1.5机械能守恒定律小节培优（word版含答案）

1.5机械能守恒定律小节培优2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．下列过程中机械能守恒的是（ ）
A．跳伞运动员匀速下降的过程
B．小石块做平抛运动的过程
C．子弹射穿木块的过程
D．木箱在粗糙斜面上滑动的过程
2．下列运动过程中，可视为机械能守恒的是（　　）
A．运动员掷出的铅球在空中运动 B．跳水运动员在水中下沉
C．乘坐电梯加速下降 D．跳伞运动员张开伞缓缓下落
3．2021年2月14日，中国台北选手谢淑薇晋级澳网八强，同时也是历史上首次闯进澳网八强最年长的女选手。在一次跃起击球过程中，她由静止竖直向上跳起，假设人与球拍重心上升的高度为，在最高点将网球以原来大小的速度斜向上击回，已知谢淑薇与球拍总质量为，网球质量为，重力加速度大小为，不计空气阻力。则下列说法正确的是（　　）
A．谢淑薇在整个起跳过程中机械能守恒
B．在起跳过程中地面对她的支持力做功为
C．在起跳过程中她与球拍重力势能的增加量为
D．谢淑薇击球过程中球拍对网球做功为
4．2020年11月24日凌晨，嫦娥五号探测器在文昌航天发射场顺利升空，踏上征程。这是探月工程的第六次任务，也是我国航天领域迄今为止最复杂、难度最大的任务之一。嫦娥五号探测器不仅要成功落月，还要实现月面采样、月面上升、月球轨道交会对接、再返回地球等多个首创性的任务环节。如图所示，假设嫦娥五号探测器在落月过程中从环月圆轨道I上的P点实施变轨，进入近月椭圆轨道II，再由近月点Q落月。则关于嫦娥五号探测器下列说法正确的是（　　）
A．沿轨道I运动至P点时的速度等于沿轨道II运动至P点时的速度
B．在轨道I上从P点进入轨道II上时其机械能增加
C．关闭发动机后，沿轨道II运行时，在P点的加速度小于在Q点的加速度
D．关闭发动机后，在轨道II上由P点运行到Q点的过程中，机械能增加
5．关于机械能守恒，下列说法中正确的是（　　）
A．做平抛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守恒
C．做匀速圆周运动的物体机械能一定守恒
D．做匀变速直线运动的物体机械能一定不守恒
6．滑雪运动员沿斜坡下滑了一段距离，重力对他做功为2000J，运动员克服阻力做功为则运动员的
A．机械能减小了100J B．动能增加了2100J
C．重力势能减小了1900J D．重力势能增加了2000J
7．质量为m的小球以速度从地面竖直向上抛出（不计空气阻力），以地面作为零势能面，重力加速度为g。当小球的动能和重力势能相等时，小球距地面的高度为（ ）
A． B． C． D．
8．下列物体在运动过程中，机械能守恒的是（　　）
A．物体沿固定光滑斜面下滑过程中 B．在空中向上做加速运动的氢气球
C．沿粗糙的斜面向下做匀速运动的木块 D．被起重机拉着向上做匀速运动的货物
9．不可伸长的轻质细绳一端固定于O点，另一端系一个可视为质点的小球，在O点的正下方钉一颗钉子P，小球从某一高度由静止释放，释放小球时绳子偏离竖直方向的角度及钉子位置分别如下图A、B、C、D所示，已知图中，。当细绳与钉子相碰时，绳最容易断的是（　　）
A． B．
C． D．
10．质量为m的物体，下落的加速度为0.9g（g表示重力加速度）。在物体下落h的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．物体动能增加了0.9mgh B．物体的机械能减少了0.9mgh
C．物体克服阻力所做的功为0.9mgh D．物体的重力势能减少了0.9mgh
11．如图所示，足够长的水平传送带以的速度匀速前进，上方漏斗以每秒50kg的速度把煤粉均匀、竖直抖落到传送带上，然后随传送带一起运动。已知煤粉与传送带间的动摩擦因数为，欲使传送带保持原来的速度匀速前进，则传送带的电动机应增加的功率为（　　）
A．50W B．100W C．150W D．200W
12．一物体静止在地面上，在竖直方向的拉力作用下开始向上运动（不计空气阻力）．在向上运动的过程中，以地面为参考平面，物体的机械能E与上升高度h的关系图象如图所示，其中0-h1过程的图线是过原点的直线，h1~h2过程的图线为平行于横轴的直线．则
A．在0~h2上升过程中，物体先做加速运动，后做匀速运动
B．在0~h1上升过程中，物体的加速度不断增大
C．在0~hl上升过程中，拉力的功率保持不变
D．在h1~h2上升过程中，物体处于完全失重状态
13．在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为m和2m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静土状态。现用一沿斜面方向的恒力拉物块A使之沿斜面向上运动，当B刚离开C时，A的速度为v，加速度方向沿斜面向上且大小为gsinθ，则（　　）
A．从静止到B刚离开C的过程中，A的位移为
B．从静止到B刚离开C的过程中，A重力势能增加
C．B刚离开C时，恒力的功率为2mgvsinθ
D．从静止到B刚离开C的过程系统的机械能增加
14．如图所示，一物体在直立弹簧的上方h处下落，然后又被弹回，若不计空气阻力，则下列说法中错误的是( 　　 )
A．物体在任何时刻的机械能都跟初始时刻的机械能相等
B．物体跟弹簧组成的系统任何两时刻机械能相等
C．在重力和弹簧的弹力相等时，物体的速度最大
D．物体在把弹簧压缩到最短时，它的机械能最小
