粤教版 (2019)必修 第二册第四章 机械能及其守恒定律第五节 机械能守恒定律同步训练题

4.5机械能守恒定律基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．一个物体自斜面底端沿斜面上滑，滑到最高处后又滑下来，回到斜面底端；在物体上滑和下滑过程中（斜面不光滑）

A．物体的加速度一样大 B．重力做功的平均功率一样大

C．动能的变化量一样大 D．机械能的变化量一样大

2．物体在竖直方向上分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种运动。在这三种情况下物体机械能的变化情况是（　　）

A．匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小

B．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小

C．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能可能增加，可能减少，也可能不变

D．三种情况中，物体的机械能均增加

3．下列关于能量的说法中，正确的是(     )      

A．运动物体具有的能量叫动能

B．速度变化的物体动能一定变化

C．做变速运动的物体机械能可能守恒

D．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定

4．在下列所述实例中，机械能守恒的是（　　）

A．电梯加速上升的过程 B．雨滴在空中匀速下落的过程

C．木箱沿着固定光滑斜面下滑的过程 D．乘客随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程

5．把质量为1kg的小球放在竖立的轻质弹簧（劲度系数为500V/m）上，并将球向下按至A位置，如图甲所示。迅速松手后，球被弹起并沿竖直方向运动到最高位置C （图丙），途中经过B位置时弹簧正好处于自由状态（图乙）。已知B、A的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.15m，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，弹簧始终在弹性限度内，空气阻力不计，下列说法正确的是（　　）

A．从A到C的过程中，球先加速后减速，在B位置时动能最大

B．从A到C的过程中，球的机械能先增加后减小

C．松手瞬间球的加速度为13m/s2

D．弹簧被压缩至A位置时具有的弹性势能为2.5J，随后弹性势能减小直到为0

6．下列运动过程中，机械能一定守恒的是：

A．做自由落体运动的小球 B．在竖直平面内做匀速圆周运动的物体

C．在粗糙斜面上匀加速下滑的物块 D．匀速下落的跳伞运动员

7．如图所示，质量分别为M和m的两个小球静止置于高低不同的两个平台上，a、b、c 分别为不同高度的参考平面，下列说法正确的是（ ）

A．若以c为参考平面，M的机械能大

B．若以b为参考平面，M的机械能大

C．若以a为参考平面，m的机械能大

D．无论如何选择参考平面，总是M的机械能大

8．如图所示为曳引式电梯的结构示意图电梯井道底部弹簧式缓冲器与电梯轿箱的中心线重合。在某次电梯的安全性测试中，电梯轿箱在曳引绳的作用下匀速下降，接触弹簧式缓冲器，并最终安全停止。下列说法正确的是（　　）

A．轿箱与弹簧式缓冲器接触后立即开始减速

B．轿箱与弹簧式缓冲器接触后，先加速后减速

C．轿箱与弹簧式缓冲器接触后始终处于失重状态

D．轿箱与弹簧组成的系统在接触过程中机械能守恒

9．如图所示，质量为m的蹦极运动员从蹦极台上跃下。设运动员由静止开始下落，且下落过程中（蹦极绳被拉直之前）所受阻力恒定，且下落的加速度为。在运动员下落h的过程中（蹦极绳未拉直），下列说法正确的是（　　）

A．运动员克服阻力所做的功为

B．运动员的重力势能减少了

C．运动员的机械能减少了

D．运动员的动能增加了

10．下列运动中物体的机械能一定守恒的是（　　）

A．斜抛运动 B．匀速圆周运动

C．匀速直线运动 D．匀变速直线运动

11．下列运动过程中，物体机械能守恒的是（　　）

A．沿斜面匀速上滑的木块

B．在空中做平抛运动的石块

C．随电梯匀加速上升的货物

D．在空中匀速下落的雨滴

12．如甲、乙两图所示，下列关于机械能是否守恒，判断正确的是（　　）

①甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A的机械能守恒

②甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒

③乙图中，光滑斜面A固定，物体B沿斜面A下滑的过程中，物体B的机械能增加

④乙图中，斜面A和水平面均光滑，且斜面A不固定，物体B沿斜面A下滑的过程中，斜面A和物体B组成的系统机械能守恒

A．①④ B．②④ C．②③ D．①③

13．有关人造地球卫星，下列说法正确的是（     ）

A．两颗轨道不同的卫星，其周期可能相等 B．周期相同的两颗卫星，其机械能一定相同

C．在椭圆轨道上运行的卫星，其机械能不守恒 D．人造卫星环绕地球的运动周期可以等于70分钟

14．如图所示，劈a放在光滑的水平面上，斜面光滑，把b物体放在a斜面顶端由静止滑下，则在下滑过程中，a对b的弹力对b做功为W1，b对a的弹力对a做功为W2，对下列关系正确的是（　　）

