7基础练习题(机械能守恒定律)
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高中机械能守恒定律练习题及讲解一、选择题1. 一个物体在水平面上以一定速度运动,若忽略空气阻力和摩擦力,该物体的机械能将:A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 无法确定2. 一个物体从静止开始自由下落,不考虑空气阻力,其重力势能和动能的变化情况是:A. 重力势能减少,动能增加B. 重力势能增加,动能减少C. 重力势能和动能都增加D. 重力势能和动能都减少3. 一个物体在竖直平面内做匀速圆周运动,若忽略空气阻力,其机械能:A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 先增加后减少二、填空题4. 当一个物体从一定高度自由下落时,其重力势能转化为______。
5. 一个物体在水平面上以匀速直线运动,若忽略摩擦力,其机械能______。
三、简答题6. 解释为什么在没有外力作用的情况下,一个物体在水平面上滚动时,其机械能保持不变。
7. 一个物体在竖直方向上做自由落体运动时,其势能和动能如何转换?四、计算题8. 一个质量为2kg的物体从10米高处自由下落,忽略空气阻力,求物体落地时的动能。
9. 一个质量为5kg的物体在水平面上以3m/s的速度滚动,求物体的动能。
五、分析题10. 描述一个场景,其中物体的机械能不守恒,并解释原因。
11. 讨论在实际生活中,哪些因素可能导致机械能不守恒,并给出相应的例子。
六、实验题12. 设计一个实验来验证机械能守恒定律,并描述实验步骤和预期结果。
13. 如果在实验中观察到机械能不守恒的现象,请分析可能的原因。
七、论述题14. 论述机械能守恒定律在物理学中的重要性及其在工程学中的应用。
15. 探讨机械能守恒定律在解决实际问题时的局限性和适用范围。
通过这些练习题,学生可以加深对机械能守恒定律的理解,并学会如何应用这一定律来解决实际问题。
机械能守恒定律专题练习姓名:分数:专项练习题第一类问题:双物体系统的机械能守恒问题例1. (2007·江苏南京)如图所示,A 物体用板托着,位于离地面处,轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连,绳子处于绷直状态,已知A 物体质量,B 物体质量,现将板抽走,A将拉动B上升,设A与地面碰后不反弹,B上升过程中不会碰到定滑轮,问:B 物体在上升过程中离地的最大高度为多大?(取)(例1)(例2)例2. 如图所示,质量分别为2m、m的两个物体A、B可视为质点,用轻质细线连接跨过光滑圆柱体,B着地A恰好与圆心等高,若无初速度地释放,则B上升的最大高度为多少?第二类问题:单一物体的机械能守恒问题例3. (2005年北京卷)是竖直平面内的四分之一圆弧形轨道,在下端B点与水平直轨道相切,如图所示,一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑,已知圆轨道半径,不计各处摩擦,求:为R,小球的质量为m(1)小球运动到B点时的动能;(2)小球下滑到距水平轨道的高度为R时速度的大小和方向;(3)小球经过圆弧形轨道的B点和水平轨道的C点时,所受轨道支持力各是多大。
例4. (2007·南昌调考)如图所示,O点离地面高度为H,以O点为圆心,制作点等高的圆弧最高点滚下后水平抛出,试求:四分之一光滑圆弧轨道,小球从与O(1)小球落地点到O点的水平距离;(2)要使这一距离最大,R应满足何条件?最大距离为多少?第三类问题:机械能守恒与圆周运动的综合问题例5. 把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆(如图所示),摆长为l ,最大偏角为,小球运动到最低位置时的速度是多大?(例5)(例6)例6. (2005·沙市)如图所示,用一根长为L 的细绳,一端固定在天花板上的O点,另一端系一小球A ,在O 点的正下方钉一钉子B ,当质量为m 的小球由水平位置静止释放后,小球运动到最低点时,细线遇到钉子B ,小球开始以B 为圆心做圆周运动,恰能过B 点正上方C ,求OB 的距离。
基础知识一.功1.一个物体受到力的作用,并在上发生了位移,我们就说这个力对物体须知了功,做功的两个必不可少的因素是的作用,在力的。
2.功的计算公式:W= ,式中θ是的夹角,此式主要用于求作功,功是标量,当θ=90°时,力对物体;当θ<90°时,力对物体;当θ>90°时,力对物体。
3.合力的功等于各个力做功的,即W合=W1+W2+W3+W4+……4.功是过程量,与能量的转化相联系,功是能量转化的,能量转化的过程一定伴随着二.功率1.功跟的比值叫功率,它是表示的物理量。
2.计算功率的公式有、,若求瞬时功率,则要用。
3.两种汽车启动问题中得功率研究:三.动能1.物体由于而具有的能量叫动能,公式是,单位是,符号是。
2.物体的动能的变化,指末动能与初动能之差,即△Ek=Ekt一Eko,若△Ek>0,表示物体的动能;若△Ek<0,表示物体的动能。
四.重力势能1.概念:物体由于被举高而具有的能量叫 ,表达式:Ep= ,它是,但有正负,正负的意义是表示比零势能参考面上的势能大还是小,重力势能的变化与重力做功的关系:重力对物体做多少正功,物体的重力势能就多少;重力对物体做多少负功,物体的重力势能就多少。
重力对物体所做的功等于物体的减小量。
即W G=一△Ep=一(Ep2一Ep1)=Ep1一Ep2.2.弹性势能:定义:物体由于发生而具有的能量叫。
大小:弹性势能的大小与及有关,弹簧的形变量越大,劲度系数越大,弹簧的弹性势能就越大。
习题练习1.下列说法正确的是( )A.当作用力做正功时,反作用力一定做负功B.当作用力不做功时,反作用力也不做功C.作用力与反作用力的功,一定大小相等,正负符号相反D.作用力做正功,反作用力也可能做正功2.如图所示,小物块A位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平面上,从地面上看,小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力( )A.垂直于接触面,做功为零B.垂直于接触面,做功不为零C.不垂直于接触面,做功为零D.不垂直于接触面,做功不为零3.如图所示,质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,现使斜面水平向左匀速移动距离L.(1)摩擦力对物体做的功为(物体与斜面相对静止)()A.0B.μmglcosθC.-mglcosθsinθD.mglsinθcosθ(2)斜面对物体的弹力做的功为 ( )A.0B.mglsinθcos2θC.-mglcos2θD.mglsinθcosθ(3)重力对物体做的功( )A.0B.mglC.mgltan θD.mglcos θ(4)斜面对物体做的总功是多少? 各力对物体所做的总功是多少? 4.如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是( ) A.始终不做功 B.先做负功后做正功 C.先做正功后不做功 D.先做负功后不做功5.物体在水平力F 1作用下,在水平面上做速度为v 1的匀速运动,F 1的功率为P;若在斜向上的力F 2作用下,在水平面上做速度为v 2的匀速运动,F 2的功率也是P,则下列说法正确的是( ) A.F 2可能小于F 1, v 1不可能小于v 2 B.F 2可能小于F 1, v 1一定小于v 2 C.F 2不可能小于F 1, v 1不可能小于v 2 D.F 2不可能小于F 1, v 1一定小于v 26.小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s 内做匀加速直线运动,5 s 末达到额定功率,之后保持以额定功率运动.其v -t 图象如图所示.已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,则以下说法正确的是( )A.汽车在前5 s 内的牵引力为4×103NB.汽车在前5 s 内的牵引力为6×103N C.汽车的额定功率为60 kW D.汽车的最大速度为30 m/s7.手持一根长为l 的轻绳的一端在水平桌面上做半径为r 、角速度为ω的匀速圆周运动,绳始终保持与该圆周相切,绳的另一端系一质量为m 的木块,木块也在桌面上做匀速圆周运动,不计空气阻力则( ) A.手对木块不做功B.木块不受桌面的摩擦力C.绳的拉力大小等于223r l m +ωD.手拉木块做功的功率等于m ω3r(l 2+r 2)/l8.一根质量为M 的直木棒,悬挂在O 点,有一只质量为m 的猴子抓着木棒,如图所示.剪断悬挂木棒的细绳,木棒开始下落,同时猴子开始沿木棒向上爬.设在一段时间内木棒沿竖直方向下落,猴子对地的高度保持不变,忽略空气阻力,则下列的四个图中能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系的是( )9.机车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动,所受的阻力始终不变,在此过程中,下列说法正确的是( ) A.