物理魯科版必修第二冊(cè)第5節(jié) 科學(xué)驗(yàn)證：機(jī)械能守恒定律優(yōu)選作業(yè)

【優(yōu)編】第5節(jié)科學(xué)驗(yàn)證：機(jī)械能守恒定律優(yōu)選練習(xí)一．單項(xiàng)選擇1．將一物體以速度v從地面豎直上拋，取地面為零勢(shì)能面，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到某高度時(shí)，它的動(dòng)能恰為此時(shí)重力勢(shì)能的一半，不計(jì)空氣阻力，則這個(gè)高度為（）A. B. C. D.2．在下面列舉的各個(gè)實(shí)例中，機(jī)械能守恒的是（）A．跳傘運(yùn)動(dòng)員跳傘時(shí)在空氣中勻速下降B．拉著金屬塊沿光滑斜面勻速上滑C．用輕桿拴著小球在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D．在空中由靜止釋放的金屬小球的運(yùn)動(dòng)3．忽略空氣阻力，下列物體運(yùn)動(dòng)過程中滿足機(jī)械能守恒的是（）A．電梯勻速下降 B．拋出的鉛球在空中飛行C．“神舟七號(hào)”的發(fā)射過程 D．汽車沿斜坡加速上行4．下列物體的運(yùn)動(dòng)可看作滿足機(jī)械能守恒的是（）A．樹葉從枝頭飄落 B．熱氣球緩緩升空C．汽車關(guān)閉油門后沿水平公路向前滑行 D．被運(yùn)動(dòng)員擲出的鉛球在空中飛行的過程5．奧運(yùn)會(huì)比賽項(xiàng)目撐桿跳高如圖所示，則（）A．加速助跑過程中，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能守恒 B．起跳上升過程中，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能減少C．起跳上升過程中，桿的彈性勢(shì)能一直增加 D．越過橫桿后在下落過程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能增加6．如圖所示，甲．乙兩個(gè)小物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，甲從豎直固定的光滑圓弧軌道頂端由靜止滑下，軌道半徑為R，圓弧軌道底端切線水平，乙從高為R的固定光滑斜面頂端由靜止滑下。已知甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，下列說法正確的是（）

A．甲物塊到達(dá)底端時(shí)的速度大于乙物塊到達(dá)底端時(shí)的速度B．甲物塊到達(dá)底端時(shí)的動(dòng)能小于乙物塊到達(dá)底端時(shí)的動(dòng)能C．從開始到兩物塊到達(dá)底端的過程中，乙物塊的重力勢(shì)能減少量比甲物塊的重力勢(shì)能減少量多D．兩物塊到達(dá)底端時(shí)，甲物塊重力做功的瞬時(shí)功率小于乙物塊重力做功的瞬時(shí)功率7．下列有關(guān)物理內(nèi)容的若干敘述中正確的有（）A.隨電梯勻速上升的貨物，其機(jī)械能守恒 B.加速度的單位m/s2屬于導(dǎo)出單位C.只要高度合適，北京上空也可能存在同步衛(wèi)星 D.牛頓第一次通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬有引力常量8．對(duì)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列物理量中不發(fā)生變化的是（）A．速度 B．動(dòng)能 C．重力勢(shì)能 D．機(jī)械能9．下列說法正確的是（）A．平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C．物體重力勢(shì)能的值與參考平面的選擇無關(guān)D．物體受到的合外力為零，則其機(jī)械能一定守恒10．如圖甲所示是一簡易打樁機(jī)。質(zhì)量m=1kg的重物在拉力的作用下從與釘子接觸處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，上升一段高度后撤去拉力，重物上升到最高點(diǎn)后自由下落，撞擊釘子，將釘子打入一定深度。若以重物與釘子接觸處為重力勢(shì)能零點(diǎn)，重物上升過程中，其機(jī)械能E與上升高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示，不計(jì)所有摩擦。則（）A．重物上升過程拉力的最大功率為24WB．重物上升在1.0～1.2m過程中做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．重物從最高點(diǎn)自由下落至撞擊釘子前，機(jī)械能增加D．重物從最高點(diǎn)自由下落至將釘子打入一定深度的過程，機(jī)械能守恒11．在下列所述實(shí)例中，可確定機(jī)械能守恒的是（）A．木箱沿光滑斜面下滑的過程B．電梯減速上升的過程C．雨滴在空中勻速下落的過程D．乘客隨摩天輪在豎直面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過程12．隨著航天技術(shù)的發(fā)展，人類已經(jīng)有能力到太空去探索未知天體。假設(shè)某宇宙飛船繞一行星在其表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知運(yùn)行周期為T，航天員在離該行星表面附近h處自由釋放一小球，測(cè)得其落到行星表如圖甲所示，置于水平地面上質(zhì)量為m的物體，在豎直拉力F作用下，由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能Ek與距地面高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示，已知重力加速度為g，空氣阻力不計(jì)。下列說法正確的是（）

