機(jī)械能守恒定律測試題及答案

機(jī)械能守恒定律測試題及

答案Preparedon22November2020

機(jī)械能守恒定律測試題一、選擇題（每題4分，共40分）.下列說法正確的是（）A.如果物體（或系統(tǒng)）所受到的合外力為零，則機(jī)械能一定守恒B.如果合外力對(duì)物體（或系統(tǒng)）做功為零，則機(jī)械能一定守恒C.物體沿固定光滑曲面自由下滑過程中，不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能一定守恒D.做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體，其機(jī)械能可能守恒.如圖所示，木板。A水平放置，長為L在人處放置一個(gè)質(zhì)量為〃，的物體，現(xiàn)繞。點(diǎn)緩慢抬高到4端，直到當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面成。角時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng).這時(shí)物體受到一個(gè)微小的擾便開始緩慢勻速下滑,物體又回到。點(diǎn)，在整個(gè)過程中（A.支持力對(duì)物體做的總功為mgLsinaB.摩擦力對(duì)物體做的總功為零C.木板對(duì)物體做的總功為零D,木板對(duì)物體做的總功為正功3、設(shè)一衛(wèi)星在離地面高h(yuǎn)處繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能為七八，重力勢能為巴八。與該衛(wèi)星等質(zhì)量的另一衛(wèi)星在離地面高2h處繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能為七丁，重力勢能為七匕。則下列關(guān)系式中正確的是（）EKlEKl>EqEpl>Ep.Eki+Epi=EEki+Epi=EK2+Ep2D?Eki+Ep[VEK2+EP24.質(zhì)量為加的物體，由靜止開始下落,下落〃的過程中，下列說法正確的是A.物體動(dòng)能增加了4.質(zhì)量為加的物體，由靜止開始下落,下落〃的過程中，下列說法正確的是A.物體動(dòng)能增加了C.物體克服阻力所做的功為g〃7g/7川I、的動(dòng)能最大L由于空氣阻力，下落的加速度為gg,在物體（）B.物體的機(jī)械能減少了4〃吆人D.物體的重力勢能減少了mgh5.如圖所示，木板質(zhì)量為M,長度為L,小木塊的質(zhì)量為團(tuán)，水平地面光滑，一根不計(jì)質(zhì)量的輕繩通過定滑輪分別與M和〃7連接，小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃.開始時(shí)木塊靜止在木板左端，現(xiàn)用水平向右的力將〃7拉至右端，拉力至少做功為D.N(M+ni)gL.如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板/町的左端，右端與小木塊叫連接，且叫、丸及加，與地面之間接觸面光滑，開始時(shí)叫和均靜止，現(xiàn)同時(shí)對(duì)叫、叫施加等大反向的水平恒力K和F?,從兩物體開始運(yùn)動(dòng)以后的整個(gè)過程中，對(duì)叫、叫和彈簧組成的系統(tǒng)（整個(gè)過程中彈簧形變不超過其彈性限度），正確的說法是（）A.由于F「乙等大反向，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.由于F?分別對(duì)嗎、碼做正功，故系統(tǒng)動(dòng)能不斷增加C.由于F］、心分別對(duì)嗎、碼做正功，故系統(tǒng)機(jī)械能不斷增加D.當(dāng)彈簧彈力大小與F「&大小相等時(shí)，.如圖所示，滑雪者由靜止開始沿斜坡從A點(diǎn)自由滑下，然后在水平面上前進(jìn)至8點(diǎn)停下.已知斜坡、水平面與滑雪板之間的動(dòng)摩擦因

