2021高中物理一輪復(fù)習(xí)專題(優(yōu))（07機(jī)械能守恒定律）7重力勢能、彈性勢能、機(jī)械能的簡單計(jì)算

【重力勢能、彈性勢能、機(jī)械能的簡單計(jì)算】1、如圖所示，質(zhì)量為m的物體從桌面邊緣豎直向上拋出，桌面比地面高h(yuǎn)，物體到達(dá)的最高點(diǎn)距桌面高為H，若以桌面為參考面，則物體落地時的重力勢能Ep和整個過程中重力所做的功WG為（）A．0mgH B．–mghmghC．-mghmg（h+H） D．mgHmg（h+2H）【來源】2017－2018學(xué)年高一物理人教版必修二第七章機(jī)械能守恒定律單元復(fù)習(xí)物理試題【答案】B【解析】【詳解】取桌面為參考面，物體落地時的高度為-h，則物體的重力勢能為-mgh。重力做功與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，則重力做功為：WG=mgh，故B正確，ACD錯誤。2、某彈簧的彈力(F)-伸長量(x)圖像如圖所示，那么彈簧由被拉長2cm到被拉長4cm的過程中，彈力做功和彈性勢能的變化量為：A．0.3J，0.3J B．-0.3J，0.3J C．0.6J，0.6J D．-0.6J，0.6J【來源】北京市石景山區(qū)2015-2016學(xué)年度高一下學(xué)期物理期末試題【答案】B【解析】由胡克定律F=kx，可知彈力隨位移(即形變量x)均勻變化，故WFk=F?Δx=F1+F223、一根彈簧的彈力—位移圖線如圖所示，那么彈簧由伸長量8cm到伸長量4cm的過程中，彈力做功和彈性勢能的變化量為（）A．3．6J，－3．6JB．－3．6J，3．6JC．1．8J，－1．8JD．－1．8J，1．8J【來源】江蘇省鹽城市阜寧縣2016-2017學(xué)年高一下學(xué)期期中考試物理【答案】C【解析】彈力做的功W＝20＋702×0．04J＝1．8J>0，故彈性勢能減少1．8J，即ΔEp＝E4、如圖所示，質(zhì)量為0.2kg的物體，以2m/s的初速度從離地面高1m處豎直向上拋出最后物體落至水平地面上。以拋出點(diǎn)所在平面為零勢能面，g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力，則（）A．整個過程中重力對物體做的功為2JB．物體落至地面時的重力勢能為0C．物體落至地面時的動能為2.4JD．物體落至地面時的機(jī)械能為2.4J【來源】山東省濰坊市2018-2019學(xué)年上學(xué)期期末考試高一物理試題【答案】AC【解析】A．重力做功為mgh=0.2×10×1=2J故A正確;B．拋出點(diǎn)所在平面為零勢能面，物體落至地面時的重力勢能為-2J，故B錯誤;C．物體落至地面時的動能E故C正確。D．拋出點(diǎn)所在平面為零勢能面，物體機(jī)械能守恒，落至地面時的機(jī)械能為拋出點(diǎn)的動能E=故D錯誤;故選AC?！緳C(jī)械能守恒定律的判定】1、關(guān)于機(jī)械能，下列說法正確的是（）A．機(jī)械能守恒時，物體一定只受重力和彈力作用B．物體處于平衡狀態(tài)時，機(jī)械能必守恒C．一個系統(tǒng)所受外力為零時，系統(tǒng)機(jī)械能守恒D．物體所受的外力不等于零，其機(jī)械能也可以守恒【來源】2015-2016學(xué)年遼寧沈陽東北育才學(xué)校高一下期中物理試卷（帶解析)【答案】D【解析】試題分析：物體機(jī)械能守恒的條件是只有重力或者是彈力做功，物體除了受重力和彈力的作用，還有可能受其他力的作用，但是其他力做功為零．故A錯誤．物體處于平衡狀態(tài)時，所受的合力為零，機(jī)械能不一定守恒，例如物體勻速上升，動能不變，重力勢能增大，故BC錯誤；物體所受合外力不等于零時，機(jī)械能可能守恒，例如自由下落的物體，故D正確．故選D．2、根據(jù)所學(xué)物理知識，判斷下列四個“一定”說法中正確的是()A．物體的速度為零時，其加速度就一定為零B．合外力對物體做功為零時，物體的機(jī)械能就定守恒C．做圓周運(yùn)動物體的向心力一定等于物體所受的合外力D．物體所受合外力沖量的方向與物體動量變化量的方向一定相同【來源】2019年河南省信陽市普通高中高三上學(xué)期第一次教學(xué)質(zhì)量檢測物理試題【答案】D【解析】【詳解】A．物體的速度為零時，其加速度不一定為零，如自由落體運(yùn)動下落的初始時刻，初速度為零，加速度不為零，故A錯誤；B．在外力作用下物體向上勻速運(yùn)動，合力做功為零，但機(jī)械能增加，故B錯誤；C．只有做勻速圓周運(yùn)動物體的向心力才一定等于物體所受的合外力，選項(xiàng)C錯誤；D．根據(jù)動量定理可知，物體所受合外力沖量的方向與物體動量變化量的方向一定相同，選項(xiàng)D正確。