7.8.机械能守恒定律 同步练习
文档属性
| 名称 | 7.8.机械能守恒定律 同步练习 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 112.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-03-20 16:18:57 | ||
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文档简介
21.机械能守恒定律
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
第I卷（选择题）
一、选择题
1．关于机械能守恒定律的适用条件，以下说法中正确的是（ ）
A．只有重力和弹力作用时，机械能才守恒
B．当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能就守恒
C．当有其他外力作用时，只要除重力以外的其他外力不做功，机械能就守恒
D．炮弹在空中飞行时，不计空气阻力，仅受重力作用，所以炮弹爆炸前后机械能守恒
2．下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中选项A、B、C中斜面是光滑的，选项D中的斜面是粗糙的，选项A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，选项A、B、D中的木块向下运动，选项C中的木块自由向上滑行运动．在这四个图所示的运动过程中木块机械能守恒的是（ ）
3．在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小（ ）
A．一样大 B．水平抛的最大
C．斜向上抛的最大 D．斜向下抛的最大
4．如图所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球．给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动．在此过程中（ ）
A．小球的机械能守恒
B．重力对小球不做功
C．轻绳的张力对小球不做功
D．在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少量
5．一个质量为m的滑块，以初速度v0沿光滑斜面向上滑行，当滑块从斜面底端滑到高为h的地方时，以斜面底端为参考平面，滑块的机械能是（ ）
A． B．mgh
C．＋mgh D．－mgh
6．如图所示，一根很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，轻绳两端各系一小球a和b，a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，离地面高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为（ ）
A．h B．1．5h
C．2h D．2．5h
二、多选题
7．如图所示，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点无初速度地释放，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．重物的机械能减少
B．系统的机械能不变
C．系统的机械能增加
D．系统的机械能减少
8．由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内．一质量为m的小球，从距离水平地面高为H的管口D处静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上．下列说法正确的是（ ）
A．小球落到地面时相对于A点的水平位移值为
B．小球落到地面时相对于A点的水平位移值为
C．小球能从细管A端水平抛出的条件是H>2R
D．小球能从细管A端水平抛出的最小高度Hmin＝R
第II卷（非选择题）
三、填空题
9．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）
10．长为L的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其L垂在桌边，如图所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多少？
评卷人
得分
四、计算题
11．如图所示，轻弹簧一端与墙相连处于自然状态，质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：
（1）弹簧的最大弹性势能；
（2）木块被弹回速度增大到3 m/s时弹簧的弹性势能．
12．如图所示，用细圆管组成的光滑轨道AB部分平直，BC部分是处于竖直平面内半径为R的半圆，圆管截面半径r?R．有一质量为m，半径比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圆管．
（1）若要小球能从C端出来，初速度v0需多大？
（2）在小球从C端出来的瞬间，管壁对小球的压力为mg，那么小球的初速度v0应为多少？
参考答案
1．C
【解析】机械能守恒的条件是“物体系统内只有重力或弹力做功”，不是“只有重力和弹力作用”，应该知道作用和做功是两个完全不同的概念，有力不一定做功，故A项错误；合外力为零，物体的加速度为零，是物体处于静止或做匀速直线运动的另一种表达，不是机械能守恒的条件，故B项错误；有其他外力作用，且重力外的其他力不做功，机械能守恒，故C项正确；炮弹爆炸时，化学能转化为炮弹的内能和动能，机械能是不守恒的，故D项错误．故选C．
