高考物理必修知識點鞏固練習(xí) 機械能守恒定律基礎(chǔ)

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1、 【鞏固練習(xí)】 一、選擇題： 1．質(zhì)量為m的物體從距地面h高處的某點自由落下，在這過程中不計空氣阻力，下列說法正確的是（ ） A．重力對物體做功為mgh B．重力勢能減少mgh C．動能增加mgh D．機械能增加mgh 2．關(guān)于機械能是否守恒的敘述，正確的是（ ） A．作勻速直線運動的物體的機械能一定守恒 B．作勻速直線運動的物體機械能可能守恒 C．合外力對物體做功為零時，機械能一定守恒 D．只有重力對物體做功，物體機械能一定守恒 3．在不計空氣阻力的條件下，下列幾種運動中機械能不守恒的是（ ） A．氫氣球勻速上升 B．從

2、高處向任意方向拋出的小球 C．物體沿光滑曲面下滑 D．一小球用一細繩拴著在擺動的過程中 4．汽車上坡時，如果牽引力的大小等于摩擦力，不計空氣阻力，那么，下列說法中哪一個是正確的（ ） A．汽車勻速上坡 B．汽車在上坡過程中機械能減小 C．汽車在上坡過程中機械能增大 D．汽車在上坡過程中，動能減小，勢能增大，總的機械能不變 5．物體靜止在某一高處時具有60J的勢能。當(dāng)它從該處自由下落至另一位置時所具的勢能為動能的一半，那么，物體所減少的勢能是下列中的哪一個（ ） A．20J B．30J C．40J D．60J 6．質(zhì)量為m的物體從距地面高為H

3、的平臺邊緣以初速度v0豎直向下拋出。若不計空氣阻力，則物體下落到距地面高為h時的動能為（ ） A．mgh+ B．mgH-mgh C．mgH+-mgh D．mgH++ mgh 7．如圖所示，m1＞m2，滑輪光滑且質(zhì)量不計，在m1下降一段距離d的過程中（不計空氣阻力），下列說法正確的是（ ） A．m1的機械能增加 B．m2的機械能增加 C．m1和m2的總機械能減少 D．m1和m2的總機械能不變 8、（2015 深圳高級中學(xué)期末考）質(zhì)量為m 的物體以初速度v0從地面豎直上拋，不計空氣阻力，當(dāng)它拋到離地面h高處時，它的動能恰好為重力勢能的3倍（地面

4、為重力勢能參考面），則這個高度為h為( ) A． B． C． D． 9、（2015 深圳高級中學(xué)期末考）如圖所示，細線上吊著小球，用水平恒力F將它從豎直位置A拉到位置B，小球在B點受到的沿圓弧切線方向的合力恰好為零，此時線與豎直方向的夾角為θ，則有（ ） A．恒力F做的功大于小球重力勢能的增量 B．小球?qū)㈧o止在B點 C．細線對小球做的功為零 D．若在B點將力F撤去，小球來回擺動的角度將大于θ 10、（2015 寶雞臥龍寺中學(xué)期末考）如圖所示，半徑為R的豎直光滑圓軌道內(nèi)側(cè)底部靜止著一個光滑小球，現(xiàn)給小球一個沖擊

5、使其在瞬間得到一個水平初速v0，若v0大小不同，則小球能夠上升到的最大高度（距離底部）也不同．下列說法中正確的是（ ） A． 如果v0=，則小球能夠上升的最大高度為 B． 如果v0=，則小球能夠上升的最大高度為R C． 如果v0=，則小球能夠上升的最大高度為 D． 如果v0=，則小球能夠上升的最大高度為2R 二、解答題： 1.某同學(xué)為驗證機械能守恒定律編排了如下實驗步驟： A. 用天平稱出重物的質(zhì)量；? B. 把紙帶固定到重物上，并把紙帶穿過打點計時器，提升到一定高度； C. 拆掉導(dǎo)線，整理儀器； D. 斷開電源，調(diào)整紙帶，重做兩次； E. 用秒表測出重