3、下列物體的運(yùn)動過程，滿足機(jī)械能守恒的是A．火箭加速上升B．潛水運(yùn)動員在水中勻速下落C．物體從空中自由下落（不計(jì)空氣阻力）D．游客在摩天輪中隨摩天輪在豎直面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動【來源】福建省寧德市2018-2019學(xué)年高一下學(xué)期期末質(zhì)量檢測物理試題【答案】C【解析】【詳解】A.火箭加速上升時，動能增大，重力勢能增大，故機(jī)械能增大，故A錯誤；B.潛水運(yùn)動員在水中勻速下落，動能不變，重力勢能減小，故總機(jī)械能減小，故B錯誤；C.物體從空中自由下落（不計(jì)空氣阻力）時只有重力做功，機(jī)械能守恒，故C正確；D.游客在摩天輪中隨摩天輪在豎直面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時，動能不變，重力勢能改變，故機(jī)械能不守恒，故D錯誤。4、以下說法中正確的是（）A．物體在平衡力作用下的運(yùn)動過程中，機(jī)械能一定守恒B．物體克服重力做功時，機(jī)械能一定不守恒C．當(dāng)物體以5m/s2的加速度加速運(yùn)動時，機(jī)械能可能守恒D．以上說法都不正確【來源】上海延安中學(xué)2017-2018學(xué)年高一下學(xué)期期末物理試題【答案】C【解析】【詳解】A.物體在平衡力作用下的運(yùn)動過程中，可能有除以重力或彈力以外的力對物體做功，物體的機(jī)械能不守恒，比如跳傘運(yùn)動員在空中勻速下降，機(jī)械能不守恒。故A錯誤；B.若物體只受重力，物體克服重力做功時，機(jī)械能守恒，比如豎直上拋運(yùn)動在上升的過程中機(jī)械能守恒。故B錯誤；C.若物體沿光滑的傾角為30°的斜面加速下滑時加速度為5m/s2，只有重力做功，其機(jī)械能守恒，故C正確；D.由上知D錯誤；5、下列說法正確的是A．做平拋運(yùn)動的物體機(jī)械能一定守恒B．被勻速吊起的集裝箱機(jī)械能一定守恒C．做變速運(yùn)動的物體機(jī)械能一定不守恒D．合外力對物體做功為零時，物體的機(jī)械能一定守恒【來源】江蘇省如皋市2018-2019學(xué)年高一年級下學(xué)期教學(xué)質(zhì)量調(diào)研物理試題（二)【答案】A【解析】【詳解】A.做平拋運(yùn)動的物體，只有重力做功，其機(jī)械能一定守恒，故A正確；B.被勻速吊起的集裝箱由于拉力做功，機(jī)械能不守恒；故B錯誤；C.做勻變速直線運(yùn)動的物體機(jī)械能可能守恒。比如：自由落體運(yùn)動。故C錯誤。D.物體機(jī)械能守恒不是合外力對物體做功為零，而是只有重力做功，故D錯誤。6、如圖所示，在光滑的水平面上放有一物體M，物體上有一光滑的半圓弧軌道，軌道半徑為R，最低點(diǎn)為C，兩端A、B等高，現(xiàn)讓小滑塊m從A點(diǎn)靜止下滑，在此后的過程中，則（）A．M和m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，動量守恒B．M和m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，動量不守恒C．m從A到C的過程中M向左運(yùn)動，m從C到B的過程中M向右運(yùn)動D．m從A到B的過程中，M運(yùn)動的位移為mR【來源】2013-2014安徽省“江南十校”高三聯(lián)考理綜試卷（帶解析)【答案】B【解析】【詳解】小滑塊m從A點(diǎn)靜止下滑，物體M與滑塊m組成的系統(tǒng)水平方向所受合力為零，系統(tǒng)水平方向動量守恒，豎直方向有加速度，合力不為零，所以系統(tǒng)動量不守恒．M和m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故A錯誤，B正確；系統(tǒng)水平方向動量守恒，由于系統(tǒng)初始狀態(tài)水平方向動量為零，所以m從A到C的過程中，m向右運(yùn)動，M向左運(yùn)動，m從C到B的過程中M還是向左運(yùn)動，即保證系統(tǒng)水平方向動量為零．故C正確；設(shè)滑塊從A到B的過程中為t，滑塊發(fā)生的水平位移大小為x，則物體產(chǎn)生的位移大小為2R-x，取水平向右方向?yàn)檎较颍畡t根據(jù)水平方向平均動量守恒得：mxt所以物體產(chǎn)生的位移的大小為2R-x=2RmM+m，故D正確；故選7、如圖所示的裝置中，木塊B與水平桌面的接觸是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短?