机车输出功率逐渐增大 B.机车输出功率不变C.在任意两相等的时间内,机车动能变化相等D.在任意两相等的时间内,机车动量变化的大小相等10.如图所示,质量为m 的物体A 静止于倾角为θ的斜面体B 上,斜面体B 的质量为M,现对该斜面体施加一个水平向左的推力F,使物体随斜面体一起沿水平方向向左匀速运动的位移为l,则在此运动过程中斜面体B 对物体A 所做的功为( )A.m M Flm +B.Mglcot θC.0D.21mglsin2θ 11.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其速度图象如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是下图中的哪一个( )12.以恒力推物体使它在粗糙水平面上移动一段距离,恒力所做的功为W 1,平均功率为P 1,在末位置的瞬时功率为P t1,以相同的恒力推该物体使它在光滑的水平面上移动相同距离,力所做功为W 2,平均功率为P 2,在末位置的瞬时功率为P t2,则下面结论中正确的是( )A.W 1>W 2B.W 1=W 2C.P 1=P 2D.P t2<P t113.如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A 点自由滑下,然后在水平面上前进至B点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m,A 、B 两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB 段运动的过程中,克服摩擦力做的功( )A.大于μmgLB.小于μmgLC.等于μmgLD.以上三种情况都有可能14.某汽车以额定功率在水平路面上行驶,空载时的最大速度为v 1,装满货物后的最大速度为v 2,已知汽车空车的质量为m 0,汽车所受的阻力跟车重成正比,则汽车后来所装的货物的质量是( )A.0221m v v v - B.0221m v vv + C.m 0 D.021m v v 15.物体在恒力作用下做匀变速直线运动,关于这个恒力做功的情况,下列说法正确的是( ) A.在相等的时间内做的功相等 B.通过相同的路程做的功相等 C.通过相同的位移做的功相等D.做功情况与物体运动速度大小有关16.解放前后,机械化生产水平较低,人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用,如图所示,假设驴拉磨的平均用力大小为500 N,运动的半径为1 m,则驴拉磨转动一周所做的功为( ) A.0 B.500 J C.500π J D.1 000π J17.如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,木板与滑块质量相等,均为m,木板长为l.一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与木板、滑块相连,滑块与木板间的动摩擦因数为μ,开始时,滑块静止在木板的上端,现用与斜面平行的未知力F,将滑块缓慢拉至木板的下端,拉力做功为( )A.μmglcos θB.2μmglC.2μmglcos θD.21μmgl18.额定功率为80 kW 的汽车,在平直的公路上行驶的最大速度为20 m/s,汽车的质量为2.0 t.若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2 m/s 2,运动过程中阻力不变,则:(1)汽车受到的恒定阻力是多大?(2)3 s末汽车的瞬时功率是多大?(3)匀加速直线运动的时间是多长?(4)在匀加速直线运动中,汽车牵引力做的功是多少?答案 (1)4×103 N (2)48 KW (3)5 s (4)2×105 J19.汽车发动机的功率为60 kW,汽车的质量为4 t,当它行驶在坡度为sinα=0.02的长直公路上时,如图所示,所受阻力为车重的0.1倍(g取10 m/s2),求:(1)汽车所能达到的最大速度v m.(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间?(3)当汽车以0.6 m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值时,汽车做功多少?答案 (1)12.5 m/s (2)13.9 s (3)4.16×105 J20.如图甲所示,质量m=2.0 kg的物体静止在水平面上,物体跟水平面间的动摩擦因数μ=0.20.从t=0时刻起,物体受到一个水平力F的作用而开始运动,前8 s内F随时间t变化的规律如图乙所示.g取10m/s2.求:(1)在图丙的坐标系中画出物体在前8 s内的v—t图象.(2)前8 s内水平力F所做的功.答案 (1) v-t图象如下图所示 (2)155 J动能定理.机械能守恒定律一.动能定理1.内容:外力对物体做功的代数和等于。
高一物理周练(机械能守恒定律)班级_________ 姓名_________ 学号_________ 得分_________一、选择题(每题6分,共36分)1、下列说法正确的是:()A、物体机械能守恒时,一定只受重力和弹力的作用。
B、物体处于平衡状态时机械能一定守恒。
C、在重力势能和动能的相互转化过程中,若物体除受重力外,还受到其他力作用时,物体的机械能也可能守恒。
D、物体的动能和重力势能之和增大,必定有重力以外的其他力对物体做功。
2、从地面竖直上抛两个质量不同而动能相同的物体(不计空气阻力),当上升到同一高度时,它们( )A.所具有的重力势能相等B.所具有的动能相等C.所具有的机械能相等D.所具有的机械能不等3、一个原长为L的轻质弹簧竖直悬挂着。
今将一质量为m的物体挂在弹簧的下端,用手托住物体将它缓慢放下,并使物体最终静止在平衡位置。
在此过程中,系统的重力势能减少,而弹性势能增加,以下说法正确的是()A、减少的重力势能大于增加的弹性势能B、减少的重力势能等于增加的弹性势能C、减少的重力势能小于增加的弹性势能D、系统的机械能增加4、如图所示,桌面高度为h,质量为m的小球,从离桌面高H处自由落下,不计空气阻力,假设桌面处的重力势能为零,小球落到地面前的瞬间的机械能应为()A、mghB、mgHC、mg(H+h)D、mg(H-h)5、某人用手将1kg物体由静止向上提起1m, 这时物体的速度为2m/s, 则下列说法正确的是()A.手对物体做功12JB.合外力做功2JC.合外力做功12JD.物体克服重力做功10J6、质量为m的子弹,以水平速度v射入静止在光滑水平面上质量为M的木块,并留在其中,下列说法正确的是()A.子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等B.阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等C.子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等D.子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功二、填空题(每题8分,共24分)7、从离地面H高处落下一只小球,小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重力的k倍,而小球与地面相碰后,能以相同大小的速率反弹,则小球从释放开始,直至停止弹跳为止,所通过的总路程为____________。
高中物理机械能守恒定律专题练习(带详解)一、多选题1.如图所示,轻杆一端固定一小球,绕另一端O 点在竖直面内做匀速圆周运动,则( )A .轻杆对小球的作用力方向始终沿杆指向O 点B .小球在最高点处,轻杆对小球的作用力可能为0C .小球在最低点处,小球所受重力的瞬时功率为0D .小球从最高点到最低点的过程中,轻杆对小球一直做负功2.如图甲所示,在距离地面高为0.18h m =的平台上有一轻质弹簧,其左端固定在竖直挡板上,右端与质量1m kg =的小物块相接触(不粘连),平台与物块间动摩擦因数040μ=.,OA 长度等于弹原长,A 点为BM 中点.物块开始静止于A 点,现对物块施加一个水平向左的外方F ,大小随位移x 变化关系如图乙所示.物块向左运动050x m =.到达B 点,到达B 点时速度为零,随即撤去外力F ,物块被弹回,最终从M 点离开平台,落到地面上N 点,取210/g m s =,则( )A .弹簧被压缩过程中外力F 做的功为78J .B .弹簧被压缩过程中具有的最大弹性势能为60J .C .整个运动过程中克服摩擦力做功为60J .D .MN 的水平距离为036m .3.如图所示,轻弹簧的一端悬挂在天花板上,另一端固定一质量为m 的小物块,小物块放在水平面上,弹簧与竖直方向夹角为θ=30o 。