數(shù)皆為〃，滑雪者（包括滑雪板）的質(zhì)量為叫A、8兩點(diǎn)間的水平距離為L.在滑雪者經(jīng)過A8段的過程中,摩擦力所做的功（）A.大于pngLB.小于pngLC.等于川7gLD.以上三種情況都有可能.嫦娥一號(hào)奔月旅程的最關(guān)鍵時(shí)刻是實(shí)施首次“剎車”減速.如圖所示，在接近月球時(shí)，嫦娥一號(hào)將要利用自身的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火減速，以被月球引力俘獲進(jìn)入繞月軌道.這次減速只有一次機(jī)會(huì)，如果不能減速到一定程度，嫦娥一號(hào)將一去不回頭離開月球和地球，漫游在更加遙遠(yuǎn)的深空；如果過分減速，嫦娥一號(hào)則可能直接撞擊月球表面.該報(bào)道的圖示如下.則下列說法正確的是（）A.實(shí)施首次“剎車”的過程，將使得嫦娥一號(hào)損失的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能，轉(zhuǎn)化時(shí)機(jī)械能守恒B.嫦娥一號(hào)被月球引力俘獲后進(jìn)入繞月軌道，并逐步由橢圓軌道變軌到圓軌道.C.嫦娥一號(hào)如果不能減速到一定程度，月球?qū)λ囊?huì)做負(fù)功.D.嫦娥一號(hào)如果過分減速，月球?qū)λ囊⒆稣?，撞擊月球表面時(shí)的速度將很9、如圖所示，物體A、B通過細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)，物體A、B的質(zhì)量都為m。開始時(shí)細(xì)繩伸直，用手托著物體A使彈簧處于原長且A與地面的距離為h,物體B靜止在地面上。放手后物體A下落，與地面即將接觸時(shí)速度大小為v,此時(shí)物體B對(duì)地面恰好無壓力，則下列說

法中正確的是：（）A.彈簧的勁度系數(shù)為華B.此時(shí)彈簧的彈性勢能等于〃吆力+沙”2TOC\o"1-5"\h\zC.此時(shí)物體B的速度大小也為V 產(chǎn)D.此時(shí)物體A的加速度大小為g,方向豎直向上10.一物體懸掛在細(xì)繩下端，由靜止開始沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng)， j\運(yùn)動(dòng)過程中，物體的機(jī)械能與位移的關(guān)系圖象如圖所示，其中0 " "'0~51過程的圖象為曲線，S1~S2過程的圖象為直線，根據(jù)該圖象，下列說法正確的是（）A.0~si過程中物體所受拉力一定是變力，且不斷減小S1~S2過程中物體可能在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)S1~S2過程中物體可能在做變加速直線運(yùn)動(dòng)D.0~S2過程中物體的動(dòng)能可能在不斷增大二、實(shí)驗(yàn)題.（6分）一位同學(xué)要研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關(guān)系，他的實(shí)驗(yàn)如下：在離地面高度為 W\\\力的光滑水平桌面上，沿著與桌子邊緣垂直的方向放 一一一，U一…置一輕質(zhì)彈簧，其左端固定，右端與質(zhì)量為〃7的一小鋼球接觸.當(dāng)彈簧處于自然長度時(shí)，小鋼球恰好在桌子邊緣，如圖所示.讓小鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向射出桌面，小球在空中飛行后落到水平地面上，水平距離為s.（1）請(qǐng)你推導(dǎo)出彈簧彈性勢能Ep與小鋼球質(zhì)量團(tuán)、桌面離地面高度/?、水平距離S等物理量的關(guān)系式：.（2）彈簧的壓縮量x與對(duì)應(yīng)的鋼球在空中飛行的水平距離s的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：彈簧的壓縮量X（cm）鋼球飛行的水平距離S（m）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你猜測彈簧的彈性勢能心與彈簧的壓縮量x之間的關(guān)系，并說明理由：.（12分）在用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖.其中。