，F(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對象（系統(tǒng)），則此系統(tǒng)在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個過程中A．動量守恒、機(jī)械能守恒B．動量不守恒、機(jī)械能不守恒C．動量守恒、機(jī)械能不守恒D．動量不守恒、機(jī)械能守恒【來源】內(nèi)蒙古第一機(jī)械制造（集團(tuán))有限公司第一中學(xué)2018-2019學(xué)年高二下學(xué)期期中考試物理試卷【答案】B【解析】【詳解】在木塊與子彈一起向左運(yùn)動壓縮彈簧的過程中，木塊、子彈、彈簧所組成的系統(tǒng)所受合外力不為零，則系統(tǒng)動量不守恒；在子彈擊中木塊的過程中，要克服摩擦力做功系統(tǒng)的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，因此子彈、木塊和彈簧所組成的系統(tǒng)在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個過程中，動量不守恒、機(jī)械能不守恒，故B正確，ACD錯誤。8、如圖所示，一個絕緣光滑半圓環(huán)軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場E中，在軌道的上端，一個質(zhì)量為m、帶電量為＋q的小球由靜止開始沿軌道運(yùn)動，則（）A．小球運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒B．小球機(jī)械能和電勢能的總和先增大后減小C．在最低點(diǎn)球?qū)Νh(huán)的壓力為（mg＋qE）D．在最低點(diǎn)球?qū)Νh(huán)的壓力為3（mg＋qE）【來源】黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)2019-2020學(xué)年高三上學(xué)期期中考試物理試題【答案】D【解析】【詳解】A．小球運(yùn)動過程中電場力做功，機(jī)械能不守恒。故A不符合題意。B．小球運(yùn)動過程中只有電場力和重力做功，發(fā)生的時機(jī)械能與電勢能的轉(zhuǎn)化，但小球機(jī)械能和電勢能的總和不變。故B不符合題意。CD．小球從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程，根據(jù)動能定理得：mg+qER=12N=3（mg+qE）由牛頓第三定律知在最低點(diǎn)球?qū)Νh(huán)的壓力為3（mg+qE）。故C不符合題意，D符合題意。9、如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的兩個小球A和B，中間用輕質(zhì)桿相連，在桿的中點(diǎn)O處有一固定轉(zhuǎn)動軸，把桿置于水平位置后釋放，在B球順時針擺動到最低位置的過程中（不計(jì)一切摩擦）（）A．B球的重力勢能減少，動能增加，B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．A球的重力勢能增加，動能也增加，A球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒C．A球、B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D．A球、B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒【來源】2015-2016學(xué)年黑龍江省哈爾濱六中高一下期末物理試卷（帶解析)【答案】BC【解析】試題分析：由于B球的質(zhì)量較大，所以B球要向下擺動，重力勢能減少，動能增加，但B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故A錯誤．A球向上擺動，重力勢能和動能都增加，它們的和即機(jī)械能要增加，所以A球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故B正確．A球和B球組成的系統(tǒng)，只有重力做功，總機(jī)械能守恒，故C正確，D錯誤．故選BC。10、如圖所示，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，一質(zhì)量為m的光滑弧形槽靜止放在光滑水平面上，弧形槽底端與水平面相切，一質(zhì)量也為m的小物塊從槽上高h(yuǎn)處開始下滑，下列說法正確的是A．在下滑過程中，物塊和槽組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．