开始时弹簧处于伸长状态,长度为L ,现在小物块上加一水平向右的恒力F 使小物块向右运动距离L ,小物块与地面的动摩擦因数为μ,重力加速度为g ,弹簧始终在弹性限度内,则此过程中分析正确的是( )A .小物块和弹簧系统机械能改变了(F-μmg )LB .弹簧的弹性势能可能先减小后增大接着又减小再增大C .小物块在弹簧悬点正下方时速度最大D .小物块动能的改变量等于拉力F 和摩擦力做功之和4.一质量为m 的物体,以13g 的加速度减速上升h 高度,不计空气阻力,则( ) A .物体的机械能不变B .物体的动能减少13mghC .物体的机械能增加23mgh D .物体的重力势能增加mgh5.下列说法中正确的是( )A .某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加B .因为能量守恒,所以“能源危机”是不可能的C .能量耗散表明,在能源的利用过程中,能量在数量上并未减少,但在可利用的品质上降低了D .能源的利用受能量耗散的制约,所以能源的利用是有条件的,也是有代价的 6.如图所示,由电动机带动着倾角θ=37°的足够长的传送带以速率v=4m/s 顺时针匀速转动,一质量m=2kg 的小滑块以平行于传送带向下'2v m s =/的速率滑上传送带,已知小滑块与传送带间的动摩擦因数78μ=,取210/g m s =,sin370.60cos370.80︒=︒=,,则小滑块从接触传送带到与传送带相对静止静止的时间内下列说法正确的是A .重力势能增加了72JB .摩擦力对小物块做功为72JC .小滑块与传送带因摩擦产生的内能为252JD.电动机多消耗的电能为386J7.在高台跳水比赛中,质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动,设水对他的阻力大小恒为F,那么在他减速下降h的过程中,下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)()A.他的重力势能减少了mghB.他的动能减少了FhC.他的机械能减少了(F﹣mg)hD.他的机械能减少了Fh8.如图所示,斜面固定在水平面上,轻质弹簧一端固定在斜面顶端,另一端与物块相连,弹簧处于自然长度时物块位于O点,物块与斜面间有摩擦.现将物块从O点拉至A点,撤去拉力后物块由静止向上运动,经O点到达B点时速度为零,则物块从A运动到B的过程中()A.经过位置O点时,物块的动能最大B.物块动能最大的位置与AO的距离无关C.物块从A向O运动过程中,弹性势能的减少量等于动能与重力势能的增加量D.物块从O向B运动过程中,动能的减少量大于弹性势能的增加量9.航空母舰可提供飞机起降,一飞机在航空母舰的水平甲板上着陆可简化为如图所示模型,飞机钩住阻拦索减速并沿甲板滑行过程中A.阻拦索对飞机做正功,飞机动能增加B.阻拦索对飞机做负功,飞机动能减小C.空气及摩擦阻力对飞机做正功,飞机机械能增加D.空气及摩擦阻力对飞机做负功,飞机机械能减少10.如图所示,质量相等、材料相同的两个小球A、B 间用一劲度系数为k 的轻质弹簧相连组成系统,系统穿过一粗糙的水平滑杆,在作用在B 上的水平外力F 的作用下由静止开始运动,一段时间后一起做匀加速运动,当它们的总动能为4E k 时撤去外力F,最后停止运动.不计空气阻力,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则在从撤去外力F 到停止运动的过程中,下列说法正确的是( )A.撤去外力F 的瞬间,弹簧的伸长量为F2kB.撤去外力F 后,球A、B 和弹簧构成的系统机械能守恒C.系统克服摩擦力所做的功等于系统机械能的减少量D.A 克服外力所做的总功等于2E k二、单选题11.长为L的轻绳悬挂一个质量为m的小球,开始时绳竖直,小球与一个倾角θ=45°的静止三角形物块刚好接触,如图所示.现在用水平恒力F向左推动三角形物块,直至轻绳与斜面平行,此时小球的速度速度大小为v,重力加速度为g,不计所有的摩擦.则下列说法中正确的是( )A.上述过程中,斜面对小球做的功等于小球增加的动能B.上述过程中,推力F做的功为FLC.上述过程中,推力F做的功等于小球增加的机械能D.轻绳与斜面平行时,绳对小球的拉力大小为mgsin45°12.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示).在阳光的照射下,小电扇快速转动,能给炎热的夏季带来一丝凉爽.该装置的能量转化情况是()A.太阳能→电能→机械能B.太阳能→机械能→电能C.电能→太阳能→机械能D.机械能→太阳能→电能13.自动充电式电动车的前轮装有发电机,发电机与蓄电池连接.骑车者用力蹬车或电动车自动滑行时,发电机向蓄电池充电,将其他形式的能转化成电能储存起来.现使车以500J的初动能在粗糙的水平路面上自由滑行,第一次关闭自充电装置,其动能随位移变化关系如图线①所示;第二次启动自充电装置,其动能随位移变化关系如图线②所示,则第二次向蓄电池所充的电能是()A.500J B.300J C.250J D.200J14.如图所示,一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下,其能量的变化情况是()A.重力势能减少,动能不变,机械能减少B.重力势能减少,动能增加,机械能减少C.重力势能减少,动能增加,机械能增加D.重力势能减少,动能增加,机械能守恒15.有关功和能,下列说法正确的是( )A.力对物体做了多少功,物体就具有多少能B.物体具有多少能,就一定能做多少功C.物体做了多少功,就有多少能量消失D.能量从一种形式转化为另一种形式时,可以用功来量度能量转化的多少16.如图所示,A、B、C三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动,Av,C的初速度方向沿斜面水平,大由静止释放,B的初速度方向沿斜面向下,大小为v。
机械能守恒定律练习题机械能守恒定律练习题机械能守恒定律是物理学中非常重要的一个定律,它描述了一个封闭系统中机械能的守恒。
在这篇文章中,我们将通过一些练习题来深入理解这个定律。
练习题1:自由落体问题假设一个物体从高度为h的地方自由落下,求它在落地前的速度。
解答:根据机械能守恒定律,物体的机械能在整个过程中保持不变。
在高度为h处,物体的机械能只有势能,即mgh,其中m为物体的质量,g为重力加速度。
在物体落地时,它的势能为0,因此速度最大。
根据机械能守恒定律,有mgh = 0.5mv^2,其中v为物体的速度。
解方程可得v = sqrt(2gh)。
练习题2:弹簧振子问题一个质量为m的物体放在一个劲度系数为k的弹簧上,求物体振动的周期。
解答:在弹簧振子的运动过程中,机械能守恒。
当物体位于最大位移处时,它的机械能只有势能,即0.5kx^2,其中x为物体相对平衡位置的位移。
当物体经过平衡位置时,它的机械能只有动能,即0.5mv^2,其中v为物体的速度。
根据机械能守恒定律,有0.5kx^2 = 0.5mv^2。
由于振动是周期性的,物体在一个周期内的位移和速度都会重复。
因此,我们可以将x和v表示为振动的角频率ω和振幅A的函数,即x = Asin(ωt)和v = Aωcos(ωt),其中t为时间。
将这两个式子代入机械能守恒的方程,化简可得k/m = ω^2,即ω = sqrt(k/m)。
振动的周期T为2π/ω,因此T = 2πsqrt(m/k)。
练习题3:滑块问题一个质量为m的滑块沿着光滑的水平面上有一段固定的轨道,轨道的高度为h,滑块从轨道的最高点释放,求滑块离开轨道时的速度。
解答:在滑块沿着轨道下滑的过程中,机械能守恒。
在滑块位于最高点时,它的机械能只有势能,即mgh。
在滑块离开轨道时,它的势能为0,速度最大。
根据机械能守恒定律,有mgh = 0.5mv^2。
解方程可得v = sqrt(2gh)。
练习题4:斜面问题一个质量为m的物体沿着一个倾角为θ的光滑斜面下滑,斜面的高度差为h,求物体离开斜面时的速度。
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mgh D.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:()A.20J B.30J C.40J D.60J6.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:()A.mgh+B.mgH-mgh C.mgH+-mgh D.mgH++ mgh7.如图所示,m1>m2,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:()A.m1的机械能增加B.m2的机械能增加C.m1和m2的总机械能减少D.m1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)A.2m/s B.4m/s C.6m/s D.8m/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。
机械能守恒定律精选练习一夯实基础1.如图所示实例中均不考虑空气阻力,系统机械能守恒的是()【答案】D【解析】:人上楼、跳绳过程中机械能不守恒,从能量转化角度看都是消耗人体的化学能;水滴石穿,水滴的机械能减少的部分转变为内能;弓箭射出过程中是弹性势能与动能、重力势能的相互转化,只有重力和弹力做功,机械能守恒。