2．C
【解析】根据机械能守恒条件：只有重力（或弹力）做功的情况下，物体的机械能才能守恒，由此可见，A、B均有外力F参与做功，D中有摩擦力做功，故A、B、D均不符合机械能守恒的条件，故答案为C．
3．A
【解析】由机械能守恒定律mgh＋＝知，落地时速度v2的大小相等，故A正确．
4．C
【解析】斜面粗糙，小球受到重力、支持力、摩擦力、轻绳张力的作用，由于除重力做功外，支持力和轻绳张力总是与运动方向垂直，故不做功，摩擦力做负功，机械能减少，A、B错，C对；小球动能的变化等于合外力对其做的功，即重力与摩擦力做功的和，D错．
5．A
【解析】在整个过程中，只有重力做功，机械能守恒，总量都是，因在高度h处，速度可能不为零，所以B项错误．C、D也错误．
6．B
【解析】释放b后，在b到达地面之前，a向上加速运动，b向下加速运动，a、b系统的机械能守恒，若b落地瞬间速度为v，取地面所在平面为参考平面，则3mgh＝mgh＋mv2＋（3m）v2，可得v＝．b落地后，a向上以速度v做竖直上抛运动，能够继续上升的高度h′＝＝．所以a能达到的最大高度为1．5h，B正确．
7．AB
【解析】重物自由摆下的过程中，弹簧拉力对重物做负功，重物的机械能减少，选项A正确；对系统而言，除重力、弹力外，无其他外力做功，故系统的机械能守恒，选项B正确．
8．BC
【解析】因为轨道光滑，所以小球从D点运动到A点的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律有mgH＝mg（R＋R）＋，解得vA＝，从A端水平抛出到落到地面上，根据平抛运动规律有2R＝gt2，水平位移x＝vAt＝·＝，故选项A错误，B正确；因为小球能从细管A端水平抛出的条件是vA>0，所以要求H>2R，选项C正确，D错误．
9．65 65 50 50
【解析】若以地面为零势能面，物体的机械能E1＝＋mgh＝1102 J＋1101．5 J＝65 J，由于只有重力做功，机械能守恒，故落地时的机械能也为65 J；若以抛出点为零势能面，物体的机械能E2＝＝1102 J＝50 J，由于机械能守恒，落地时的机械能也是50 J．
10．
【解析】设整条链质量为m，取桌面为零势面，链条下落，由机械能守恒定律得
－g＝－mg＋mv2
所以v＝
11．（1）50 J （2）32 J
【解析】（1）木块压缩弹簧的过程中，木块和弹簧组成的系统机械能守恒，弹性势能最大时，对应木块的动能为零，故有：
Epm＝＝452 J＝50 J
（2）由机械能守恒有＝Ep1＋
452 J＝Ep1＋432 J
得Ep1＝32 J
12．（1）v0≥2 （2） 或
【解析】（1）选AB所在平面为参考平面，从A至C的过程中，根据机械能守恒定律：＝2mgR＋①
在最高点C小球速度满足vC≥0②
由①②得v0≥2
（2）小球在C处受重力mg和细管竖直方向的作用力FN，根据牛顿第二定律，得：
mg＋FN＝③
由①③解得FN＝－5mg④
讨论④式，即得解：
a．当小球受到向下的压力时，
FN＝mg，v0＝
b．当小球受到向上的压力时，
FN＝－mg，v0＝．
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
第I卷（选择题）
一、选择题
1．关于机械能守恒定律的适用条件，以下说法中正确的是（ ）
A．只有重力和弹力作用时，机械能才守恒
B．当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能就守恒
C．当有其他外力作用时，只要除重力以外的其他外力不做功，机械能就守恒
D．炮弹在空中飞行时，不计空气阻力，仅受重力作用，所以炮弹爆炸前后机械能守恒
2．下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中选项A、B、C中斜面是光滑的，选项D中的斜面是粗糙的，选项A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，选项A、B、D中的木块向下运动，选项C中的木块自由向上滑行运动．在这四个图所示的运动过程中木块机械能守恒的是（ ）
3．在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小（ ）
A．一样大 B．水平抛的最大
C．斜向上抛的最大 D．斜向下抛的最大
4．如图所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球．给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动．在此过程中（ ）
A．小球的机械能守恒
B．重力对小球不做功
C．轻绳的张力对小球不做功
D．在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少量
5．一个质量为m的滑块，以初速度v0沿光滑斜面向上滑行，当滑块从斜面底端滑到高为h的地方时，以斜面底端为参考平面，滑块的机械能是（ ）
A． B．mgh
C．＋mgh D．－mgh
6．如图所示，一根很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，轻绳两端各系一小球a和b，a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，离地面高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为（ ）
A．h B．1．5h
C．2h D．2．5h
二、多选题