15．如图所示，可视为质点的小球A和B用一根长为0.2 m 的轻杆相连，两球质量相等，开始时两小球置于光滑的水平面上，并给两小球一个2 m/s的初速度，经一段时间两小球滑上一个倾角为30°的光滑斜面，不计球与斜面碰撞时的机械能损失，g取10 m/s2，在两小球的速度减小为零的过程中，下列判断正确的是(　　)
A．杆对小球A做负功
B．小球A的机械能守恒
C．杆对小球B做正功
D．小球B速度为零时距水平面的高度为0.15 m
二、填空题（共4题）
16．将一小球竖直向上抛出，若小球的速度越大空气阻力越大，那么，小球在先上升后下降的过程中，它的机械能___________，它受的合力___________。（选填“变大”、“不变”、“变小”）。
17．质量m=2kg的物体从距地面45m的高处自由下落，在t=2s的时间内重力所做的功为_____，在这段时间内重力做功的平均功率为_____，在2s末重力做功的瞬时功率为_____，在这个过程中物体的机械能_____ 。（填不变、变大、或变小）（g=10m/s2）
18．质量为1 kg的物体从离地面1．5 m高处以速度10 m/s抛出，不计空气阻力，若以地面为零势能面，物体的机械能是________J，落地时的机械能是________J；若以抛出点为零势能面，物体的机械能是________J，落地时的机械能是________J．（g取10 m/s2）
19．在用自由落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选的纸带如图所示，其中O是起始点(打该点时，重物刚好开始下落)，A、B、C是某段时间内打点计时器连续打下的3个点，计时器打点的时间间隔为0.02 s．该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中(单位cm).该同学用重物在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，则该段过程中，重物重力势能的减少量为________，而动能的增加量为________(均保留3位有效数字，重物质量用m表示)．这样验证的系统误差总是重力势能的减少量__________动能的增加量，原因是________________________．
三、综合题（共4题）
20．如图所示，水平传送带左端A处与倾角为30°的光滑斜面平滑连接，右端B处与一水平面平滑连接，水平面上有一固定竖直挡板，挡板左侧与一轻弹簧连接，弹簧处于自然状态，弹簧左端刚好处在水平面上的C点，斜面长为=2.5m，传送带长L=4.5m。 BC段长=0.5m，传送带以速度v=1m/s顺时针转动。一质量为m=2kg的物块从斜面顶端由静止释放，已知物块与传送带间及水平面BC段的动摩擦因数分别为=0.1，=0.35，水平面C点右侧光滑，重力加速度取=10m/s2，求：
(1)弹簧获得的最大弹性势能；
(2)物块第三次到达B点时的速度大小；
(3)物块与传送带由于相对滑动而产生的热量。
21．《疯狂实验室》节目通常介绍一些比较夸张的实验，某期节目中制作的装置可简化为下图．光滑的圆弧轨道PNQ竖直放置，其轨道半径为R．圆弧左右两侧均连接足够长的粗糙斜面，斜面与圆弧连接处相切，倾角．质量为m的小球自左侧圆弧轨道上A点处由静止开始运动由P点进入轨道．已知AP间距离xAP=5R，小球与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，不计其他阻力，重力加速度g．求：
（1）小球第一次到达N点时速度大小；
（2）整个过程中，小球在斜面上运动的总路程s；
（3）整个过程中，小球在左右两斜面上损失的机械能之比．
22．如图甲所示，长木板放在光滑的水平面上，质量为的另一物体B（可看作质点）以水平速度滑上原来静止的长木板的表面。由于、B间存在摩擦，之后、B速度随时间变化情况如图乙所示，（取）。求：
（1）A、B间的动摩擦因数及A的质量；
（2）木板A最终获得的动能及系统增加的内能；
（3）木板A的最小长度。
23．倾斜的传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行，如图甲所示，在t=0时，将质量的小物块轻放在传送带上A点处，1.5s时物块从B点离开传送带。物块速度随时间变化的图像如图乙所示，设沿传送带向下为运动的正方向，取重力加速度g=10m/s2，求：
（1）0～1.5s时间内物体平均速度的大小；
（2）小物块与传送带之间的动摩擦因数；
（3）在0～1.5s时间内由于小物块与皮带间的摩擦所产生的热量。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．A
3．C
4．C
5．A
6．A
7．B
8．A
9．A
10．A
11．D
12．D
13．D
14．A
15．D
16． 变小 变小
17． 400J 200W 400W 不变
18． 65 65 50 50
19． 1.22m 1.20m 大于 摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能
20．(1)12.5J；(2) 1m/s；(3) 23J
21．（1）；（2）7.5R；（3） 13:5
22．（1），2kg；（2）1J，2J；（3）1m
23．（1）4.83m/s；（2）0.5；（3）4.5J
答案第1页，共2页