2.(2019·浙江省温州市诸暨中学高一下学期期中)关于以下四幅图,下列说法中正确的是()A.图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程中它的机械能守恒B.图2中火车在匀速转弯时动能不变,故所受合外力为零C.图3中握力器在手的压力作用下弹性势能增加了D.图4中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能守恒【答案】C【解析】:图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程,钢绳对它做负功,所以机械能不守恒,故A错误;图2中火车在匀速转弯时做匀速圆周运动,所受的合外力指向圆心且不为零,故B错误;图3中握力器在手的压力下形变增大,所以弹性势能增大,C正确;图4中撑杆跳高运动员在上升过程中撑杆的弹性势能转化为运动员的机械能,所以运动员的机械能不守恒,故D错误。
3.(2019·山东省济南外国语学校高一下学期月考)如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一物体向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面。
设物体在斜面最低点A的速度为v,压缩弹簧至C点时弹簧最短,C点距地面高度为h ,则物体运动到C 点时,弹簧的弹性势能是( )A .mgh -12mv 2 B .12mv 2-mgh C .mghD .mgh +12mv 2 【答案】B【解析】:由A 到C 的过程运用机械能守恒定律得:mgh +E p =12mv 2所以E p =12mv 2-mgh ,故选B 。
4.如图,质量为m 的苹果,从离地面H 高的树上由静止开始落下,树下有一深度为h 的坑。
若以地面为零势能参考平面,则当苹果落到坑底时的机械能为( )A .-mghB .mgHC .mg (H +h )D .mg (H -h )【答案】B【解析】:苹果下落过程机械能守恒,开始下落时其机械能为E =mgH ,落到坑底时机械能仍为mgH 。
机械能守恒练习题一、选择题1. 机械能守恒的条件是()A. 物体只受重力作用B. 物体只受重力和弹簧弹力作用C. 物体只受重力和摩擦力作用D. 物体只受重力和电场力作用2. 在机械能守恒的情况下,下列哪个说法是正确的?()A. 物体的动能和势能之和不变B. 物体的动能和势能之和可以变化C. 物体的动能保持不变D. 物体的势能保持不变3. 一个物体从高处自由落下,不考虑空气阻力,其机械能()A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 先增加后减少4. 一个物体在水平面上做匀速直线运动,其机械能()A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 无法确定5. 一个物体在竖直方向上做匀速直线运动,其机械能()A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 无法确定二、填空题6. 当物体只受重力作用时,其______能守恒。
7. 机械能守恒定律表明,在没有非保守力做功的情况下,物体的______能和______能之和保持不变。
8. 一个物体从静止开始自由下落,其动能逐渐______,而势能逐渐______。
9. 在机械能守恒的情况下,物体的总机械能等于______。
10. 机械能守恒定律适用于______系统。
三、简答题11. 解释为什么在没有摩擦力的情况下,一个物体在斜面上下滑时,其机械能守恒。
12. 描述一个实验来验证机械能守恒定律,并说明实验步骤和预期结果。
四、计算题13. 一个质量为2kg的物体从10米高处自由落下,忽略空气阻力。
求物体落地时的速度和动能。
五、论述题14. 论述机械能守恒定律在实际应用中的重要性,并给出两个不同领域的应用实例。
六、实验设计题15. 设计一个实验来探究在不同质量的物体从同一高度自由落下时,机械能守恒的情况。
描述实验步骤、所需器材及预期结果。
七、判断题16. 在机械能守恒的情况下,物体的势能转化为动能,但总机械能保持不变。
()17. 一个物体在竖直方向上做匀速直线运动时,其机械能不守恒。
《第七章机械能守恒定律》试卷(答案在后面)一、单项选择题(本大题有7小题,每小题4分,共28分)1、一个物体从静止开始沿光滑斜面下滑,下列说法正确的是:A、物体的动能随着下滑距离的增加而增加B、物体的势能随着下滑距离的增加而减少C、物体的机械能守恒D、物体的动量和速度随下滑距离增加而增加2、一个物体从高度h自由下落,落地时的速度v与下落的高度h的关系可以表示为:A、v = √(2gh)B、v = ghC、v = h/√gD、v = √(gh/2)3、物体沿光滑斜面自由下滑的过程中,以下说法正确的是()。
A、物体的动能增加,势能减少,机械能守恒;B、物体的动能减少,势能增加,机械能守恒;C、物体的动能增加,势能减少,机械能增加;D、物体的动能增加,势能减少,机械能不变。
4、在光滑水平面上,一个物体在拉力的作用下做变速直线运动,如果物体的动能增加了,那么()。
A、其重力势能一定增加;B、其重力势能一定减少;C、其重力势能不变;D、此过程中拉力不一定对物体做正功。
5、一个物体从高处自由下落,在下落过程中:A、重力势能在增加B、重力势能在减少C、动能和重力势能总和不变D、动能和势能无法同时增加6、关于机械能守恒定律的适用条件,以下说法正确的是:A、所有运动过程中都适用B、只有匀速直线运动过程适用C、只有自由落体运动过程适用D、受限在只有重力和弹力作用下的机械运动过程适用7、一个物体在光滑水平面上从静止开始沿着x轴正方向运动,受到一个恒定的水平向右的力F作用。
下列说法正确的是()A、物体的动能增加时,其势能必定减少B、物体的势能增加时,其动能必定减少C、物体的机械能守恒,因为只有重力做功D、物体的机械能不守恒,因为除了重力做功,还有其他力做功二、多项选择题(本大题有3小题,每小题6分,共18分)1、物体沿斜面匀速下滑时,下列哪些力做功为零?A、摩擦力B、重力C、支持力D、合外力2、在一个弹性系统中,当一个弹簧振子从最大位移处释放后,下列哪些描述是正确的?A、在开始释放的瞬间,弹簧弹力对振子做正功B、振子到达平衡位置时,速度达到最大值C、振子经过平衡位置时,带有最大的势能D、振子到达最大位移处时,动能为零3、一个物体从静止状态开始下落的运动,下列关于其机械能守恒的说法正确的是()A、物体的势能减小,动能增大,总机械能守恒B、物体在整个下落过程中只有重力做功C、物体下落过程中,如果有空气阻力,其机械能将不会守恒D、物体下落的末速度与重力加速度无关三、非选择题(前4题每题10分,最后一题14分,总分54分)第一题已知一物体从高度为h的平台上自由落下,落地的速度为v。
《机械能守恒定律》习题集基础训练1.下列实例中的物体,哪些机械能发生了变化( ) A .跳伞运动员在空中匀速下降B .滑雪运动员自高坡顶上自由下滑(不计空气阻力和摩擦)C .汽车在水平路面上匀速行驶D .集装箱被吊车匀速地吊起2.下列物体中,机械能守恒的是( ) A .做平抛运动的物体 B .匀速下落的降落伞C .光滑曲面上自由运动的物体D .被吊车匀速吊起的集装箱3.从离地面h 高度以初速度v 0竖直上抛一个质量为m 的小球,如图所示,取地面为零势能面,忽略空气阻力,则物体着地时具有的机械能是( )A .mghB .mgh +C .D .-mgh4.一个人站在距地面高为h 的阳台上,以相同的速率v 0分别把三个球竖直向下,竖直向上,水平抛出,不计空气阻力,则三球落地时的速率( )A .上抛球最大B .下抛球最大C .平抛球最大D .三球一样大5.两物体质量之比为1︰3,它们距离地面高度之比也为1︰3,让它们自由下落,它们落地时的动能之比为( )A .1︰3B .1︰9C .3︰1D .9︰1 6.小球自高为h 的斜槽轨道的顶端A 开始下滑,如图所示,设小球在下滑过程中机械能守恒,小球到达轨道底端B 时的速度大小是( )ABCD .7.以10m/s 的初速度从10m 高的塔上抛出一颗石子,石子落地时速度大小为 m/s 。
(不计空气阻力,g 取10m/s 2)8.如图所示,桌面距地面0.8m ,一物体质量为2kg ,放在距桌面0.4m 的支架上。
(1)以地面为零势能位置,计算物体具有的势能,并计算物体由支架下落到桌面过程中,势能减少多少?(2)以桌面为零势能位置,计算物体具有的势能,并计算物体由支架下落到桌面过程中,势能减少多少?202mv 202mv 22mv9.如图所示,总长为L 的光滑匀质铁链跨过一个光滑的轻小滑轮,开始时底端相齐,当略有扰动时其一端下落,则铁链刚脱离滑轮的瞬间的速度为多大?10.在轻杆的中点A 和一个端点B 各固定一个质量相同的小球,将杆的另一端点O 用绞链(光滑)固定。
