、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(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?，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，與地面即將接觸時速度大小為v,此時物體B對地面恰攵?無壓力，所以B物體受力平衡，有mg kh ,所以彈簧的勁度系

18、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，ii 2mgs Fs -mv 0 則物體的機械能為 E - mv （ mgs） Fs ,在E s圖象中，圖象斜率的大小反映拉力 22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；如果全過程都有 mg F ,則D項就有可能.二、實驗題211 .答

19、案：（i） Ep m* （i分） （2） Ep與x的關(guān)系：Ep與x 2 mgs2 的動能相等，因此 Ep -mv2 -g-. 4h i2.答案：（i） OC 或者i5.7 （2分） （2） i.22m （2分） i.20m（2分） 大于 （2分） 實驗過 程中由于存在阻力因素，解析：（i）從有效數(shù)字的位數(shù)上不難選出OC不符合有效數(shù)字t數(shù)要求；（2）重力勢能的減少量為 i.22m,i成正比（i分）猜測的理由：由2mgs .,表中數(shù)據(jù)可知，在誤差范圍內(nèi)，X8s,從Ep可猜測Ep與x2成正比（2分）解析：由h ：磯2 , 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-mv2 =i.20

20、m ;實驗過程中由于存在阻力 Vt ,所以v sj屏 ,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 22h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Fl f mgsin , （1分）P F1v1 11 分） 解得 P （1 分） f mg sin（2）汽車下坡時，同理有 f F2 mgsin , （ 1分） P F2v2 （ 1分）一P,，八、解彳導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F1F2時，V1V2,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

21、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vV。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=mgsin37o+mgcos37o,由牛頓第二定律，加速度大小a1 = Z = 8m/s2,m該過程所用時間t1= =0.5s,a12V0位移大小s1 = = 1m。2a1二者速度大小相同后，合力的大小為F合2=mgsin37omg cos37o,加速度大小 a2= 壬迫 =4m/s2,m位移大小s2= L-s1 = 6m,1 . 2所用時間s2= V0t2+a2t2得：t2=1s。（另一個解t2= 3s舍去）2摩擦力所做的功