7．如图所示，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点无初速度地释放，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．重物的机械能减少
B．系统的机械能不变
C．系统的机械能增加
D．系统的机械能减少
8．由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内．一质量为m的小球，从距离水平地面高为H的管口D处静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上．下列说法正确的是（ ）
A．小球落到地面时相对于A点的水平位移值为
B．小球落到地面时相对于A点的水平位移值为
C．小球能从细管A端水平抛出的条件是H>2R
D．小球能从细管A端水平抛出的最小高度Hmin＝R
第II卷（非选择题）
三、填空题
9．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）
10．长为L的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其L垂在桌边，如图所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多少？
评卷人
得分
四、计算题
11．如图所示，轻弹簧一端与墙相连处于自然状态，质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：
（1）弹簧的最大弹性势能；
（2）木块被弹回速度增大到3 m/s时弹簧的弹性势能．
12．如图所示，用细圆管组成的光滑轨道AB部分平直，BC部分是处于竖直平面内半径为R的半圆，圆管截面半径r?R．有一质量为m，半径比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圆管．
（1）若要小球能从C端出来，初速度v0需多大？
（2）在小球从C端出来的瞬间，管壁对小球的压力为mg，那么小球的初速度v0应为多少？
参考答案
1．C
【解析】机械能守恒的条件是“物体系统内只有重力或弹力做功”，不是“只有重力和弹力作用”，应该知道作用和做功是两个完全不同的概念，有力不一定做功，故A项错误；合外力为零，物体的加速度为零，是物体处于静止或做匀速直线运动的另一种表达，不是机械能守恒的条件，故B项错误；有其他外力作用，且重力外的其他力不做功，机械能守恒，故C项正确；炮弹爆炸时，化学能转化为炮弹的内能和动能，机械能是不守恒的，故D项错误．故选C．
2．C
【解析】根据机械能守恒条件：只有重力（或弹力）做功的情况下，物体的机械能才能守恒，由此可见，A、B均有外力F参与做功，D中有摩擦力做功，故A、B、D均不符合机械能守恒的条件，故答案为C．
3．A
【解析】由机械能守恒定律mgh＋＝知，落地时速度v2的大小相等，故A正确．
4．C
【解析】斜面粗糙，小球受到重力、支持力、摩擦力、轻绳张力的作用，由于除重力做功外，支持力和轻绳张力总是与运动方向垂直，故不做功，摩擦力做负功，机械能减少，A、B错，C对；小球动能的变化等于合外力对其做的功，即重力与摩擦力做功的和，D错．
5．A
【解析】在整个过程中，只有重力做功，机械能守恒，总量都是，因在高度h处，速度可能不为零，所以B项错误．C、D也错误．
6．B
【解析】释放b后，在b到达地面之前，a向上加速运动，b向下加速运动，a、b系统的机械能守恒，若b落地瞬间速度为v，取地面所在平面为参考平面，则3mgh＝mgh＋mv2＋（3m）v2，可得v＝．b落地后，a向上以速度v做竖直上抛运动，能够继续上升的高度h′＝＝．所以a能达到的最大高度为1．5h，B正确．
7．AB
【解析】重物自由摆下的过程中，弹簧拉力对重物做负功，重物的机械能减少，选项A正确；对系统而言，除重力、弹力外，无其他外力做功，故系统的机械能守恒，选项B正确．
8．BC
【解析】因为轨道光滑，所以小球从D点运动到A点的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律有mgH＝mg（R＋R）＋，解得vA＝，从A端水平抛出到落到地面上，根据平抛运动规律有2R＝gt2，水平位移x＝vAt＝·＝，故选项A错误，B正确；因为小球能从细管A端水平抛出的条件是vA>0，所以要求H>2R，选项C正确，D错误．
9．65 65 50 50
【解析】若以地面为零势能面，物体的机械能E1＝＋mgh＝1102 J＋1101．5 J＝65 J，由于只有重力做功，机械能守恒，故落地时的机械能也为65 J；若以抛出点为零势能面，物体的机械能E2＝＝1102 J＝50 J，由于机械能守恒，落地时的机械能也是50 J．
10．
【解析】设整条链质量为m，取桌面为零势面，链条下落，由机械能守恒定律得
－g＝－mg＋mv2
所以v＝
11．（1）50 J （2）32 J
【解析】（1）木块压缩弹簧的过程中，木块和弹簧组成的系统机械能守恒，弹性势能最大时，对应木块的动能为零，故有：
Epm＝＝452 J＝50 J
（2）由机械能守恒有＝Ep1＋
452 J＝Ep1＋432 J
得Ep1＝32 J
12．（1）v0≥2 （2） 或
【解析】（1）选AB所在平面为参考平面，从A至C的过程中，根据机械能守恒定律：＝2mgR＋①
在最高点C小球速度满足vC≥0②
由①②得v0≥2
（2）小球在C处受重力mg和细管竖直方向的作用力FN，根据牛顿第二定律，得：
mg＋FN＝③
由①③解得FN＝－5mg④
讨论④式，即得解：
a．当小球受到向下的压力时，
FN＝mg，v0＝
b．当小球受到向上的压力时，
FN＝－mg，v0＝．