點(diǎn)是起始點(diǎn)，人B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的三個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)用毫米刻度尺測量。點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中（單位cm）.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,重錘質(zhì)量為〃7,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=s2.（1）這三組數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是 .（2）該同學(xué)用重錘取。8段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，先計(jì)算出該段重錘重力勢能的減小量為接著從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)。作為記數(shù)點(diǎn)數(shù)起，由圖中數(shù)據(jù)可以算出打8點(diǎn)時(shí)動(dòng)能的增加量為（均保留三位有效數(shù)字）.這樣他發(fā)現(xiàn)重力勢能的減小量 （填“大于”或“小于”）動(dòng)能的增加量.造成這一錯(cuò)誤的原因是 .三、計(jì)算題.（10分）一輛質(zhì)量為〃?的汽車，以恒定的輸出功率尸在傾 ]角為8的斜坡上沿坡勻速行駛，如圖所示，汽車受到的摩擦,阻力恒為/（忽略空氣阻力）.求：（1）汽車的牽引力尸及速度v的表達(dá)式；

(2)根據(jù)尸及u的表達(dá)式，聯(lián)系汽車上、下坡的實(shí)際，你能得到什么啟發(fā).(8分)如圖2—13所示，傾角為37。的傳送帶以4m/s的速度沿圖示方向勻速運(yùn)動(dòng)。已知傳送帶的上、下兩端間的距離為L=7m。現(xiàn)將一質(zhì)量〃7二TOC\o"1-5"\h\z的小木塊放到傳送帶的頂端，使它從靜止開始沿傳送帶下滑，已 /知木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為H=,取g=10m/s2。求木塊滑到底的過程中，摩擦力對(duì)木塊做的功以及生的熱各是多少.(12分)我國的“嫦娥奔月”月球探測工程已經(jīng)啟動(dòng)，分“繞、落、回”三個(gè)發(fā)展階段：在2007年已發(fā)射一顆圍繞月球飛行的衛(wèi)星，計(jì)劃在2012 /一\年前后發(fā)射一顆月球軟著陸器，在2018年后發(fā)射一顆返回式月球// )軟著陸器，進(jìn)行首次月球樣品自動(dòng)取樣并安全返回地球。設(shè)想著＜)陸器完成了對(duì)月球表面的考察任務(wù)后，由月球表面回到圍繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道艙。如圖所示，假設(shè)返回的著陸器質(zhì)量為m,月球表面的重力加速度為g,月球的半徑為R,軌道艙到月球的中心距離為一已知著陸器從月球表面返回軌道艙的過程中需克服月球的引力做功W=mgR(l-R/r)。不計(jì)月球表面大氣對(duì)著陸器的阻力和月球自轉(zhuǎn)的影響，則返回的著陸器至少需要獲得多少能量才能返回軌道艙.(12分)質(zhì)量為〃，的小物塊A,放在質(zhì)量為M的木板8的左端，6在水平拉力的作用下沿水平地面勻速向右滑動(dòng)，且4、8相對(duì)靜止.某時(shí)刻撤去水平拉力，經(jīng)過一段時(shí)間，A在6上相對(duì)于8向右滑行了一段距離L(設(shè)木板B足夠 告 8長)后A和8都停下.已知A、6間的動(dòng)摩擦因數(shù)為41,8與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃2,且〃2(1)、通過計(jì)算說明，A、B是否同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。(2)、從撤去水平拉力到A、B都停止運(yùn)動(dòng)的過程，8在地面上滑動(dòng)的距離x機(jī)械能守恒定律測試題參考答案一、選擇題.