机械能守恒定律1.在只有重力做功的情况下,_________________________,这个结论叫作机械能守恒定律.2.下列情况中,运动物体机械能一定守恒的是( ).(A)物体所受的合外力为零(B)物体不受摩擦力(C)物体受到重力和摩擦力(D)物体只受重力3.关于机械能是否守恒,下列叙述中正确的是( ).(A)作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒(B)作匀变速运动的物体机械能可能守恒(C)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4.下列说法中正确的是( ).(A)一个物体所受的合外力为零,它的机械能一定守恒(B)一个物体所受的合外力恒定不变,它的机械能可能守恒(C)一个物体作匀速直线运动,它的机械能一定守恒(D)一个物体作匀加速直线运动,它的机械能可能守恒5.a、b、c三球自同一高度以相同速率抛出,a球竖直上抛,b球水平抛出,c球竖直下抛.设三球落地的迷率分别为v a、v b,v c则( ).(A)v a>v b>v c (B)v a=v b>v c (C)v a>v b=v c(D)v a =v b =v c6.质量为m 的物体,以初速度v 0由固定的光滑斜面的底端沿斜面向上滑动,在滑动过程中,当高度为h 时,该物体具有的机械能为(). (A)20mv 21 (B)mgh mv 2120 (C)mgh (D)mgh -mv 21207.如图所示,质量相同的两个小球,分别用长l 和2l 的细绳悬挂在天花板上,分别拉起小球使线伸直呈水平状态,然后轻轻释放.当小球到达最低位置时( ).(A)两球运动的线速度相等 (B)两球运动的角速度相等(C)两球的向心加速度相等 (D)细绳对两球的拉力相等8.当重力对物体做正功时,物体的( ).(A)重力势能一定增加,动能一定减少 (B)重力势能一定减少,动能一定增加(C)重力势能一定减少,动能不一定增加 (D)重力势能不一定减少,动能一定增加9.以下运动中机械能守恒的是( ).(A)物体沿斜面匀速下滑(B)物体从高处以g/3的加速度竖直下落(C)不计阻力,细绳一端拴一小球,使小球在竖直平面内作圆周运动(D)物体沿光滑的曲面滑下10.图中的四个选项,木块均在固定的斜面上运动,其中图(A)(B)(C)中的斜面是光滑的,图(A)(B)中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图(A)(B)(D)中的木块向下运动,图(C)中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中,机械能守恒的是图( ).11.枪竖直向上以初速度v0发射子弹,忽略空气阻力,当子弹离枪口距离为____时,子弹的动能是其重力势能的一半.12.如图所示,一小球从倾角为30°的固定斜面上的A点水平抛出,初动能为6J,问球落到斜面上的B点时动能有多大?13.如图所示,通过定滑轮悬拌两个质量为m1、m2的物体(m1>m2),不计绳子质量、绳子与滑轮问的摩擦,在m1向下运动一段距离的过程中,下列说法中正确的是 ( ).(A)m1势能的减少量等于m2动能的增加量(B)m1势能的减少量等于m2势能的增加量(C)m1机械能的减少量等于m2机械能的增加量(D)m1机械能的减少量大于m2机械能的增加量14.如图所示,一轻质弹簧竖直放置,下端固定在水平面上,上端处于a位置,当一重球放在弹簧上端静止时,弹簧上端被压缩到b位置.现将重球(视为质点)从高于a位置的c位置沿弹簧中轴线自由下落,弹簧被重球压缩到最低位置 d.以下关于重球运动过程的正确说法应是( ).(A)重球下落压缩弹簧由a至d的过程中,重球作减速运动(B)重球下落至b处获得最大速度(C)由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量(D)重球在b位置处具有的动能等于小球由c下落到b处减少的重力势能15_如图所示,长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架,在A处固定质量为2m的小球,B处固定质量为m的小球,支架悬挂在O点,可绕过O点并与支架所在平面相垂直的同定轴转动.开始时OB与地面相垂直,放手后支架开始运动,在不计任何阻力的情况下,下列说法中正确的是( ).(A)A球到达最低点时速度为零(B)A球机械能减少量等于B球机械能增加量(C)B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动时的高度(D)当支架从左向右返回摆动时,A球一定能回到起始高度16.如图35所示,一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止,测得停止处与开始运动处的水平距离为s,不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用,并认为斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同,求动摩擦因数μ.17.质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车,在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s。
精选全文完整版可编辑修改机械能守恒定律复习测试题1.在如图所示的实验中,小球每次从光滑斜面的左端A自由滑下,每次都能到达右端与A等高的B点.关于其原因,下列说法中正确的是()A.是因为小球总是记得自己的高度B.是因为小球在运动过程中,始终保持能量守恒C.是因为小球在运动过程中,始终保持势能守恒D.是因为小球在运动过程中,始终保持动能守恒2.下面的物体中,只具有动能的是(),只具有势能的是(),既具有动能又具有势能的是().(以地面为参考平面)A.停在地面上的汽车B.在空中飞行的飞机C.被起重机吊在空中静止的货物D.压缩的弹簧E.正在水平铁轨上行驶的火车3.在伽利略的理想斜面实验中,小球停下来的高度为h1与它出发时的高度h2相同,我们把这一事实说成是“有某一量守恒”,下列说法正确的是()A.小球在运动的过程中速度是守恒的B.小球在运动的过程中高度是守恒的C.小球在运动的过程中动能是守恒的D.小球在运动的过程中能量是守恒的4.质量是2kg的物体,受到24N竖直向上的拉力,由静止开始运动,经过F5s;求:①5s内拉力的平均功率②5s末拉力的瞬时功率(g取10m/s2)mg5.如图所示,光滑的水平轨道与光滑半圆弧轨道相切.圆轨道半径R=0.4m,一小球停放在光滑水平轨道上,现给小球一个v0=5m/s的初速度,求:小球从C点抛出时的速度(g取10m/s2).RV0A B6.如图,长l=80cm的细绳上端固定,下端系一个质量m=100g的小球.将小球拉起至细绳与竖立方向成60°角的位置,然后无初速释放.不计各处阻力,求小球通过最低点时,细绳对小球拉力多大?取g=10m/s2.机械能守恒参考答案1、B 解析:小球在运动过程中守恒的“东西”是能量.2、答案:E CD B3.D4.【解析】物体受力情况如图5-2-5所示,其中F 为拉力,mg 为重力由牛顿第二定律有F -mg=ma解得 =a 2m/s 25s 内物体的位移221at s ==2.5m 所以5s 内拉力对物体做的功W =FS =24×25=600J5s 内拉力的平均功率为5600==t W P =120W 5s 末拉力的瞬时功率P =Fv =Fat =24×2×5=240W5.【解析】由于轨道光滑,只有重力做功,小球运动时机械能守恒.即 22021221C mv R mgh mv += 解得=C v 3m/s 6.【解析】小球运动过程中,重力势能的变化量)60cos 1(0--=-=∆mgl mgh E p ,此过程中动能的变化量221mv E k =∆.机械能守恒定律还可以表达为0=∆+∆k p E E 即0)60cos 1(2102=--mgl mv 整理得)60cos 1(202-=mg l v m 又在最低点时,有lv m mg T 2=- 在最低点时绳对小球的拉力大小图5-2-5N N mg mg mg lv mmg T 2101.022)60cos 1(202=⨯⨯==-+=+=。
机械能守恒定律基础练习1
1. 气球以10m/S的速度匀速上升,当它上升到离地15m的高空时,从气球上掉下一个物体,若不计空气阻力,求物体落地的速度是多少?
2.质量为50㎏的跳水运动员,从1m的跳板上向上跳起,最后以⒐8m/S的速度入水,不计空气阻力,取g=9.8m/S2,求
(1)跳板对运动员做的功是多少?
(2)运动员在空中的最大高度离跳板多高?
3.如图所示,用长为L的细线将质量为m的小球悬于O点,现将小球拉到细线偏离竖直方向 角的位置,由静止释放,求小球摆到最低点时绳子拉力的大小。
4.如图所示,一匀质直杆AB长为2r.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.
A
O
B D
5.如图所示,轻质弹簧的一端与墙相连,质量为2kg的滑块以5m/s的初速度沿光滑平面运动并压缩弹簧,求:
(1)弹簧在被压缩过程中最大弹性势能.
(2)当木块的速度减为2 m/s时,弹簧具有的弹性势能.
v0
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,若物体通过轨道最低点B时的速度为3gR,求:
(1)物体在A点时的速度大小;
(2)物体离开C点后还能上升多高.
7. 如图所示,一小球从倾角为30°的固定斜面上的A点水平抛出,初动能为6J,问球落到斜面上的B点时动能有多大?
