4.5机械能守恒定律基础巩固（word 含答案）

4.5机械能守恒定律基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第二册
一、选择题（共13题）
1．2021年5月15日，我国自主研发的天文一号成功着陆火星表面。如图，当它接近火星表面时，可打开反冲发动机减速下降。探测器减速下降过程中，它在火星表面的重力势能、动能和机械能的变化情况是（　　）
A．动能增加、重力势能减小
B．动能减小、重力势能增加
C．动能减小、机械能减小
D．重力势能增加、机械能增加
2．如图，一固定斜面倾角为，一质量为m的物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小为（重力加速度为），物块上升的最大高度为。则此过程中错误的是（　　）
A．物块的重力势能增加了
B．物块的机械能损失了
C．物块克服摩擦力做功
D．物块的动能损失了
3．每年的农历八月十八前后，都是钱塘潮的最佳观赏期。今年10月7日，号称“天下第一潮”的钱塘江大潮如约而至，冲天而起的回头潮浪高接近20m，由此可估算出回头潮前来的速度大小约为（g取10m/s2）（　　）
A．5m/s B．20m/s C．30m/s D．50m/s
4．下列实例中满足机械能守恒定律的是（ ）
A．加速上升的气球
B．在空中匀速下落的树叶
C．斜向上抛出的铅球（不计空气阻力）
D．在竖直平面内作匀速圆周运动的小球
5．下列运动过程满足机械能守恒的是（　　）
A．子弹射穿木块
B．起重机将货物匀速吊起
C．汽车以恒定的速度上坡
D．从手中扔出的小石头在空中运动的过程（不计空气阻力）
6．在下列情况下机械能守恒的有：
A．在空气中匀速下落的降落伞
B．在竖直面做匀速圆周运动的物体
C．做自由落体运动的物体
D．沿斜面匀速下滑的物体
7．如图，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落在比地面低h的海平面上，若以地面为零势能参考面，且不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．重力对物体做的功为-mgh
B．物体在海平面的重力势能为mgh
C．物体在海平面上的动能为
D．物体在海平面上的机械能为
8．一个物体从距地面的高度为H处的自由下落，当它的动能与其重力势能相等时，需要下落的时间为（ ）
A． B．
C． D．
9．2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面2.8102 km、远火点距离火星表面5.9105 km，则“天问一号” （　　）
A．在近火点的加速度比远火点的小 B．在近火点的运行速度比远火点的小
C．在近火点的机械能比远火点的小 D．在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动
10．如图所示，竖直墙上固定有光滑的小滑轮D，质量相等的物体A和B用轻弹簧连接，物体B放在地面上。用一根不可伸长的轻绳一端与物体A连接，另一端跨过定滑轮与小环C连接，小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆，小环C位于位置R时，绳与细杆的夹角为θ，此时物体B对地面刚好无压力。图中SD水平，位置R和Q关于S对称。现让小环从R处由静止释放，环下落过程中绳始终处于拉直状态，且环到达Q时速度最大。下列关于小环C下落过程中的描述正确的是（　　）
A．小环C下落到位置S时的机械能一定最大
B．小环C从位置R运动到位置Q的过程中，C与A组成的系统机械能守恒
C．小环C到达位置Q时，物体A速度刚好为零
D．小环C从位置R运动到位置Q的过程中，C、A和轻弹簧组成的系统机械能不守恒
11．某同学观看科幻电影《流浪地球》后，设想地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨道通过木星的情景，如图所示，轨道上P点距木星最近（距木星表面距离可忽略），不考虑一切阻力作用，下列判断正确的是（　　）
A．地球靠近木星，运行速度和加速度增大，而角速度减小
B．地球在P点的运行速度不可能大于木星的第一宇宙速度
C．越靠近木星，地球的重力势能越大
D．地球在运动过程中机械能守恒
12．翼装飞行（WingsuitFlying）是指运动员穿戴着拥有双翼的飞行服装和降落伞设备，运动员从高处一跃而下，用身体进行无动力空中飞行的运动，当到达安全极限的高度，运动员将打开降落伞平稳着落。一质量为m的极限运动员下降到极限高度时打开降落伞，而后做减速运动，设空气对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降h的过程中（g为当地的重力加速度）。下列说法正确的是（　　）