答案：CD如果物體受到的合外力為零，機(jī)械能不一定守恒，如在光滑水平面上物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能守恒。在粗糙水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能就不守恒.所以A錯(cuò)誤；合外力做功為零，機(jī)械能不一定守恒.如在粗糙水平面上用繩拉著物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，合外力做功為零,但其機(jī)械能就不守恒。所以B錯(cuò)誤；物體沿光滑曲面自由下滑過程中，只有重力做功，所以機(jī)械能守恒.所以C正確；做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體，其機(jī)械能可能守恒，如自由落體運(yùn)動(dòng)，所以D正確.但有時(shí)也不守恒，如在粗糙水平面上拉著個(gè)物體加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)就不守恒..答案：AC物體從A點(diǎn)到A「的過程中，只有重力G和支持力N做功，由動(dòng)能定理WN-mgLsina=O^在此過程中支持力做功為%V=〃吆03,從A'回到。點(diǎn)的過程中支持力的方向與路徑始終垂直，所以支持力不做功，A正確.重力做的總功為零，支持力做的總功WN=mg&ina,由動(dòng)能定理得%+歐+W/=。得wf=-mgLsincx,B不正確.木板對(duì)物體的作用力為支持力N和摩擦力F,由%+服+1。=。得弧+1。=0即木板對(duì)物體做的功為零，c正確，D錯(cuò)誤..【答案】AD【解析】由萬有引力充當(dāng)向心力二萼得如mJ 1，(R+hyR+h2 2(/?+/z)所以E0=Gy選項(xiàng)A正確；取無窮遠(yuǎn)重力勢能為零，則衛(wèi)2(7?+h) 2(R+2萬)Mni星在某一軌道上的重力勢能為Ep=-G券，所以在離地面高h(yuǎn)處機(jī)械能為R+hEk^Ep1=-G-^-在離地面高2h處機(jī)械能為Ek,+Ep2=—G 選項(xiàng)D正2(R+n) 2(R+2h)確。.答案：ACD物體下落的加速度為泰，說明物體下落過程中受到的阻力大小為,1f=鏟吆'由動(dòng)能定理，=mgh-^mgh=imgh；其中阻力做功為-即機(jī)械能減少量；又重力做功總與重力勢能變化相對(duì)應(yīng)，故ACD正確..答案：A若使拉力尸做功最少，可使拉力尸恰勻速拉木塊，容易分析得出尸=2"咫(此時(shí)繩子上的拉力等于“〃g),而位移為"，所以卬=&=2"叱5=”，3..答案：D本題可采用排除法.Fi、尸2大于彈力過程，叫向右加速運(yùn)動(dòng)，〃“向左加速運(yùn)動(dòng)，A、F2均做正功，故系統(tǒng)動(dòng)能和彈性勢能增加，A錯(cuò)誤；當(dāng)B、F2小于彈力，彈簧仍伸長，B、尸2還是做正功，但動(dòng)能不再增加而是減小，彈性勢能在增加，B錯(cuò)；當(dāng)〃“、加、速度減為零，叫、〃7,反向運(yùn)動(dòng)，這時(shí)B、F2又做負(fù)功，C錯(cuò)誤.故只有D正確..答案：C本題容易錯(cuò)選，錯(cuò)選的原因就是沒有根據(jù)功的定義去計(jì)算摩擦力的功，而直接憑主觀臆斷去猜測答案,因此可設(shè)斜坡與水平面的夾角.然后根據(jù)摩擦力在斜坡上和水平面上的功相加即可得到正確答案為C..【答案】B、C、D【解析】嫦娥一號(hào)在減速時(shí)要向前噴氣，噴出的氣體對(duì)嫦娥一號(hào)做負(fù)功，因此嫦娥一號(hào)的速度會(huì)減小，根據(jù)機(jī)械能守恒的條件（只有重力做功）可知，嫦娥一號(hào)實(shí)施首次“剎車”的過程，機(jī)械能是不守恒的，因此A錯(cuò)；嫦娥一號(hào)要對(duì)月球表面進(jìn)行考查因此要離月球表面近一些，因此嫦娥一號(hào)必須從高軌道變?yōu)榈蛙壍?