A．在0～h0過程中，F(xiàn)大小始終為mgB．在0～h0和h0～2h0過程中，F(xiàn)做功之比為2∶1C．在0～2h0過程中，物體的機(jī)械能不斷增加D．在2h0～3.5h0過程中，物體的機(jī)械能不斷減少13．如圖所示，質(zhì)量m=0.5kg的小球從離桌面高h(yuǎn)1=1.2m處的A點(diǎn)由靜止下落到地面上的B點(diǎn)。桌面離地面高h(yuǎn)2=0.8m，空氣阻力不計(jì)，重力加速度g取10m/s2。若選地面為參考平面，小球經(jīng)過桌面時(shí)的機(jī)械能為（）

A．6J B．0 C．10J D．4J14．如圖所示，將質(zhì)量為m的石塊從離地面h高處以初速度斜向上拋出。以地面為零勢(shì)能面，不計(jì)空氣阻力，則（）

A．石塊落地時(shí)的動(dòng)能為B．石塊拋出時(shí)的機(jī)械能為C．石塊落地時(shí)的重力勢(shì)能為D．石塊落地時(shí)的機(jī)械能為15．質(zhì)量為m的小球從桌邊豎直向上拋出，小球到達(dá)的最高點(diǎn)距桌面高為，桌面離地高度為，若以桌面為零勢(shì)能面，則小球落地時(shí)的機(jī)械能為（）

