4.5 机械能守恒定律 课时作业（word版含答案）

4.5 机械能守恒定律 课时作业
一、单选题
1．如图所示，飞船从轨道1上的P点沿虚线变轨至轨道2上的Q点，然后沿轨道2运动。若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑飞船在变轨过程的质量变化，则（　　）
A．飞船在P点减速才能由轨道1变轨到轨道2
B．飞船在轨道2.上的动能比在轨道1上的动能大
C．飞船在轨道2上的周期比在轨道1上的周期小
D．飞船在轨道2，上的机械能比在轨道1上的机械能大
2．（2021·福建师大二附中高一期中）如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中（　　）
A．圆环的机械能守恒
B．弹簧弹性势能变化了
C．圆环下滑到最大距离时加速度为零
D．圆环的重力势能与弹簧的弹性势能之和先增大后减小
3．（2022·湖南·高一开学考试）如图所示，水平桌面上有一固定的圆弧形光滑斜面，斜面末端点的切线水平，斜面顶端离水平桌面的高度，现使质量为的小物块从斜面顶端点无初速度滑下。已知圆弧的半径为，不计空气阻力，取重力加速度大小，则小物块在点时对圆弧轨道的压力大小为（　　）
A． B． C． D．
4．（2021·河北衡水中学高一阶段练习）如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆，两杆不接触，且两杆间的距离忽略不计。两个小球（均可视为质点）质量均为球套在竖直杆上，球套在水平杆上，通过铰链用长度为的刚性轻杆连接。现将球从图示位置（轻杆与之间的夹角为45°）由静止释放，不计一切摩擦，已知重力加速度为，在此后的运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．球和球组成的系统机械能不守恒
B．球的最大速度不是
C．球的速度为零时，球的加速度大小为零
D．球的速度为零时，球的速度大小也一定为零
5．（2022·河南信阳·二模）2020年12月3日，嫦娥五号上升器月面点火，一段时间后顺利进人到预定环月轨道，成功实现我国首次地外天体起飞。则上升器携带的月壤（　　）
A．点火上升过程中机械能守恒
B．点火上升过程中机械能增加
C．加速上升时处于失重状态
D．加速上升时重力变大
6．（2022·重庆巴蜀中学高一阶段练习）小球以某一速度竖直向上抛出，又回到出发点。由于阻力影响，机械能随高度的变化如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．小球的速度先减小后增大 B．小球上升的时间比下降的时间长
C．小球上升过程阻力做功比下降过程少 D．小球上升过程阻力做功比下降过程快
7．（2021·江苏·南京市第九中学高一阶段练习）如图所示，倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端平齐。用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中（　　）
A．物块的机械能逐渐增加
B．软绳的重力势能共减少了
C．物块减少的重力势能等于软绳克服摩擦力所做的功
D．软绳减少的重力势能大于其增加的动能与克服摩擦力所做的功之和
8．（2021·江苏·淮安市淮安区教师发展中心学科研训处高一期中）回收嫦娥五号返回器采用了“太空水漂”技术。先让返回器高速进入大气层，再借助大气提供的升力跃出大气层，然后再扎入大气层，返回地面。”下图为其示意图，虚线大圆为大气层的边界，已知地球半径为，点到地心的距离为，地球表面重力加速度为。下列说法正确的是（　　）
A．航天器从到运动过程中处于完全失重状态
B．航天器从到点的机械能一直减小
C．航天器运动到点时的加速度为
D．航天器在点和点的速度相同
9．（2022·全国·高一专题练习）如图所示，A、B两物体的质量分别为m、2m，中间用轻杆相连，放在光滑的斜面上．现将它们从静止释放，在下滑的过程中（　　）
A．两物体下滑的加速度不相同 B．轻杆对A做正功，对B做负功
C．系统的机械能守恒 D．任意时刻两物体重力的功率相同
10．（2022·全国·高一专题练习）如图所示，光滑细杆AB倾斜固定，与水平方向夹角为45°，一轻质弹簧的一端固定在O点，另一端连接质量为m的小球，小球套在细杆上，O与细杆上A点等高，O与细杆AB在同一竖直平面内，OB竖直，OP垂直于AB，且OP＝L，当小球位于细杆上A、P两点时，弹簧弹力大小相等。现将小球从细杆上的A点由静止释放，在小球沿细杆由A点运动到B点的过程中（已知重力加速度为g，弹簧一直处于弹性限度内且不弯曲），下列说法正确的是（　　）
A．弹簧的弹性势能先减小后增大
B．小球加速度大小等于g且方向沿杆向下的位置有两个
C．小球运动到B点时的动能为mgL
D．小球从A点运动到P点，机械能减少了mgL
11．（2022·全国·高一专题练习）如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑轻质定滑轮与直杆的距离为d.杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点正下方距离为d处．现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，轻绳足够长，下列说法正确的是（　　）
A．环到达B处时，重物上升的高度h＝
B．环到达B处时，环与重物的速度大小相等
C．环从A到B，环减少的机械能大于重物增加的机械能