在下滑過程中，物塊和槽組成的系統(tǒng)動量守恒C．在壓縮彈簧的過程中，物塊受到彈簧的沖量等于物塊的動量變化D．被彈簧反彈后，物塊能回到槽上高h(yuǎn)處【來源】[全國市級聯(lián)考】河北省邢臺市2017-2018學(xué)年高二下期中考試物理試題【答案】AC【解析】A項(xiàng)：滑塊下滑過程，只有重力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故A正確；B項(xiàng)：滑塊下滑過程，滑塊與弧形槽組成的系統(tǒng)水平方向所受合外力為零，系統(tǒng)水平方向動量守恒，故B錯誤；C項(xiàng)：由動量定理可知，在壓縮彈簧的過程中，物塊只受彈簧的彈力所以物塊受到彈簧的沖量等于物塊的動量變化，故C正確；D項(xiàng)：因兩物體均有向左的速度，若槽的速度大于球的速度，則兩物體不會相遇，小球不會到達(dá)最高點(diǎn)；而若球速大于槽速，則由動量守恒可知，兩物體會有向左的速度，由機(jī)械能守恒可知，小球不會回到最高點(diǎn)，故D錯誤。11、光滑水平面上放著一異形物塊b，其曲面是四分之一圓弧，在它的最低點(diǎn)靜止地放著一個小球c，如圖所示?；瑝Ka以初速度v0水平向左運(yùn)動，與b碰撞后迅速粘在一起。已知a、b、c的質(zhì)量均為m，小球c不能從物塊b的上端離開，在它們相互作用與運(yùn)動的全過程中A．a(chǎn)、b、c組成的系統(tǒng)動量守恒B．a(chǎn)、b、c組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒C．小球c在曲面上，上升的最大高度為vD．小球c在曲面上上升的最大高度為v【來源】陜西省安康市2019-2020學(xué)年高三上學(xué)期12月階段性檢測物理試題【答案】BD【解析】【詳解】A．由題意在碰撞過程及之后一起運(yùn)動過程中，a、b、c為系統(tǒng)水平方向上動量守恒，小球c在豎直方向上有運(yùn)動，而豎直方向上小球c受力不平衡，故豎直方向上動量不守恒，故A錯誤.B．a(chǎn)與b碰撞過程中有能量損失，故整個相互作用過程中機(jī)械能不守恒，故B正確.CD．a(chǎn)與b碰撞過程動量守恒有：m解得v1之后a、b、c相互作用過程中水平方向動量守恒，小球上升到最高點(diǎn)時三者共速，有：2m解得而由碰撞后到小球上升到最高點(diǎn)h過程中根據(jù)能量守恒有：1解得：h=故C錯誤，D正確.故選BD12、如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個小球A、B，帶有等量異種電荷，通過絕緣輕彈簧相連接，置于絕緣光滑的水平面上．突然加一水平向右的勻強(qiáng)電場后，兩球A、B將由靜止開始運(yùn)動，對兩小球A、B和彈簧組成的系統(tǒng)，在以后的運(yùn)動過程中，以下說法正確的是（設(shè)整個過程中不考慮電荷間庫侖力的作用，且彈簧不超過彈性限度）A．系統(tǒng)的合外力沖量為零 B．系統(tǒng)機(jī)械能守恒C．系統(tǒng)機(jī)械能不斷增加 D．系統(tǒng)動量守恒【來源】黑龍江省鶴崗市第一中學(xué)2019-2020學(xué)年高三上學(xué)期12月月考物理試題【答案】AD【解析】【詳解】AD．加上電場后，兩球所帶電荷量相等而電性相反，兩球所受的電場力大小相等、方向相反，則系統(tǒng)所受電場力的合力為零，系統(tǒng)的動量守恒，由動量定理可知，合外力沖量為零，故AD正確；BC．加上電場后，電場力對兩球分別做正功，兩球的動能先增加，當(dāng)電場力和彈簧彈力平衡時，動能最大，然后彈力大于電場力，兩球的動能減小，直到動能均為0，彈簧最長為止，此過程系統(tǒng)機(jī)械能一直增加；接著兩球反向加速，再減速，彈簧縮短到原長，彈簧縮短的過程中，電場力對兩球分別做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能一直減小，故BC錯誤。【利用機(jī)械能守恒定律解決勻質(zhì)流體問題】1、如圖所示，長為l均勻鐵鏈對稱掛在一輕質(zhì)小滑輪上，由于某一微小擾動使鐵鏈向一側(cè)滑動，則鐵鏈完全離開滑輪時速度大小為（）A．2gl B．gl C．gl2 D．【來源】遼寧省六校協(xié)作體2019-2020學(xué)年高三(上)初考物理試題【答案】C【解析】【詳解】鐵鏈從開始到剛脫離滑輪的過程中，鏈條重心下降的高度為H=l鏈條下落過程，由機(jī)械能守恒定律，得：mg?解得：v=gl2、如圖所示，長為L的勻質(zhì)鏈條放在光滑水平桌面上，且有L3懸于桌面外，鏈條由靜止開始釋放，則它剛滑離桌面時的速度為（A．