6、物下落的時間； F. 用毫米刻度尺測出計數(shù)點與起點的距離，記錄數(shù)據(jù)，并計算出結(jié)果，得出結(jié)論； G. 把打點計時器接到低壓交流電源上； H. 接通電源，釋放紙帶； I. 把打點計時器接到低壓直流電源上； J. 把打點計時器固定到桌邊的鐵架臺上。 上述實驗步驟中錯誤的是_____，可有可無的是?_____，其余正確且必要的步驟按實驗操作順序排列是?_____。（均只需填步驟的代號） 2．為進行《驗證機械能守恒定律》的實驗，有下列器材可供選用：鐵架臺、打點計時器、復(fù)寫紙、紙帶、秒表、低壓直流電流、導(dǎo)線、電鍵、天平，其中不必要的器材是______，缺少的器材是_______．

7、3．在《驗證機械能守恒定律》的實驗中，質(zhì)量為的重錘自由下落，通過打點計時器在紙帶上記錄運動過程，打點計時器所接電源的頻率為50Hz，如圖所示，紙帶上0點為重錘自由下落時紙帶打點起點，選取的計數(shù)點A、B、C、D依次間隔為一個點，各計數(shù)點與O點距離如圖示，單位為mm，g=9．8m／s2，則： (1)打點計時器記錄B點時，重錘速度為=________，重錘的動能為EkB=________。 (2)從O點下落算起，打點計時器記錄B點時，重錘重力勢能減少為________。 (3)以B點為例，說明你怎樣判斷重錘下落過程中機械能是否守恒? 4．如圖所示，一勻質(zhì)直桿AB長為，從圖示位置由靜止沿光

8、滑面ABD滑動，AB是半徑為的四分之一圓弧，BD為水平面，求直桿全部滑到BD時的速度大小。 5．將質(zhì)量為的物體以初速度豎直向上拋出，忽略空氣阻力，取，則： （1）物體上升的最大高度是多少？ （2）上升過程中何處重力勢能與動能相等？ 6． 如圖所示，在光滑的水平桌面上，放一根長為的鏈條，鏈條沿桌邊掛在桌外的長度為a，鏈條由靜止開始釋放，求鏈條全部離開桌面時的速度。 7．如圖，AB是高h1=0.6m、傾角θ=370的斜面，放置在水平桌面上，斜面下端是與桌面相切的一段圓弧，且緊靠桌子邊緣。桌面距地面的高度h2=1.8m。一個質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊從斜面頂端A由靜止開始沿

9、軌道下滑，運動到斜面底端B時沿水平方向離開斜面，落到水平地面上的C點?；瑝K與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。不計空氣阻力， g=10m/s2。求： （1）小滑塊經(jīng)過B點時的速度； （2）小滑塊落地點C距桌面的水平距離； （3）小滑塊落地時的速度大小。 q C A B h1 h2 【答案與解析】 一、選擇題： 1．ABC 解析：物體自由下落，只有重力做功，機械能守恒，Ｄ選項錯誤；物體下落ｈ重力對物體做功為mgh，重力勢能減少mgh，動能增加mgh，故ABC正確。 2．BD 解析：判斷機械能是否守恒，依據(jù)是重力以外的力是否做了功，不管物體是做勻速還是變

10、速運動，也不管物體是直線運動還是曲線運動，只要重力以外的力不做功或做功之和為零，機械能就守恒。合外力做功為零，并不意味著重力以外的力做功之和為零，故機械能不一定守恒，故BD選項正確。 3．A 解析：A選項中氫氣球勻速上升受浮力和重力，且浮力做功，故不守恒，其他選項只有重力做功，故守恒，D選項繩子拉力方向始終與速度方向垂直，故不做功，也守恒。 4．D 解析：因為汽車牽引力的大小等于摩擦力，故合外力為重力，在上坡過程中只有重力做負功，動能減小，勢能增大，總的機械能不變，故D選項正確。 5．C 解析：物體自由下落機械能守恒，設(shè)初狀態(tài)的勢能為Ep，此時的勢能為Ep1，則動能為2Ep1，