答案:1、20m/s 2、(1)1911J (2)3.9m 3、mg(3-2cosθ) 4、
5、(1)25J (2)21J
6、(1)(2)3.5R
7、14J。
机械能守恒定律习题及答案【篇一:《机械能守恒定律》各节练习题(精华版)(含答案)】>一、选择题1.如图5-19-1所示,两个互相垂直的力f1和f2作用在同一物体上,使物体运动,物体发生一段位移后,力f1对物体做功为4j,力f2对物体做功为3j,则力f1与f2的合力对物体做功为( ) a.7j b.5j c.3.5j d.1j 2.一个力对物体做了负功,则说明( ) 图5-19-1a.这个力一定阻碍物体的运动b.这个力不一定阻碍物体的运动3.关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是( )a.滑动摩擦力总是做负功b.滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功C.静摩擦力对物体一定做负功d.静摩擦力对物体总是做正功4.下列说法中正确的是( )a.功是矢量,正、负表示方向b.功是标量,正、负表示外力对物体做功,还是物体克服外力做功 c.力对物体做正功还是做负功,取决于力和位移的方向关系d.力做功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量5.如图5-19-2所示,一物体分别沿ao,bo轨道由静止滑到底端,物体与轨道间的动摩擦因数相同,物体克服摩擦力做功分别为w1,和w2,则( )a.w1w2 b.wl=w2c.w1w2 d.无法比较6.关于作用力与反作用力做功的关系,下列说法中正确的是( ) 图5-19-2a.当作用力做正功时,反作用力一定做负功b.当作用力不做功时,反作用力也不做功c.作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的d.作用力做正功时,反作用力也可以做正功二、填空7.______和______是做功的两个不可缺少的因素.8.如图5-19-3所示,用300n拉力f在水平面上拉车行走50m.已知拉力和水三、计算、说理题9.一人用100n的力从深4m的水井中匀速向上提水,然后提着水在水平地面上行走了12m,再匀速走到6 m深的地下室,则此人对水桶的力所做的功为多少?图5-19-43.功率一、选择题1.关于功率的概念,下列说法中正确的是(a.功率是描述力对物体做功多少的物理量b.由p?) w可知,功率与时间成反比 tc.由p=fv可知:只要f不为零,v也不为零,那么功率p就一定不为零d.某个力对物体做功越快,它的功率就一定大2.关于汽车在水平路上运动,下列说法中正确的是( )a.汽车启动后以额定功率行驶,在速率达到最大以前,加速度是在不断增大的b.汽车启动后以额定功率行驶,在速度达到最大以前,牵引力应是不断减小的c.汽车以最大速度行驶后,若要减小速度,可减小牵引力功率行驶d.汽车以最大速度行驶后,若再减小牵引力,速率一定减小3.下面关于功率的说法正确的是()a.做功多的物体,功率一定大b.功率大的汽车做功一定快c.-10kw小于8kwd.-10kw大于8kw4.设河水阻力跟船的速度平方成正比,若船匀速运动的速度变为原来的2倍,则船的功率变为原来的()倍 b. 2倍 c.4倍 d.8倍5.质量为m的物体从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动,在运动时间为t的过程中,合外力对它做功的平均功率为( )a.matb.212ma2t matc.2ma2td.226.汽车上坡时,必须换挡,其目的是( )a.减小速度,得到较小的牵引力b.增大速度,得到较小的牵引力c.减小速度,得到较大的牵引力d.增大速度,得到较大的牵引力二、填空7.用与斜面平行的10n的拉力沿斜面把一个物体从斜面底端拉到顶端需时间2.5s,已知斜面长3.0m,物体在斜面顶端时的速度为2.0m/s,在这过程中拉力的平均功率为______w,在斜面顶端的瞬时功率为______w.8.一个质量为5kg的物体从45m高的楼上自由下落至地面,则这一过程中重力的平均功率为: ,落地时重力的瞬时功率为:.三、计算题9.质量m=3kg的物体,在水平拉力f=6n的拉力作用下,在光滑的水平面上从静止开始运动,运动时间t=3s,求:(1)力f在3s内对物体所做的功(2)力f在3s内对物体所做的功的平均功率(3)3s末力f对物体所做的功的瞬时功率(1)滑块从a到b的过程中重力的平均功率.(2)滑块滑到b点时重力的瞬时功率.图5-20-111. 跳绳是一种健身运动.设某运动员的质量是50kg,他1min跳绳180次,假定在每次跳跃中,脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的的平均功率是多大?2,则该运动员跳绳时,克服重力做功54.重力势能一、选择题1.关于重力势能,下列说法中正确的是( )a.重力势能的大小只由重物本身决定b.重力势能恒大于零c.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零d.重力势能实际上是物体和地球所共有的2.关于重力势能与重力做功,下列说法中正确的是( )a.物体克服重力做的功等于重力势能的增加b.在同一高度,将物体以初速v0向不同的方向抛出,从抛出到落地过程中,重力做的功相等,物体所减少的重力势能一定相等c.重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功d.用手托住一个物体匀速上举时,手的支持力做的功等于克服重力的功与物体所增加的重力势能之和.3.关于重力势能的几种理解,正确的是( )a.重力对物体做正功时.物体的重力势能减小b.放在地面上的物体,它的重力势能一定等于零c.在不同高度将某一物体抛出.落地时重力势能相等d.相对不同的参考平面,物体具有不同数值的重力势能,但并不影响有关重力势能问题4.将一个物体由a移至b,重力做功( )a.与运动过程中是否存在阻力有关b.与物体沿直线或曲线运动有关c.与物体是做加速、减速或匀速运动有关d.与物体初、末位置高度差有关5.一实心铁球和一实心木球质量相等,将它们放在同一水平面上,下列说法正确的是()a.铁球的重力势能大于木球重力势能b.铁球的重力势能等于木球重力势能c.铁球的重力势能小于木球重力势能d.上述三种情况都有可能二、填空题6.一质量为1kg的物体,位于离地面高1.5m处,比天花板低2.5m.以地面为零势能位置时,物体的重力势能等于__ j;以天花板为零势能位置时,物体的重力势能等于____j(g取10m2/s)7.甲、乙两物体,质量大小关系为m甲=5m乙,从很高的同一高度处自由下落2s,重力做功之比为_____,对地面而言的重力势能之比为_____.三、计算题5.探究弹性势能的表达式图5-21-16.探究功与物体速度变化的关系一、选择题1.关于弹性势能,下列说法正确的是( )a.发生弹性形变的物体都具有弹性势能b.只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能c.弹性势能可以与其他形式的能相互转化d.弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳2.下列说法中正确的是( )a.当弹簧变长时,它的弹性势能一定增大b.当弹簧变短时,它的弹性势能一定变小c.在拉伸长度相同时,劲度系数越大的弹簧,它的弹性势能越大d.弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能3.在探究弹簧的弹性势能的表达式时,下面的猜想有一定道理的是( )a.重力势能与物体离地面的高度有关,弹性势能与弹簧的伸长量有关;重力势能与重力的大小有关,弹性势能可能与弹力的大小有关,而弹力的小又与弹簧的劲度系数是有关.因此2弹性势能可能与弹簧的劲度系数愚和弹簧的伸长量的二次方x有关23 b.a选项中的猜想有一定道理,但不应该与x有关,而应该是与x有关c.a选项中的猜想有一定道理,但应该是与弹簧伸长量的一次方即x有关.d.上面三个猜想都没有可能性.4.关于探究功与物体速度变化的关系实验中,下列叙述正确的是( )a.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值b.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致c.放小车的长木板应该尽量使其水平d.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出5.如图5-22-1所示为与小车相连,穿过打点计时器的一条纸带,纸带上的点距并不都是均匀的下列说法正确的是( )①纸带的左端是与小车相连的②纸带的右端是与小车相连的图5-22-1③利用e、f、g、h、i、j这些点之间的距离来确定小车的速度④利用a、b、c、d、e这些点之间的距离来确定小车的速度a.①③ b.②④ c.①④ d、②③6.如图5-22-2所示,一个物体以速度冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧,弹簧被压缩,在此过程中下列说法正确的是() a.物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比b.物体向墙壁运动相同的位移,弹力所做的功不相等c.弹力做正功,弹簧的弹性势能减小图5-22-2 d.弹力做负功,弹簧的弹性势能增加7.动能和动能定理一、选择题1.关于对动能的理解,下列说法正确的是( )a.动能是机械能的一种表现形式,凡是运动的物体都具有动能b.动能总为正值c.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化;但速度变化时,动能不一定变化d.动能不变的物体,一定处于平衡状态2.关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化,下列说法正确的是( )a.运动物体所受的合力不为零,合力必做功,则物体的动能一定要变化【篇二:机械能守恒定律练习题及其答案】t>姓名:分数:专项练习题第一类问题:双物体系统的机械能守恒问题物体质量处,轻,b,现将板抽走,a将拉动b上升,设a与地面碰后不反弹,b上升过程)中不会碰到定滑轮,问:b物体在上升过程中离地的最大高度为多大?(取(例1)(例2)例2. 如图所示,质量分别为2m、m的两个物体a、b可视为质点,用轻质细线连接跨过光滑圆柱体,b着地a恰好与圆心等高,若无初速度地释放,则b上升的最大高度为多少?第二类问题:单一物体的机械能守恒问题例3. (2005年北京卷)是竖直平面内的四分之一圆弧形轨道,在下端b点与水平直轨道相切,如图所示,一小球自a点起由静止开始沿轨道下滑,已知圆轨道半径为r,小球的质量为m,不计各处摩擦,求:(1)小球运动到b点时的动能;(2)小球下滑到距水平轨道的高度为r时速度的大小和方向;(3)小球经过圆弧形轨道的b点和水平轨道的c点时,所受轨道支持力各是多大。
