机械能守恒定律经典同步练习题及答案

1机械能守恒定律同步习题1、一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度为2m/s，则下列说法正确的是A.手对物体做功12JB.合外力对物体做功12JC.合外力对物体做功2JD.物体克服重力做功10J2、在下列情况下机械能不守恒的有：A．在空气中匀速下落的降落伞B．物体沿光滑圆弧面下滑C．在空中做斜抛运动的铅球（不计空气阻力）D．沿斜面匀速下滑的物体3、航天员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态向下摆，到达竖直状态的过程如图所示，航天员所受重力的瞬时功率变化情况是A．一直增大B。一直减小C．先增大后减小D。先减小后增大4、如图2所示，某力F=10N作用于半径R=1m的转盘的边缘上，力F的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方向一致，则转动一周这个力F做的总功应为：A、0JB、20πJC、10JD、20J.5、关于力对物体做功以及产生的效果，下列说法正确的是A.滑动摩擦力对物体一定做正功B.静摩擦力对物体一定不做功C.物体克服某个力做功时，这个力对物体来说是动力D.某个力对物体做正功时，这个力对物体来说是动力6、物体沿直线运动的v-t关系如图所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则（A）从第1秒末到第3秒末合外力做功为4W。（B）从第3秒末到第5秒末合外力做功为－2W。（C）从第5秒末到第7秒末合外力做功为W。（D）从第3秒末到第4秒末合外力做功为－0.75W。7、如图，卷扬机的绳索通过定滑轮用力Ｆ拉位于粗糙面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动。在移动过程中，下列说法正确的是Ａ.Ｆ对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和Ｂ.Ｆ对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和Ｃ.木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能Ｄ.Ｆ对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和8、如图所示，静止在水平桌面的纸带上有一质量为0.1kg的小铁块，它离纸带的右端距离为0.5m，铁块与纸带间动摩擦因数为0.1．现用力向左以2m/s2的加速度将纸带从铁块下抽出，求：（不计铁块大小，铁块不滚动）(1)将纸带从铁块下抽出需要多长时间？(2)纸带对铁块做多少功？v/ms－101234567t/s29、一种氢气燃料的汽车，质量为m=2.0×103kg，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a=1.0m/s2。达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶。试求：（1）汽车的最大行驶速度；（2）汽车匀加速启动阶段结束时的速度；（3）当速度为5m/s时，汽车牵引力的瞬时功率；（4）当汽车的速度为32m/s时的加速度；（5）汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。10、杂技演员在进行“顶杆”表演时，用的是一根质量可忽略不计的长竹竿，质量为30kg的演员自杆顶由静止开始下滑，滑到杆底时速度正好为零．已知竹竿底部与下面顶杆人肩部之间有一传感器，传感器显示顶杆人肩部的受力情况如图所示，取g=10m/s2.求：(1)杆上的人下滑过程中的最大速度；(2)竹竿的长度．11、如图所示，斜面倾角为，质量为m的滑块距挡板P为s，以初速度v沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为，滑块所受摩擦力小于滑块重力沿斜面的分力，若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求滑块经过的路程有多大？12、如图中两物体质量分别为m和2m，滑轮的质量和摩擦都不计，开始时用手托住2m的物体，释放后，当2m的物体从静止开始下降h后的速度是多少?一、选择题（每小题中至少有一个选项是正确的）1．关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（）3A．作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B．作匀变速运动的物体机械能可能守恒C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒2．一个物体由静止沿长为L的光滑斜面下滑。当物体的速度达到末速度一半时，物体沿斜面下滑的长度是（）A、L/4B、（2-1）LC、L/2D、L/23．如图所示，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中，以下叙述正确的是（）A．小球和弹簧总机械能守恒B．小球的重力势能随时间均匀减少C．小球在b点时动能最大D．到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量4．用力Ｆ把质量为ｍ的物体从地面举高ｈ时物体的速度为v，则（)A．力Ｆ做功为ｍｇｈB．重力做功为－ｍgｈC．合力做功为221mvD．重力势能增加为ｍgｈ5．