A．W1=0，W2=0 B．W1≠0，W2=0

C．W1=0，W2≠0 D．W1≠0，W2≠0

15．下列说法正确的是（       ）

A．机械能守恒时，物体一定不受阻力

B．机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用

C．物体处于平衡状态时，机械能必守恒

D．物体所受的外力不等于零，其机械能也可以守恒

二、填空题（共4题）

16．一手枪竖直向上以v0的速度射出一颗质量为m的子弹，子弹在上升过程中，子弹的动能_______，重力势能________（填：增加、不变、减小）．达到最高点时，子弹的动能等于_______．由于空气阻力的存在，最高点的重力势能大小______（填：小于、等于、大于）射击时的初动能大小，若子弹总共上升了h，那么在上升过程中损失了的机械能为_______．

17．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设物体在桌面处的重力势能为0，则小球落地时的重力势能为______，整个下落过程中机械能的改变量为________。

18．质量为M的物体，从高度为60m处自由落下，以地面为零势能参考面，不计空气阻力时，在______高度物体的动能是重力势能的二倍。

19．在“探究弹簧形变与弹力的关系”的实验中，某同学先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺刻度，然后将不同数量的相同的钩码依次悬挂在竖直弹簧下端，并记录好相应读数。

(1)某次测量如图所示，刻度尺竖直放置，零刻度线在上面，则指针所指刻度尺读数为_______ cm。

(2)该同学在实验过程中，发现挂前3个钩码时，钩码重力与对应的弹簧伸长量基本成正比关系，但当挂上第4个钩码时，弹簧突然向下伸长很多，和前3组数据对比，明显不再成正比关系，产生这种情况的原因是_________。

(3)更换新的同种弹簧后进一步探究，在挂上第3个钩码后，在弹簧伸长过程中钩码的机械能将______，弹簧的弹性势能将_______。（填“增加”“不变”或“减少”）

三、综合题（共4题）

20．荡秋千是中国清明节习俗，所以清明节也称“秋千节”。民间传说秋千荡得越高，生活过得越美好。如图所示，甲同学坐在与竖直绳连接的水平踏板上，此时，可认为人相对踏板不动且重心在踏板上。乙同学将他拉离至绳与竖直方向成角的A处后放手，甲同学无初速自由摆下，已知甲同学质量为40kg，秋千绳长4m，不计绳和踏板的质量，忽略空气阻力，（g取10m/s2，，）。

(1)求摆到最低点时，甲同学对踏板压力的大小；

(2)若踏板每次摆回到右侧最高点时，乙同学都会推一下甲同学，推动4次后，摆绳与竖直方向的夹角最大值，求平均每次推动甲同学过程中乙同学所做的功。

21．标准的排球场地为长方形（如图俯视），场地总长，总宽，EF是球场中线挂网区；CD和GH为进攻线，距中线EF均为3m，如图所示女子比赛中，网高为，男子比赛中网高为；排球的质量为，假设不考虑排球所受的空气阻力，试对以下问题进行分析计算：

（1）若女运动员甲在GH线上的某点把即将落地的球垫起，球恰好在运动到最高点时垂直于网面飞过，求被运动员甲垫起的排球具有的机械能为多大？（设地面为重力势能零面，结果保留2位有效数字）

（2）若女运动员乙在边线B点正上方处，把排球沿BI连线击出，为了能使排球落到有效的得分区域，初速度应满足什么条件？

22．如图，竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，水平轨道右下方有一段弧形轨道。质量为的小物块A与水平轨道间的动摩擦因数为。以水平轨道末端点为坐标原点建立平面直角坐标系，轴的正方向水平向右，轴的正方向竖直向下，弧形轨道端坐标为，端在轴上。重力加速度为。

（1）若A从倾斜轨道上距轴高度为的位置由静止开始下滑，求经过点时的速度大小；

（2）若A从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑，经过点落在弧形轨道上的动能均相同，求的曲线方程；

（3）将质量为（为常数且）的小物块置于点，A沿倾斜轨道由静止开始下滑，与B发生弹性碰撞（碰撞时间极短），要使A和B均能落在弧形轨道上，且A落在B落点的右侧，求A下滑的初始位置距轴高度的取值范围。

23．如图所示，悬崖上有一质量m＝50 kg的石块，距离地面高度h＝20 m，由于长期风化作用而从悬崖上由静止落到地面．若下落时不计空气阻力且石块质量不变，以地面为零势能面，求石块：（g取10 m/s2）

（1）未下落时在悬崖上的重力势能；

（2）落到地面时的速度大小；

（3）落到地面时的机械能大小．

参考答案：

1．D

2．C

3．C

4．C

5．D

6．A

7．B

8．A

9．D

10．A

11．B

12．B

13．A

14．D

15．D

16．     减小     增大     0     小于    

17．          0

18．20m

19．     14.16（14.13～14.17均可）     钩码对弹簧的拉力超过了弹簧的弹性限度，不再满足胡克定律     减少     增加

20．(1)560N；(2)80J

21．（1）9.1J；

（2）如果排球恰好过网，有

解得

如果排球刚好到I点，有

解得

显然此高度下水平击球，无论速度多大，球不是触网就是过界。

22．（1）；（2）（其中，）；（3）

23．（1）104 J          （2） 20 m/s        （3） 104 J