图 2 图3 《机械能守恒》 第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确的,全部选对得4分,对而不全得2分。
)1、关于机械能是否守恒的叙述,正确的是( ) A .做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B .做变速运动的物体机械能可能守恒C .外力对物体做功为零时,机械能一定守恒D .若只有重力对物体做功,物体的机械能一定守恒2、质量为m 的小球,从离桌面H 高处由静止下落,桌面离地面高度为h ,如图1所示,若以桌面为参考平面,那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别是( )A .mgh ,减少mg (H-h )B .mgh ,增加mg (H+h )C .-mgh ,增加mg (H-h )D .-mgh ,减少mg (H+h ) 3、一个物体以一定的初速度竖直上抛,不计空气阻力,那么如图2所示,表示物体的动能E k 随高度h 变化的图象A 、物体的重力势能E p 随速度v 变化的图象B 、物体的机械能E 随高度h 变化的图象C 、物体的动能E k 随速度v 的变化图象D ,可能正确的是( )4、物体从高处自由下落,若选地面为参考平面,则下落时间为落地时间的一半时,物体所具有的动能和重力势能之比为 ( ) A .1:4 B .1:3 C .1:2 D .1:15、如图3所示,质量为m 的木块放在光滑的水平桌面上,用轻绳绕过 桌边的定滑轮与质量为M 的砝码相连,已知M =2m ,让绳拉直后使砝码 从静止开始下降h (小于桌面)的距离,木块仍没离开桌面,则砝码的速率为( )A .31gh 6 B .mgh C .gh 2D .gh 332图1图46、质量为m 的小球用长为L 的轻绳悬于O 点,如图4所示,小球在水 平力F 作用下由最低点P 缓慢地移到Q 点,在 此过程中F 做的功为( ) A .FL sin θ B .mgL cos θ C .mgL (1-cos θ) D .Fl tan θ7、质量为m 的物体,由静止开始下落,由于阻力作用,下落的加速度为54g ,在物体下落h 的过程中,下列说法中正确的应是( )A .物体的动能增加了54mgh B .物体的机械能减少了54mgh C .物体克服阻力所做的功为51mgh D .物体的重力势能减少了mgh8、如图5所示,一轻弹簧固定于O 点,另一端系一重物,将重物从与悬点O 在同一水平面且弹簧保持原长的A 点无初速地释放,让它自 由摆下,不计空气阻力,在重物由A 点摆向最低点的过程中( ) A .重物的重力势能减少 B .重物的重力势能增大 C .重物的机械能不变 D .重物的机械能减少9、如图6所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在弹簧压缩到最短的整个过程中,下列关于能量的叙述中正确的应是( ) A .重力势能和动能之和总保持不变 B .重力势能和弹性势能之和总保持不变 C .动能和弹性势能之和保持不变D .重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变10、平抛一物体,落地时速度方向与水平方向的夹角为θ.取地面为参考平面,则物体被抛出时,其重力势能和动能之比为( ) A .tan θ B .cot θ C .cot 2θ D .tan 2θ第Ⅱ卷(非选择题,共60分)二、填空题(每小题6分,共24分。
机械能守恒定律测试题1.下列说法正确的是 ( )A .如果物体(或系统)所受到的合外力为零,则机械能一定守恒B .如果合外力对物体(或系统)做功为零,则机械能一定守恒C .物体沿固定光滑曲面自由下滑过程中,不计空气阻力,机械能一定守恒D .做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒2.如图所示,木板O A 水平放置,长为L ,在A 处放置一个质量为m 的物体,现绕O 点缓慢抬高到A '端,直到当木板转到与水平面成α角时停止转动.这时物体受到一个微小的干扰便开始缓慢匀速下滑,物体又回到O 点,在整个过程中( )A .支持力对物体做的总功为m g L s i n αB .摩擦力对物体做的总功为零C .木板对物体做的总功为零D .木板对物体做的总功为正功3、设一卫星在离地面高h 处绕地球做匀速圆周运动,其动能为1K E ,重力势能为1P E 。
与该卫星等质量的另一卫星在离地面高2h 处绕地球做匀速圆周运动,其动能为2K E ,重力势能为2P E 。
则下列关系式中正确的是( )A .1K E >2K EB .1P E >2P EC .2211P K P K E E E E +=+D .11K PE E +< 22K P E E +4.质量为m 的物体,由静止开始下落,由于空气阻力,下落的加速度为g 54,在物体下落h 的过程中,下列说法正确的是( )A .物体动能增加了mgh 54B .物体的机械能减少了mgh 54C .物体克服阻力所做的功为mgh 51D .物体的重力势能减少了mgh5.如图所示,木板质量为M ,长度为L ,小木块的质量为m ,水平地面光滑,一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M 和m 连接,小木块与木板间的动摩擦因数为μ.开始时木块静止在木板左端,现用水平向右的力将m 拉至右端,拉力至少做功为( )A .mgL μB .2mgL μC .2mgLμD .gL m M )(+μ6.如图所示,一轻弹簧左端固定在长木板2m 的左端,右端与小木块1m 连接,且1m 、2m 及 2m 与地面之间接触面光滑,开始时1m 和2m 均静止,现同时对1m 、2m 施加等大反向的 水平恒力1F 和2F ,从两物体开始运动以后的整个过程中,对1m 、2m 和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度),正确的说法是( ) A .由于1F 、2F 等大反向,故系统机械能守恒B .由于1F 、2F 分别对1m 、2m 做正功,故系统动能不断增加C .由于1F 、2F 分别对1m 、2m 做正功,故系统机械能不断增加D .当弹簧弹力大小与1F 、2F 大小相等时,1m 、2m 的动能最大7.如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下,然后在水平面上前进至B 点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m ,A 、B 两点间的水平距离为L .在滑雪者经过A B 段的过程中,摩擦力所做的功( )A .大于mgL μB .小于mgL μC .等于mgL μD .以上三种情况都有可能8.嫦娥一号奔月旅程的最关键时刻是实施首次“刹车”减速.如图所示,在接近月球时,嫦娥一号将要利用自身的火箭发动机点火减速,以被月球引力俘获进入绕月轨道.这次减速只有一次机会,如果不能减速到一定程度,嫦娥一号将一去不回头离开月球和地球,漫游在更加遥远的深空;如果过分减速,嫦娥一号则可能直接撞击月球表面.该报道的图示如下.则下列说法正确的是( )A .实施首次“刹车”的过程,将使得嫦娥一号损失的动能转化为势能,转化时机械能守恒.B .嫦娥一号被月球引力俘获后进入绕月轨道,并逐步由椭圆轨道变轨到圆轨道.C .嫦娥一号如果不能减速到一定程度,月球对它的引力将会做负功.D .嫦娥一号如果过分减速,月球对它的引力将做正功,撞击月球表面时的速度将很大9、如图所示,物体A 、B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体A 、B 的质量都为m 。
基础练习题(机械能守恒定律)
1.课外活动时,王磊同学在40 s的时间内做了25个引体向上,王磊同学的体重大约为50 kg,每次引体向上大约升高0.5 m,试估算王磊同学克服重力做功的功率大约为(g取10 N/kg)() A.100 W B.150 W
C.200 W
D.250 W
解析:每次引体向上克服重力做的功约为W1=mgh=50×10×0.5 J=250 J
40 s内的总功W=nW1=25×250 J=6 250 J
40 s内的功率P=W≈156 W。
答案:B
2.如图所示,质量为m的物体P放在光滑的倾角为θ的斜面体上,同时用力F向右推斜面体,使P与斜面体保持相对静止。
在前进水平位移为l的过程中,斜面体对P做功为()
A.Fl
B.mg sin θ·l
C.mg cos θ·l
D.mg tan θ·l
解析:斜面对P的作用力垂直于斜面,其竖直分量为mg,所以水平分量为mg tan θ,做功为水平分量的力乘以水平位移。
答案:D
3.把动力装置分散安装在每节车厢上,使其既具有牵引动力,又可以载客,这样的客车车辆叫作动车,把几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组,就是动车组,如图所示。
假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比,每节动车与拖车的质量都相等,每节动车的额定功率都相等。
若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为160 km/h;现在我国往返北京和上海的动车组的最大速度为480 km/h,则此动车组可能是()
A.由3节动车加3节拖车编成的
B.由3节动车加9节拖车编成的
C.由6节动车加2节拖车编成的
D.由3节动车加4节拖车编成的
解析:设每节车的质量为m,所受阻力为kmg,每节动车的功率为P,已知1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为v1=160 km/h,设最大速度为v2=480 km/h的动车组是由x节动车加y节拖车编成的,则有xP=(x+y)kmgv2,联立解得x=3y,对照各个选项,只有选项C正确。
答案:C
4.