，此時(shí)逐步由橢圓軌道轉(zhuǎn)變?yōu)閳A軌道,因此B對(duì)；如果）嫦娥一號(hào)如果不能減速到一定程度,此時(shí)月球無法俘獲嫦娥一號(hào)，月球的引力不足以提供嫦娥一號(hào)繞月運(yùn)行所需的向心力，此時(shí)嫦娥一號(hào)將遠(yuǎn)離月球，此時(shí)月球的引力對(duì)嫦娥一號(hào)做負(fù)功，因此C對(duì)；嫦娥一號(hào)如果過分減速，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可知嫦娥一號(hào)將直接奔向月球表面，此時(shí)，月球?qū)λ墓璉力將做正功，撞擊月球表面時(shí)的速度將很大.因此D對(duì).【答案】A【解析】因A下落，與地面即將接觸時(shí)速度大小為v,此時(shí)物體B對(duì)地面恰好無壓力,所以B物體受力平衡,有mg=kh,所以彈簧的勁度系數(shù)為噂，故選項(xiàng)A正確;由機(jī)械有守恒可知A物體減少的重力勢能與彈性勢能和A的動(dòng)能兩者相等，所以選項(xiàng)B錯(cuò).此時(shí)物體B的速度為零，選項(xiàng)C錯(cuò)；A的加速度為零，選項(xiàng)D錯(cuò)..答案：BD選取物體開始運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)為重力零勢能點(diǎn)，物體下降位移s,則由動(dòng)能定理得，〃喀S-Fs=i/HV-0,則物體的機(jī)械能為￡=+（一〃噌s）=-Fst在E―S圖象中，圖象斜率的大小反映拉力的大小，0~si過程中，斜率變大，所以拉力一定變大，A錯(cuò)；si~S2過程的圖象為直線，拉力尸不變，物體可能在做勻加速或勻減速直線運(yùn)動(dòng)，B對(duì)C錯(cuò)；如果全過程都有〃吆＞F,則D項(xiàng)就有可能.二、實(shí)驗(yàn)題.答案：（1）Ep=嚓（1分）（2）與與文的關(guān)系：與與％2成正比（1分）猜測的理由：由表中數(shù)據(jù)可知，在誤差范圍內(nèi)，X,S,從石〃=等可猜測Ep與/成正比（2分）解析：由力=9內(nèi)，s=vtt所以八s后，根據(jù)機(jī)械能守恒定律：彈簧的彈性勢能與小鋼球離開桌面的動(dòng)能相等，因此叼=啜..答案：（1）。?；蛘撸?分）（2）（2分）（2分）大于（2分）實(shí)驗(yàn)過程中由于存在阻力因素，解析：（1）從有效數(shù)字的位數(shù)上不難選出。。不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求；（2）重力勢能的減少量為，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度是AC全程的平均速度，可以求出動(dòng)能的增量為9后=；實(shí)驗(yàn)過程中由于存在阻力因素，重力勢能的減少量略大于動(dòng)能的增加量，三、計(jì)算題.解析：（1）汽車上坡時(shí)沿斜面做勻速運(yùn)動(dòng)，則/=/+〃?gsin。，（1分）0= （1分）解得「—匚—（1分）f+mgsin6⑵汽車下坡時(shí)，同理有/=乃（1分）夕=珍2（1分）解得也=Pf解得也=Pf一〃?gsinS（1分）上述計(jì)算結(jié)果告訴我們，汽車在輸出功率一定的條件下，當(dāng)尸1＞尸2時(shí)，Vl＜V2t即汽車沿斜坡上行時(shí)，車速也小，換取汽車較大的牽引力B；當(dāng)汽車沿斜坡下行時(shí)，車的牽引力尸2較小，則車速也較大.（2分）.【審題】該題目要分成兩段考慮，第一段：木塊的速度Xi，。。這一階段木塊相對(duì)于傳送帶向后運(yùn)動(dòng)，受到的摩擦力方向向前，合外力沿斜面向前；第二段：木塊的速度v>voo這一階段木塊相對(duì)于傳送帶向前運(yùn)動(dòng)，受到的摩擦力方向向后，合外力仍沿斜面向前?！窘馕觥縿傞_始時(shí)，合力的大小為F合i=〃7gsin37o+傍igcos37o,由牛頓第二定律，加速度大小二—=8111/S2,V該過程所用時(shí)間”二上二，%位移大小S1二-=lm02%二者速度大小相同后，合力的大小為尸合2二mgsin37o7〃gcos37o,加速度大小Cl2=—=4111/S2,m位移大小$2=L-Si=6m,所用時(shí)間$2=+（a,「得：/2=1S。（另一個(gè)解乃二-3