4.5机械能守恒定律课时练习（Word版含答案）

4.5课时 机械能守恒定律
一、单选题
1．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，将一质量为m的小球从A点以初速度v斜向上抛出，小球先后经过B、C两点。已知B、C之间的竖直高度和C、A之间的竖直高度都为h，重力加速度为g，取A点所在的平面为参考平面，不计空气阻力，则（　　）
A．小球在B点的机械能是C点机械能的两倍
B．小球在B点的动能是C点动能的两倍
C．小球在B点的动能为mv2＋2mgh
D．小球在C点的动能为mv2－mgh
2．（2022·全国·高三专题练习）如图所示为被称为“亚洲撑杆跳女王”的李玲比赛时的英姿，撑杆跳运动的过程大概可以分为助跑、起跳、下落三个阶段。已知李玲和撑杆总质量为m，某次比赛中，助跑结束时恰好达到最大速度v，起跳后重心上升高度h后成功越过横杆，落在缓冲海绵垫上，撑杆脱离运动员之后会出现弹跳现象，重力加速度为g，不计空气阻力，取地面为零势能面，则下列说法正确的是（　　）
A．助跑过程中，运动员所处高度不变，运动员和撑杆整体机械能守恒
B．从运动员离开地面到手脱离撑杆的过程中，撑杆的弹性势能不断增大
C．运动员在最高点的重力势能
D．越过横杆后，落到海绵垫上之前，运动员机械能守恒
3．（2022·河北·高三学业考试）如图所示，用两段不可伸长的轻质细线OA、OB将小球（可看作质点）悬挂于天花板上，小球静止时，OA、OB相互垂直且拉力大小之比为，若分别把细线OA、OB剪断，下列说法正确的是（　　）
A．当小球摆到各自最低点时，向心力之比为
B．当小球摆到各自最低点时，向心加速度之比为
C．当小球摆到各自最低点时，细线拉力之比为
D．小球从静止位置摆到各自最低点的过程中，动能的变化量之比为
4．（2022·湖南·二模）神舟十三号载人飞船入轨后经历多次机动变轨，于北京时间10月16日6时56分与空间站组合体成功实现自主快速交会对接，顺利完成入轨状态设置，成功对接于天和核心舱径向端口，如图所示，假设神舟十三号载人飞船A与天和核心舱B（均可看成质点）对接前分别在轨道1和轨道2上做圆周运动。神舟十三号载人飞船A在适当位置经短时加速变轨后与轨道2上运行的天和核心舱B于P点实现对接，不计飞船发动机喷气的质量损耗，下列说法错误的是（　　）
A．A在轨道1上运行时的加速度大于在轨道2上运行时的加速度
B．随着航天技术的发展，可以实现飞船与空间站的同轨加速追及对接
C．A与B对接后在高轨道的运行速度比A在原轨道的运行速度小
D．在A的变轨过程中，A的引力势能逐渐增加
5．（2022·湖南·高二开学考试）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．
6．（2021·河北衡水中学高三阶段练习）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
7．（2021·江苏·南京市第九中学高三阶段练习）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．（2022·全国·高三专题练习）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
9．（2022·重庆·一模）跳台滑雪是冬奥会的重要竞技项目。如图所示，运动员在滑雪道上获得一定速度后，从跳台上。点水平飞出。某运动员两次试滑分别在斜坡上a、b两点着陆，已知，斜坡与水平面间夹角为θ，忽略空气阻力，运动员（含装备）可视为质点。则该运动员两次试滑着陆时的动能之比（　　）
A． B． C． D．
10．（2022·全国·高三专题练习）如图甲所示，一物块置于粗糙水平面上，其右端通过水平弹性轻绳固定在竖直墙壁上。用力将物块向左拉至处后由静止释放，用传感器测出物块的位移和对应的速度，作出物块的动能关系图像如图乙所示。其中，间的图线为直线，其余部分为曲线。已知物块与水平面间的动摩擦因数为0.2，取，弹性绳的弹力与形变始终符合胡克定律，可知（　　）
A．物块的质量为
B．弹性绳的劲度系数为
C．弹性绳弹性势能的最大值为
D．物块被释放时，加速度的大小为
11．（2021·黑龙江大庆·高三阶段练习）如图所示，一斜面体静止在水平面上，一小滑块（视为质点）从高度为h的斜面顶端由静止释放后沿斜面下滑。重力加速度大小为g，不计一切摩擦。滑块滑到斜面底端时的速度大小可能为（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
12．（2021·江苏·海安高级中学高二阶段练习）如图所示，一质量m＝0.2 kg的物块，自斜面顶端由静止释放，经时间t＝1 s滑至底端，已知斜面倾角θ＝30°，高度h＝0.75 m。取g＝10 m/s2，则物块下滑过程中损失的机械能为________。
13．（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。
14．（2022·上海·模拟预测）如图，质量为m的圆环套在固定的粗糙程度均匀的竖直杆上，轻质弹簧的左端固定在墙壁上的O点，右端与圆环相连。初始时刻，圆环处于A点，弹簧水平，且恰好处于原长状态。将圆环从A点由静止释放，第一次经B点时环的速度最大，最低可到达C点。之后，圆环沿杆向上滑动。忽略空气阻力的影响，则圆环从C点向上运动的过程中，速度最大的位置________（选填“在B点”、“在B点上方”、“在B点下方”、“无法确定”）。圆环从A运动到C点的过程中，各种能量的变化情况是：___________。
三、解答题
15．（2022·四川·金堂县淮口中学校高三阶段练习）如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，A放在水平地面上；B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的光滑斜面上。用手拿住C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行。已知A、B的质量均为m，C的质量为4m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放C后它沿斜面下滑，A刚离开地面时，B获得最大速度，求：
（1）从释放C到物体A刚离开地面时，物体C沿斜面下滑的距离。
（2）斜面倾角。
（3）B的最大速度。
16．（2022·天津·高三期末）如图所示，在水平地面上竖直固定一光滑圆弧形轨道，轨道的半径R=1.6m，AC为轨道的竖直直径，B与圆心O的连线与竖直方向成60°角。现有一质量m=1kg的小球（可视为质点）从点P以初速度v0水平抛出，小球恰好从B处沿切线方向飞入圆弧形轨道，小球到达最高点A时恰好与轨道无作用力，取g=10m/s2。求小球
（1）到达最高点A时的速度大小；
（2）运动到最低点C时对轨道的压力大小；
（3）从P点水平抛出的初速度大小。
17．（2022·福建龙岩·一模）如图所示，杂技演员表演“水流星”，在长为L的细绳的一端系一个碗，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，当碗经过最低点时绳子拉力是碗和碗内水总重力的9倍。重力加速度为g，碗可视为质点，忽略空气阻力。求：
（1）碗通过最低点时速度的大小；
（2）碗通过最高点时绳子拉力是碗和碗内水总重力的几倍。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．D
3．D
4．B
5．C
6．B
7．B
8．C
9．C
10．D
11．A
12．0.6J
13． 相等 等于
14． 在B点下方 动能先增大后减小、重力势能逐渐减小、弹性势能逐渐增大、内能逐渐增大
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）4m/s；（2）60N；（3）4m/s
17．（1）；（2）
答案第1页，共2页
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