如图所示,某段滑雪雪道倾角为30°,总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h 处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度为g。
在他从上向下滑到底端的过程中,下列说法
正确的是()
A.运动员减少的重力势能全部转化为动能
B.运动员获得的动能为mgh
C.运动员克服摩擦力做功为mgh
D.下滑过程中系统减少的机械能为mgh
解析:运动员的加速度为g,沿斜面:mg-F f=m·g,F f=mg,W F f=mg·2h=mgh,所以A、C项错误,D项正确;E k=mgh-mgh=mgh,B项错误。
答案:D
5.
半径分别为R和的两个光滑半圆,分别组成图甲、乙所示的两个圆弧轨道,一小球从某一高度下落,分别从甲、乙所示的开口向上的半圆轨道的右侧边缘进入轨道,都沿着轨道内侧运动并恰好能从开口向下的半圆轨道的最高点通过,则下列说法正确的是()
A.甲图中小球开始下落的高度比乙图中小球开始下落的高度大
B.甲图中小球开始下落的高度和乙图中小球开始下落的高度一样
C.甲图中小球对轨道最低点的压力比乙图中小球对轨道最低点的压力大
D.甲图中小球对轨道最低点的压力和乙图中小球对轨道最低点的压力一样大
解析:题中甲、乙两图中轨道最高点在同一水平线上,因为能恰好通过最高点,则mg=m,得出v2=gr,可以判断出甲图中小球通过最高点的速度大,根据动能定理可得mgh=mv2-0,故甲图中小球释放点到轨道最高点之间的距离h较大,A项正确,B项错误。
在轨道最低点,对小球受力分析并应用牛顿第二运动定律得F N-mg=m,而mgh=mv2-0,得F N=mg,甲图中h大,右侧半圆的r小,故甲图中小球对轨道最低点的压力大,C项正确,D项错误。
答案:AC
6.
在平直公路上,汽车由静止开始做匀加速直线运动,当速度达到v max后,立即关闭发动机直至静止,v-t图象如图所示,设汽车的牵引力为F,受到的摩擦力为F f,全程中牵引力做功为W1,克服摩擦力做功为W2,则()
A.F∶F f=1∶3
B.W1∶W2=1∶1
C.F∶F f=4∶1
D.W1∶W2=1∶3
解析:对汽车运动的全过程,由动能定理得W1-W2=ΔE k=0,所以W1=W2,选项B正确,选项D错误。
由图象知x1∶x2=1∶4。
由动能定理得Fx1-F f x2=0,所以F∶F f=4∶1,选项A错误,选项C 正确。
答案:BC
7.某物理兴趣小组用空心透明光滑塑料管制作了如图所示的竖直造型。
两个圆的半径均为R。
现让一质量为m、直径略小于管径的小球从入口A处无初速度放入,B、C、D是轨道上的三点,E为出口,其高度低于入口A。
已知BC是右侧圆的一条竖直方向的直径,D点(与圆心等高)是左侧圆上的一点,A比C高R,当地的重力加速度为g,不计一切阻力,则()
A.小球不能从E点射出
B.小球一定能从E点射出
C.小球到达B的速度与轨道的弯曲形状有关
D.小球到达D的速度与A和D的高度差有关
解析:小球在运动过程中机械能守恒,由于E点的高度低于入口A,故根据机械能守恒定律可知小球到达E点时动能不为0,一定能从E点射出,选项B正确;无论轨道的弯曲形状如何,运动过程中只有小球的重力做功,小球到达B或D的速度仅与初末两点的高度差有关,选项C错误,选项D正确。
答案:BD
二、填空题(本题共2小题,每小题10分,共20分)
8.
某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。
质量分别为m A和m B的A、B小球处于同一高度,M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影。
用小锤打击弹性金属片,使A 球沿水平方向飞出,同时松开B球,B球自由下落。
A球落到地面N点处,B球落到地面P点处。
测得m A=0.04 kg,m B=0.05 kg,B球距地面的高度是1.225 m,M、N点间的距离为1.500 m,则B 球落到P点的时间是s,A球落地时的动能是J。
(忽略空气阻力,g取9.8 m/s2) 解析:根据自由落体运动公式有h BP=gt2,代入数据可知时间t=0.5 s;根据x MN=v0t和机械能守恒定律m A gh BP=E k-m A,联立可得E k≈0.66 J。
答案:0.50.66
三、计算题(本题共2小题,每小题16分,共32分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
9.
如图所示,水平传送带AB长L=6 m,以v0=3 m/s的恒定速度传动。
水平光滑台面BC与传送带平滑连接于B点,竖直平面内的半圆形光滑轨道半径R=0.4 m,与水平台面相切于C点。
一质量m=1 kg的物块(可视为质点),从A点无初速释放,当它运动到A、B中点位置时,刚好与传送带保持相对静止。
重力加速度g取10 m/s2。
试求:
(1)物块与传送带之间的动摩擦因数μ;
(2)物块刚滑过C点时对轨道的压力F N;
(3)物块在A点至少要具有多大的速度,才能通过半圆形轨道的最高点D(结果可用根式表示)。
解析:(1)对物块,由静止开始做匀加速直线运动,由牛顿第二定律和运动学公式有μmg=ma,=2a·L,解得μ=0.15。
(2)物块刚滑过C点时的速度v C=v B=3 m/s,在C点,有F N-mg=m,解得F N=32.5 N。
由牛顿第三定律可知,物块对轨道的压力大小为32.5 N,方向竖直向下。
(3)物块经过半圆轨道最高点D的最小速度v D==2 m/s,从C点到D点的过程中,由动能定理有-2mgR=mv C'2。
解得v C'= m/s>3 m/s。
可见,物块从A点到B点的过程中一直做匀减速直线运动,到达B点的速度至少为v B'=v C'= m/s。
由(1)问可知,物块在传送带上减速运动时的加速度大小a=1.5 m/s2,由运动学公式有v B'2-v A'2=-2aL,解得v A'= m/s。
答案:(1)0.15(2)32.5 N(3) m/s
10.足够长的倾角为θ的粗糙斜面上,有一质量为m的滑块距挡板P为L,以初速度v0沿斜面下滑,并与挡板发生碰撞,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,μ<tan θ。
若滑块与挡板碰撞没有机械能损失,求:
(1)滑块第一次与挡板碰撞后上升离开挡板P的最大距离;
(2)滑块在整个运动过程中通过的路程。
解析:(1)设滑块第一次与挡板碰撞后上升离开挡板P的最大距离为x,在这次运动过程中,对滑块运用动能定理,有mg(L-x)sin θ-μmg cos θ(L+x)=0-,可得
x=L+。
(2)设滑块在整个运动过程中通过的路程为s,由于滑块和挡板的碰撞没有能量损失,所以摩擦力做的负功等于滑块的机械能的减少量。
到最后运动结束时,滑块必然是停止靠在挡板处的,所以重力势能减少了mgL sin θ,动能减少了,摩擦力做功大小为μmgs cos θ,所以有mgL sin θ+=μmgs cos θ,可得路程s=。
答案:(1)L+
(2)。