如图所示，质量为m的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边光滑的定滑轮与质量为2m的砝码相连，让绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离时砝码未落地，木块仍在桌面上，这时砝码的速率为（）A．gh2B．gh631C．gh6D．gh332*6．质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B。支架的两直角边长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图7所示。开始时OA边处于水平位置，由静止释放，则（）A．A球的最大速度为2gl2B．A球的速度最大时，两小球的总重力势能最小C．A球的速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为450D．A、B两球的最大速度之比v1∶v2=2∶1*7．如图所示，一细绳的上端固定在天花板上靠近墙壁的O点，下端拴一小球，L点是小球下垂时的平衡位置，Q点代表一固定在墙上的细长钉子，位于OL直线上，N点在Q点正上方，且QN=QL，M点与Q点等高.现将小球从竖直位置（保持绳绷直）拉开到与N等高的P点，释放后任其向L摆动，运动过程中空气阻力可忽略不计，小球到达L后.因细绳被长钉挡住，将开始沿以Q为中心的圆弧继续运动，在此以后（）A．小球向右摆到M点，然后就摆回来B．小球沿圆弧摆到N点，然后竖直下落C．小球将绕Q点旋转，直至细绳完全缠绕在钉子上为止D．以上说法都不正确二、填空题8．将长为2Ｌ的均匀链条，放在高4Ｌ的光滑桌面上，开始时链条的一半长度处于桌面，其余从桌边下垂，从此状态释放链条，设链条能平滑地沿桌边滑下，则链条下端触地速度为_______________。9．一轻绳上端固定，下端连一质量为0.05千克的小球。若小球摆动过程中轻绳偏离竖直线的最大角度为60°，则小球在运动过程中，绳中张力的最大值为_____牛，最小值为。(g取10米/秒2)*10一内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R（比细管的半径大得多）．在圆管中有两个直径比细管内径略小的小球（可视为质点）。A球的质量为m1，B球的质量为m2。它们沿环形圆管顺时针运动，经过最低点时的速度都为v0设A球运动到最低点时，B球恰好运动到最高点，若要此时两球作用于圆管的合力为零，那么m1，m2，R与v0应满足的关系式是____。三、计算题11．如图所示，半径为r，质量不计的圆盘盘面与地面相垂直，圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O，在盘的最右边缘固定有一个质量为m的小球A，在O点的正下方离O点r／2处固定一个质量也为m的小球B．放开盘让其自由转动，问：（1）当A球转到最低点时，两小球的重力势能之和减少了多少？（2）A球转到最低点时的线速度是多少？（3）在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少？*12．如图所示，光滑圆管形轨道AB部分平直，BC部分是处于竖直平面内半径为R的半圆，圆管截面半径r《R，有一质量m，半径比r略小的光滑小球以水平初速V0射入圆管，（1）若要小球能从C端出来，初速V0多大？（2）在小球从C端出来的瞬间，对管壁压力有哪几种典型情况，初速V0各应满足什么条件？图7BAm2m2llO4参考答案：1、ACD2、AD3、C4、B5、D6、CD7、CD8、解：(1)设纸带的加速度为a1，铁块的加速度为a2．则222122212121,/1,/2tataLsmgasma，得t=1s。(2),05.0,2122JmgsfsWtas铁块铁块.05.021,/122JmvEWsmtavK铁块铁块9、40m/s20m/s2×104W0.25m/s255s10、解：(1)以人为研究对象，人加速下滑过程中受重力mg和杆对人的作用力F1，由题图可知，人加速下滑过程中杆对人的作用力F1为180N．由牛顿第二定律得mg一F1=ma，则a=4m/s2.1s末人的速度达到最大，则v=at1=4m/s.(2）加速下降时位移为：21121ats=2m.减速下降时，由动能定理得,210)(222mvsFmg代入数据解得msssms6,4212.11、解析：由于滑块重力沿斜面向下的分力大于滑块所受摩擦力，所以可断定滑块最终将停靠在挡板处．从以v向上滑动至最终停下，设滑块经过的路程为l，则重力做正功，摩擦力做负功．解法一：此过程重力对滑块做功WG＝mgssin，摩擦力做功Wf＝-mglcos对滑块由动能定理，有：mgssin-mglcos＝0-21mv2解得l＝cos2/sin2gvgs解法二：由能量转化与守恒求解，此过程滑块机械能的减少ΔE1＝mgssin＋21mv2，克服摩擦力做功转化的内能ΔE2＝mgcos·l，由能量守恒定律有ΔE1＝ΔE2即mgssin＋21mv2＝mglcos同样可解出l．答案：cos2sin22gvgs12、解析：细绳的拉力分别对物m和物2m做正功和负功，所以物m和物2m各自的机械能都不守恒，但物m和物2m构成的系统机械能守恒，故以系统为研究对象．此过程中系统减少的势能为2mgh-mgh＝mgh系统增加的动能为21(3m)v2根据机械能守恒定律，有5mgh＝21(3m)v2，v＝3/2gh答案：3/2gh参考答案1、BD2、A3、AD4、BCD5、D6、BCD7、D8、gL2119、1N0.25N10、)5()(202201gRvmgRvm11、（1）mgr21（2）gr54（3）03712、（1）gRv20（2）a、无压力gRv50b、对下管壁有压力gRvgR520c、对上管壁有压力gRv50