D．环能下降的最大高度为
12．（2021·天津市红桥区教师发展中心高一期末）如图所示，光滑水平面上静止放置一轻质弹簧，其右端固定在竖直墙壁上。一小物块的质量，以的速度冲向弹簧。当物块的速度减小到零时，弹簧的弹性势能为（未超过弹性限度）（ ）
A．1.8J B．0.6J
C．0.3J D．0.09J
二、填空题
13．（2021·黑龙江·密山市第四中学高一期末）物体从离地45m的高处作自由落体运动（g取10米/秒2）。它的动能和重力势能相等时，物体离地的高度是___________m；当它的动能为重力势能的2倍时，物体的速度大小为___________m/s。
14．（2021·全国·高一开学考试）甲、乙是两个完全相同的网球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出，不计空气阻力。抛出时两球机械__________（选填“相等”或“不相等”）；落地时甲球的速度___________（选填“大于”、“小于”、或“等于”）乙球的速度。
15．（2021·重庆·高一学业考试）2020年7月23日在文昌航天发射场成功发射了“天问一号”火星探测器，“天问一号”在加速升空的过程中，地球对搭载在火箭上探测器的万有引力将逐渐___________，其机械能将___________。（两空均选填“增加”或“减小”）
16．（2022·上海师大附中高一学业考试）如图所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止，人与雪橇的总质量为70kg。表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，根据图表中的数据可知雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为__________；设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，则阻力大小为___________（g＝10m/s2）
位置 A B C
速度（m/s） 2.0 12.0 0
时刻（s） 0 4 10
三、解答题
17．（2021·贵州·顶效开发区顶兴学校高一阶段练习）如图所示，水平固定轨道的左端点与竖直粗糙半圆轨道平滑连接。一质量为的滑块（可视为质点）从点出发，向左冲上半圆轨道，并能恰好通过半圆轨道的最高点。已知半圆轨道的半径为，点和点间的距离为，滑块与间的动摩擦因数，滑块通过点时对半圆轨道的压力大小（为重力加速度大小），不计空气阻力，求：
（1）滑块在点的速度大小；
（2）滑块从点运动到点的过程中，克服阻力所做的功。
18．（2022·吉林松原·模拟预测）如图所示，倾角为=30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面的长度为L=2m，一轻质弹簧放置在斜面上，一端拴接在斜面底端的固定挡板上，另一端恰好位于斜面的中点B，弹簧的劲度系数为k=50N/m。质量为m=2kg的物块从斜面的顶端A点静止释放。重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，弹簧始终未超过弹性限度。求：（计算结果可用根号表示）
（1）物块速率最大时物块与斜面顶端A点间的距离，以及物块的最大速率；（2）物块沿斜面下滑的最大距离。
19．（2022·上海·模拟预测）2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆火星表面，这标志着我国首次火星探测任务——着陆火星取得圆满成功。它着陆前的运动可简化为如图所示四个过程，若已知着陆器（含降落伞）总质量m=1.3×103kg，取火星表面重力加速度=4m/s2，忽略着陆器质量的变化和的变化，打开降落伞后的运动可视为竖直向下的直线运动。则：
（1）在第Ⅳ阶段的最后，着陆器经0.75s的无初速度、无动力下降后安全着陆，且火星表面大气非常稀薄，求着陆器着陆时的动能Ek；
（2）假设着陆器在第Ⅱ“伞降减速阶段”做匀减速运动，求它所受总平均阻力f的大小；
（3）着陆器在第Ⅲ“动力减速阶段”可视为匀减速运动，求它在该阶段机械能的改变量。
20．（2022·安徽·淮北市教育科学研究所一模）如图所示，质量小物块可视为质点，在光滑水平平台上压缩弹簧后被锁扣K锁住，弹簧储存了一定的弹性势能。打开锁扣K，小物块将以水平速度向右滑出平台后做平抛运动，并恰好能从B点沿切线方向无碰撞地进入BC段光滑圆弧形轨道，圆弧半径，OB连线与竖直方向夹角，轨道最低点C与放置在水平面的薄木板相切，薄板质量，长度。已知平台与C点的竖直距离，小物块与薄板间动摩擦因数，木板与水平面之间的动摩擦因数，，求：
（1）小物块压缩弹簧时储存的弹性势能；
（2）物块m运动到圆弧最低点C时对轨道的压力；
（3）物块m滑上薄板同时，对木板施加的水平向右恒力，物块在木板上运动时间。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．B
3．C
4．B
5．B
6．D
7．B
8．C
9．C
10．C
11．D
12．D
13．
14． 相等 等于
15． 减小 增加
16． 9100J 140N
17．（1）；（2）
18．（1），；（2）
19．（1）；（2）；（3）
20．（1）；（2）；（3）1.5s
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