A．他的动能减少了Fh B．他的重力势能减少了（F-mg）h
C．他的机械能减少了Fh D．他的机械能减少了（F-mg）h
13．关于物体的机械能是否守恒，下列叙述正确的是（　　）
A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B．做匀速直线运动的物体，机械能一定不守恒
C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒
D．运动过程中只有重力对物体做功，机械能一定守恒
二、填空题（共4题）
14．质量为M的物体，从高度为60m处自由落下，以地面为零势能参考面，不计空气阻力时，在______高度物体的动能是重力势能的二倍。
15．从地面以仰角θ斜向上抛一质量为m的物体，初速度为V0，不计空气阻力，取地面为零势能面，重力加速度为g．当物体的重力势能是其动能的3倍时，物体离地面的高度为__________．
16．如图所示，物体沿斜面向上运动经过A点时具有动能，当它向上滑到B点时动能减少了，机械能损失了，物体回到A点时动能为___________J。
17．如图为研究平抛运动的实验装置。
(1)实验时需要下列哪个器材___________（填字母代号）。
A．弹簧秤 B．重锤线 C．打点计时器
(2)实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的一条轨迹。下列一些操作要求，正确的是___________（填字母代号）。
A．每次必须由同一位置由静止释放小球
B．每次必须严格地等距离下降水平板来记录小球位置
C．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
D．记录的点应适当多一些
(3)实验时让小球先后三次从同一位置释放，将水平板从上往下依次放在如图1、2、3的位置，且1与2的竖直间距等于2与3的竖直间距。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3，机械能的变化量依次为ΔE1、ΔE2、ΔE3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是_________（填字母代号）。
A．x2x1=x3x2，ΔE1=ΔE2=ΔE3
B．x2x1x3x2，ΔE1=ΔE2=ΔE3
C．x2x1x3x2，ΔE1<ΔE2<ΔE3
D．x2x1x3x2，ΔE1<ΔE2<ΔE3
三、综合题（共4题）
18．如图所示，一小球沿光滑曲面上滑，经过B位置时它的动能为EkB，重力势能为EpB，机械能为EB；经过一段时间后，小球运动到另一位置A，这时它的动能为EkA，重力势能为EpA，机械能为EA．运用所学知识推导小球由B运动到A的过程机械能守恒，即EA＝EB．
19．一个质量为m的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部，问：
（1）该过程重力做的功？
（2）若小铁块运动到半圆底部时，它所受轨道弹力为铁块重力的1．5倍，则此时小铁块的速率是多少？
（3）该下滑过程中铁块损失的机械能是多少？
20．如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m=1kg的物块B以水平初速度v0=3m/s从A的一端滑上水平上表面，它们在运动过程中的v t图线如图乙所示．请根据图象．求：
（1）B在A上滑动的相对位移；
（2）A、B组成的系统损失的机械能△E．
21．如图所示，质量m、倾角的斜劈置于光滑水平面上，半径为R、质量也是m的球夹在固定的竖直挡板P和斜劈之间，所有接触面都是光滑的，对斜劈施加水平向左的推力F0，系统处于静止平衡状态，斜劈左下端在挡板P的正下方。
(l)求水平推力F0的太小；
(2)若撤去作用于斜劈的水平推力，求球着地时的速度大小v；
(3)若改用水平向右的恒定拉力拉动斜劈，使得球与斜劈间没有相互作用，求从初始状态到球刚落地过程拉力对斜劈所做功最小值W。
参考答案
1．C
2．C
3．B
4．C
5．D
6．C
7．C
8．B
9．D
10．A
11．D
12．C
13．D
14．20m
15．
16．50
17．B ACD B
18．
小球由B运动到A只有重力做功，据动能定理有：
据重力做功与重力势能的关系有：
解得： ，即
据机械能的概念有： ;
则， 即小球由B运动到A的过程机械能守恒
19．（1）mgR（2）（3）mgR
20.（1）B在A上滑动的相对位移为1.5m．
（2）A、B组成的系统损失的机械能为3J
21．(1)；(2)；(3)