高中人教版 (2019)4 机械能守恒定律习题

这是一份高中人教版 (2019)4 机械能守恒定律习题，共7页。试卷主要包含了解析等内容，欢迎下载使用。

素养落实练
1．下列关于机械能守恒的说法中正确的是( )
A．物体只受重力时，机械能才守恒
B．做匀速圆周运动的物体，其机械能一定守恒
C．物体所受合力为零时，物体的机械能一定守恒
D．除重力外，其他力不做功，物体的机械能一定守恒
2．如图所示，以下实例中均不考虑空气阻力，系统机械能守恒的是( )
3．2016年中国女排在里约奥运会上克服困难拿到冠军，“女排精神”又一次鼓舞了全国人民．假设排球在运动过程中所受的阻力不计，下列说法正确的是( )
A．排球从静止到发出的过程中机械能守恒
B．若接球后排球做上抛运动，则此过程中排球动能不变
C．若扣球后排球做平抛运动，则此过程中排球机械能守恒
D．若拦网后排球平抛出界，则此过程中排球机械能增加
4．木块静止挂在绳子下端，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起摆到一定高度，如图所示，从子弹开始射入到共同上摆到最大高度的过程中，下面说法正确的是( )
A．子弹的机械能守恒
B．木块的机械能守恒
C．子弹和木块的总机械能守恒
D．以上说法都不对
5.
如图所示，距离地面h处以初速度v0沿水平方向抛出一个物体，不计空气阻力，物体在下落过程中，下列说法正确的是( )
A．物体在c点比在a点具有的重力势能大
B．物体在c点比在a点具有的动能大
C．物体在a点比在b点具有的动能大
D．物体在a、b、c三点具有的动能一样大
6.
一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2，圆轨道1的半径为R，轨道2的半径是轨道1的1.8倍，小球的质量为m，若小球恰好能通过轨道2的最高点B，则小球在轨道1上经过A处时对轨道的压力为( )
A．2mg B．3mg
C．4mg D．5mg
7．如图所示，质量为m的足球静止在地面上的位置1，被运动员踢出后落到地面上的位置3，足球在空中到达最高点位置2时离地面的高度为h速率为v，以地面为参考平面，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A．运动员对足球做的功等于eq \f(1,2)mv2
B．运动员对足球做的功小于mgh＋eq \f(1,2)mv2
C．足球由位置1运动到位置2的过程中重力做功为mgh
D．足球运动到位置3前瞬间的机械能小于mgh＋eq \f(1,2)mv2
素养提升练
8．(多选)如图所示，一轻弹簧的一端固定于O点，另一端系一小球，将小球从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由下摆，不计空气阻力，则在小球由A点摆向最低点B的过程中( )
A．小球的机械能守恒
B．弹簧的弹性势能增加
C．弹簧和小球组成的系统机械能守恒
D．小球的机械能减少
9．(多选)下列几个实例中，满足机械能守恒的是( )
A．做匀速直线运动的物体
B．如图(甲)，物体在固定光滑圆弧面上自由滑动
C．如图(乙)，在光滑的水平面上压缩弹簧的小球
D．在光滑的水平面上被细线拉住做匀速圆周运动的小球
10．(多选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )
A．甲图中，物体将弹簧压缩的过程中，物体机械能守恒
B．乙图中，物体在大小等于摩擦力的拉力F作用下沿斜面下滑时，物体机械能守恒
C．丙图中，斜面光滑，物体在推力F作用下沿斜面向下运动的过程中，物体机械能守恒
D．丁图中，斜面光滑，物体在斜面上下滑的过程中，物体机械能守恒
11．(多选)质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L的不同长绳上，先将小球拉至同一水平位置(如图所示，)从静止释放，当两绳竖直时有( )
A．两球的速率一样大 B．两球的动能一样大
C．两球的机械能一样大 D．两球所受的拉力一样大
12．如图所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC，其半径R＝0.5 m，轨道在C处与水平地面相切，在C处放一小物块(图中未画出)，给它一水平向左的初速度v0＝5 m/s，结果它沿CBA运动，通过A点，最后落在水平地面上的D点，求C、D间的距离x(重力加速度g取10 m/s2)．
课时作业(十五) 机械能守恒定律
1．解析：物体除受重力或弹力外，也受其他力，但其他力不做功或做功的代数和为零，机械能也守恒，A错误．做匀速圆周运动的物体的动能不变，但势能可能变化，B错误．物体所受合力为零时，其机械能不一定守恒，C错误．由机械能守恒条件知，D正确．
答案：D
2．解析：A、B错：人上楼、跳绳都是人体的化学能转化为机械能，故系统机械能不守恒．C错：水滴石穿，水滴的机械能转化为内能，故机械能不守恒．D对：箭射出时，实现动能、弹性势能与重力势能的相互转化，系统机械能守恒．
答案：D
3．解析：排球从静止到发出的过程中，运动员对排球做功，排球机械能不守恒，故A错误．若接球后排球做上抛运动，则此过程中重力做负功，排球动能减少，故B错误．若扣球后排球做平抛运动，则此过程中只有重力做功，排球机械能守恒，故C正确．若拦网后排球平抛出界，则此过程中只有重力做功，排球机械能守恒，故D错误．
答案：C
4．解析：子弹射入木块的过程中，子弹克服摩擦力做功产生内能，故系统机械能不守恒，子弹的机械能不守恒，木块的机械能不守恒．故选D.