11、根據(jù)機械能守恒可知： 減少的勢能為，故C選項正確。 6．C 解析：根據(jù)機械能守恒可知： 故C選項正確。 7．BD 解析：對于系統(tǒng)機械能守恒，故D選項正確；但對于單個物體機械能不守恒，繩子拉力對做負功，其機械能減少，繩子拉力對做正功，其機械能增加，故B選項正確。 8、D 解析：由機械能守恒定律：，解得： 9、ACD 解析：由A到B的過程中恒力F做功，使得小球的動能和重力勢能均增加，因此恒力F做的功大于小球重力勢能的增量，故A正確；由題意知，小球在B點受到的沿圓弧切線方向的合力恰好為零，即拉力F與重力沿圓弧切線方向的分力大小相等，方向相反，則小球到達B點之前，小球在B點

12、受到圓弧切線方向的合力大于零，方向與速度方向相同，故從A到B小球做加速運動，故小球不可能靜止在B點．故B錯誤；細線的拉力始終與速度方向垂直，所以不做功．故C正確；若在B點將力F撤去時，由于存在速度，所以小球來回擺動時偏離豎直方向的最大角度大于θ，故D正確。 10、AB 解析：A、如果v0=，根據(jù)機械能守恒定律得：=mgh，解得：h=，即小球能夠上升的最大高度為，故A正確； B、設(shè)小球恰好能運動到與圓心等高處時在最低點的速度為v，則根據(jù)機械能守恒定律得：mgR=，解得，v= 故如果v0=，則小球能夠上升的最大高度為R，故B正確． C、D設(shè)小球恰好運動到圓軌道最高點時在最低點的速度為v1

13、，在最高點的速度為v2． 則在最高點，有 mg=m； 從最低點到最高點的過程中，根據(jù)機械能守恒定律得：2mgR=； 聯(lián)立以上兩式得：v=； 所以如果v0=和v0=，小球不能到達圓軌道的最高點，即上升的高度小于2R． 如果v0=，根據(jù)機械能守恒定律得：=mgh，解得：h=，當(dāng)根據(jù)豎直平面內(nèi)的圓周運動知識可知小球在上升到處之前就做斜拋運動了，故C、D錯誤； 故選：AB 二、解答題： 1.解析：實驗步驟中錯誤的是E和I，因為實驗中不需要測定時間，打點計時器應(yīng)使用低壓交流電源。可有可無的實驗步驟是A。 ??? 其余正確且必要的步驟按實驗操作順序排列是：J、G、B、H、D、C、F。

14、2．不必要的器材：秒表、低壓直流電源和天平；缺少的器材：低壓交流電源、刻度尺、重錘． 3．解析：（1）1．175m／s，6．96×10-1J； ， （2）6．92×10一1J； （3）EkB=6．96×10—1J，Ekp=6．92×10—1J．在誤差允許范圍內(nèi)，二者相等，可認為機械能守恒． 4． 解析：物體沿光滑軌道運動，僅有重力做功，機械能守恒，根據(jù)機械能守恒定律，有 5． 5m；2.5m 解析：(1)根據(jù)機械能守恒可知： （2）重力勢能與動能相等即： 6． 解析：選擇桌面上和掛出部分的鏈條作為研究對象，從圖中位置到全部移開桌面過程中，系統(tǒng)重力勢能的減小等整個鏈子動能增加，由機械能守恒得（設(shè)鏈子單位長度質(zhì)量為） 則： ∴ 7． 2.0m/s ；1.2m；6.4m/s 解析:(1)滑塊在斜面上受力圖如圖所示： f N mg 垂直于斜面方向:N - mgcosθ= 0 沿斜面方向:mgsinθ-μN = ma 求出a=2.0m/s2 由vB2=2as 求出vB=2.0m/s (2)設(shè)滑塊從B到C所用時間為t 由， 求出x=1.2m (3)從B到C，取地面為零勢能面，由機械能守恒定律有： 求出