A． B． C． D．

參考答案與試題解析1．【答案】C【解析】【分析】【詳解】以地面作為零勢(shì)能面，物體在地面上時(shí)的機(jī)械能為當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到離地h高處時(shí)，它動(dòng)能恰好為重力勢(shì)能的一半，此時(shí)的機(jī)械能為物體以速度v從地面豎直上拋到運(yùn)動(dòng)到離地h高處過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒有解得故選C。2．【答案】D【解析】A．因?yàn)樘鴤氵\(yùn)動(dòng)員跳傘時(shí)在空氣中勻速下降，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，故機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤；B．因?yàn)槔饘賶K沿光滑斜面勻速上滑，動(dòng)能不變，勢(shì)能增加，故機(jī)械能不守恒，B錯(cuò)誤；C．因?yàn)橛幂p桿拴著小球在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，勢(shì)能變化，故機(jī)械能不守恒，C錯(cuò)誤；D．在空中由靜止釋放的金屬小球的運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能增加，勢(shì)能減少，增加量和減少量相等，故機(jī)械能守恒，D正確。故選D。3．【答案】B【解析】只有重力做功的過程，機(jī)械能才守恒。A．電梯勻速下降過程有阻力做負(fù)功，機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤；B．拋出的鉛球在空中飛行過程，只有重力做功，機(jī)械能守恒，B正確；C．“神舟七號(hào)”的發(fā)射過程有推力做正功，機(jī)械能不守恒，C錯(cuò)誤；D．汽車沿斜坡加速上行，有牽引力做正功，機(jī)械能不守恒，D錯(cuò)誤。故選B。4．【答案】D【解析】A．樹葉從枝頭飄落的過程，空氣阻力對(duì)樹葉做功，機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；B．熱氣球緩緩升空，浮力對(duì)氣球做功，機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；C．汽車關(guān)閉油門后沿水平公路向前滑行，摩擦力對(duì)汽車做功，機(jī)械能不守恒，故C錯(cuò)誤；D．被運(yùn)動(dòng)員擲出的鉛球在空中飛行的過程，空氣阻力對(duì)鉛球的作用可忽略不計(jì)，則只有重力對(duì)鉛球做功，故機(jī)械能守恒，故D正確。故選D。5．【答案】D【解析】A．加速助跑過程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能增大，機(jī)械能增大，故A錯(cuò)誤；B．起跳上升過程中，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能增大，故B錯(cuò)誤；C．起跳上升過程中，桿的彈性勢(shì)能在減小，故C錯(cuò)誤；D．越過橫桿后在下落過程中，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，故D正確。故選D。6．【答案】D【解析】AB．依題意，甲乙兩物塊下滑過程中，機(jī)械能守恒，有由于甲物塊質(zhì)量大，故甲物塊到達(dá)底端時(shí)的動(dòng)能大于乙物塊到達(dá)底端時(shí)的動(dòng)能，到達(dá)底端時(shí)的速度與質(zhì)量無關(guān)，所以兩物塊到達(dá)底端時(shí)的速度大小相等，故AB錯(cuò)誤；C.從開始到兩物塊到達(dá)底端的過程中，重力勢(shì)能的減少量由于甲物塊質(zhì)量大，所以乙物塊的重力勢(shì)能減少量比甲物塊的重力勢(shì)能減小量少，故C錯(cuò)誤；D.兩物塊到達(dá)底端時(shí)，根據(jù)瞬時(shí)功率公式可得由于甲物塊到達(dá)底端時(shí)，故甲物塊重力做功的瞬時(shí)功率為0；而乙物塊到達(dá)底端時(shí)，重力瞬時(shí)功率不為0。所以，到達(dá)底端時(shí)甲物塊重力做功的瞬時(shí)功率小于乙物塊重力做功的瞬時(shí)功率，故D正確。故選D。7．【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．勻速上升的貨物其動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增大，所以其機(jī)械能增大，故A錯(cuò)誤；B．加速度是導(dǎo)出物理量，它的單位m/s2是導(dǎo)出單位，故B正確；C．同步衛(wèi)星只能位于赤道上方特定軌道上，北京沒有在赤道上，故C錯(cuò)誤；D．萬有引力常量是卡文迪許第一次通過扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出的，故D錯(cuò)誤。故選B。8．【答案】D【解析】AB．自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度為重力加速度，故速度不斷增大，動(dòng)能增大，故AB錯(cuò)誤；C．隨著高度降低，做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體重力勢(shì)能減少，故C錯(cuò)誤；D．做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用，只有重力做功，故機(jī)械能守恒，機(jī)械能不變，故D正確。故選D。9．【答案】A【解析】A．平拋運(yùn)動(dòng)的加速度不變，因此是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；B．勻速圓周運(yùn)動(dòng)加速度方向不斷變化，不是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．參考平面不同，根據(jù)mgh計(jì)算出來的重力勢(shì)能不同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．物體在豎直方向上勻速上升時(shí)，合外力為0，機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選A。10．【答案】A【解析】A．物體上升過程中E=Fh解得F=12N則加速度為2m/s2由解得1m處的速度為v=2m/s1m處功率最大，1m處的速度為2m/s，拉力為12N，由可得拉力的最大功率為P=24WA正確。B．撤去F后物體只受重力，機(jī)械能守恒，由圖象可知1.0m時(shí)撤去外力，則物體在1.0~1.2m過程中物體的加速度為g，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．重物從最高點(diǎn)自由下落至撞擊釘子前，只有重力做功，則機(jī)械能守恒，C錯(cuò)誤；D．釘子打入一定深度的過程中要克服阻力做功，則機(jī)械能減小，D錯(cuò)誤。故選A。11．【答案】A【解析】A．木箱沿光滑斜面下滑的過程，斜面的支持力不做功，只有重力做功，故木箱的機(jī)械能守恒，故A正確;B．電梯減速上升的過程，除重力外有支持力做正功，所以機(jī)械能在增加，故B錯(cuò)誤；C．雨滴在空中勻速下落的過程，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能在減小，所以雨滴的機(jī)械能在減小，故C錯(cuò)誤；D．在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能在變化，所以機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)誤。故選A。

12．【答案】C【解析】A．在過程中，圖象為一段直線，由動(dòng)能定理得故故A錯(cuò)誤；B．由A可知，在過程中，F(xiàn)做功為，在過程中，由動(dòng)能定理可知解得因此在和過程中，F(xiàn)做功之比為，故B錯(cuò)誤；C．在過程中，F(xiàn)一直做正功，故物體的機(jī)械能不斷增加，故C正確；D．在過程中，由動(dòng)能定理得則故F做功為0，物體的機(jī)械能保持不變，故D錯(cuò)誤。故選C。13．【答案】C【解析】選地面為參考平面，小球剛下落時(shí)的機(jī)械能為E=mg(h1+h2)=10J因小球下落過程機(jī)械能守恒，則經(jīng)過桌面時(shí)的機(jī)械能也為10J。故選C。14