答案：D
5．解析：物体在下落过程中，重力势能减小，动能增大，所以物体在a点的重力势能大于c点的重力势能，在b、c点的动能大于在a点的动能，B对，A、C、D错．
答案：B
6．解析：小球恰好能过轨道2的最高点B时，有mg＝eq \f(mv\\al(2,B),1.8R)，小球在轨道1上经过A处时，有F＋mg＝eq \f(mv\\al(2,A),R)，根据机械能守恒定律，有1.6mgR＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,A)－eq \f(1,2)mveq \\al(2,B)，解得F＝4mg，C项正确．
答案：C
7．解析：设运动员对足球做功为W，由动能定理有：W－mgh－W阻＝eq \f(1,2)mv2，W＝mgh＋eq \f(1,2)mv2＋W阻，所以A、B错；空气阻力对足球做负功，运动过程中足球的机械能减小，足球在空中到达最高点位置2时的机械能为eq \f(1,2)mv2＋mgh，所以足球在地面上位置1时的机械能大于eq \f(1,2)mv2＋mgh，足球运动到位置3前瞬间的机械能小于eq \f(1,2)mv2＋mgh，D正确；足球由位置1运动到位置2的过程中重力做功为－mgh，故C错误．
答案：D
8．解析：A错，D对：由于弹簧弹力对小球做负功，所以小球的机械能减少．B对：由于弹簧被拉长，所以弹簧的弹性势能增大．C对：由A到B的过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，即弹簧与小球的总机械能守恒．
答案：BCD
9．解析：做匀速直线运动的物体，动能保持不变，但如果高度发生变化，则机械能发生变化，如匀速下降的降落伞，选项A错误；物体沿光滑圆弧自由滑动，重力做功，弧面对物体的弹力不做功，故物体的机械能守恒，选项B正确；在小球压缩弹簧的过程中，弹簧的弹性势能在增加，小球的机械能在减少，但小球和弹簧组成的系统机械能守恒，选项C错误；小球在光滑的水平面上运动，受到重力、水平面对小球的支持力，还有细线对小球的拉力，这些力皆与小球的运动方向垂直，不做功，所以小球在运动过程中无能量转化，保持原有的动能不变，即机械能守恒，选项D正确．
答案：BD
10．解析：物体压缩弹簧的过程中，物体所受重力和弹簧的弹力都对其做功，所以物体机械能不守恒．选项A错误．物体沿斜面下滑的过程中，除重力做功外，其他力做功的代数和始终为零，所以物体机械能守恒．选项B正确．物体下滑过程中，除重力外还有推力F对其做功，所以物体机械能不守恒．选项C错误．物体沿斜面下滑过程中，只有重力对其做功，所以物体机械能守恒．选项D正确．
答案：BD
11．解析：两球在下落过程中，机械能守恒，开始下落时，重力势能相等，动能都为零，所以机械能相等，下落到最低点时的机械能也一样大，选项C正确．选取小球A为研究对象，设小球到达最低点时的速度大小为vA，动能为EkA，小球所受的拉力大小为FA，则mgL＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,A)，FA－mg＝eq \f(mv\\al(2,A),L)，可得vA＝eq \r(2gL)，EkA＝mgL，FA＝3mg；同理可得vB＝2eq \r(gL)，EkB＝2mgL，FB＝3mg.故选项A、B错误，D正确．
答案：CD
12．解析： 方法一 应用机械能守恒定律求解．
物块由C到A过程，只有重力做功，机械能守恒，则：ΔEp＝－ΔEk，
即2mgR＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)－eq \f(1,2)mv2①
物块从A到D过程做平抛运动，则
竖直方向：2R＝eq \f(1,2)gt2②
水平方向：x＝vt③
由①②③式代入数据得：x＝1 m.
方法二 应用动能定理求解．
物块由C到A过程，只有重力做功，由动能定理得：－mg·2R＝eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)①
物块从A到D过程做平抛运动，则
竖直方向：2R＝eq \f(1,2)gt2②
水平方向：x＝vt③
由①②③式代入数据得：x＝1 m.
答案： 1 m