机械能守恒定律测试题及答案

机械能守恒定律测试题一、选择题（每题4分，共40分）1．下列说法正确的是（）A．如果物体（或系统）所受到的合外力为零，则机械能一定守恒B．如果合外力对物体（或系统）做功为零，则机械能一定守恒C．物体沿固定光滑曲面自由下滑过程中，不计空气阻力，机械能一定守恒D．做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒2．如图所示，木板OA水平放置，长为L，在A处放置一个质量为m的物体，现绕O点缓慢抬高到A端，直到当木板转到与水平面成角时停止转动.这时物体受到一个微小的干扰便开始缓慢匀速下滑，物体又回到O点，在整个过程中（）A．支持力对物体做的总功为mgLsinαB．摩擦力对物体做的总功为零C．木板对物体做的总功为零D．木板对物体做的总功为正功3、设一卫星在离地面高h处绕地球做匀速圆周运动，其动能为1KE，重力势能为1PE。与该卫星等质量的另一卫星在离地面高2h处绕地球做匀速圆周运动，其动能为2KE，重力势能为2PE。则下列关系式中正确的是（）A．1KE＞2KEB．1PE＞2PEC．2211PKPKEEEED．11KPEE＜22KPEE4．质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力，下落的加速度为g54，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是（）A．物体动能增加了mgh54B．物体的机械能减少了mgh54C．物体克服阻力所做的功为mgh51D．物体的重力势能减少了mgh5．如图所示，木板质量为M，长度为L，小木块的质量为m，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接，小木块与木板间的动摩擦因数为μ.开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将m拉至右端，拉力至少做功为（）A．mgLB．2mgLC．2mgLD．gLmM)(6．如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板2m的左端，右端与小木块1m连接，且1m、2m及2m与地面之间接触面光滑，开始时1m和2m均静止，现同时对1m、2m施加等大反向的水平恒力1F和2F，从两物体开始运动以后的整个过程中，对1m、2m和弹簧组成的系统（整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是（）A．由于1F、2F等大反向，故系统机械能守恒B．由于1F、2F分别对1m、2m做正功，故系统动能不断增加C．由于1F、2F分别对1m、2m做正功，故系统机械能不断增加D．当弹簧弹力大小与1F、2F大小相等时，1m、2m的动能最大7．如图所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下，然后在水平面上前进至B点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为，滑雪者（包括滑雪板）的质量为m，A、B两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB段的过程中，摩擦力所做的功（）A．大于mgLB．小于mgLC．等于mgLD．以上三种情况都有可能8．嫦娥一号奔月旅程的最关键时刻是实施首次“刹车”减速．如图所示，在接近月球时，嫦娥一号将要利用自身的火箭发动机点火减速，以被月球引力俘获进入绕月轨道．这次减速只有一次机会，如果不能减速到一定程度，嫦娥一号将一去不回头离开月球和地球，漫游在更加遥远的深空；如果过分减速，嫦娥一号则可能直接撞击月球表面．该报道的图示如下．则下列说法正确的是（）A．实施首次“刹车”的过程，将使得嫦娥一号损失的动能转化为势能，转化时机械能守恒．B．嫦娥一号被月球引力俘获后进入绕月轨道，并逐步由椭圆轨道变轨到圆轨道．C．嫦娥一号如果不能减速到一定程度，月球对它的引力将会做负功．D．嫦娥一号如果过分减速,月球对它的引力将做正功,撞击月球表面时的速度将很大9、如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量都为m。开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h，物体B静止在地面上。放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对地面恰好无压力，则下列说法中正确的是：（）A．弹簧的劲度系数为hmgB．此时弹簧的弹性势能等于221mvmghC．此时物体B的速度大小也为vD．此时物体A的加速度大小为g，方向竖直向上10．一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向向下运动，运动过程中，物体的机械能与位移的关系图象如图所示，其中0～s1过程的图象为曲线，s1～s2过程的图象为直线，根据该图象，下列说法正确的是（）A．0～s1过程中物体所受拉力一定是变力，且不断减小hAB图2—13B．s1～s2过程中物体可能在做匀变速直线运动C．s1～s2过程中物体可能在做变加速直线运动D．0～s2过程中物体的动能可能在不断增大二、实验题11．（6分）一位同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，他的实验如下：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示.让小钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面上，水平距离为s.（1）请你推导出弹簧弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式：__________.（2）弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示：弹簧的压缩量x（cm）1.001.502.002.503.003.50钢球飞行的水平距离s（m）1.011.502.012.483.013.50根据以上实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系，并说明理由：______________________________________________________________________________________________________________________________________12．（12分）在用自由落体运动验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图.其中O点是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位cm）.已知打点计时器电源频率为50Hz，重锤质量为m，当地重力加速度g=9.80m/s2.（1）这三组数据中不符合有效数字读数要求的是_______________.（2）该同学用重锤取OB段的运动来验证机械能守恒定律，先计算出该段重锤重力势能的减小量为_________，接着从打点计时器打下的第一个点O作为记数点数起，由图中数据可以算出打B点时动能的增加量为___________（均保留三位有效数字）.这样他发现重力势能的减小量__________（填“大于”或“小于”）动能的增加量，造成这一错误的原因是____________.三、计算题13．（10分）一辆质量为m的汽车，以恒定的输出功率P在倾角为θ的斜坡上沿坡匀速行驶，如图所示，汽车受到的摩擦阻力恒为f（忽略空气阻力）.求：（1）汽车的牵引力F及速度v的表达式；（2）根据F及v的表达式，联系汽车上、下坡的实际，你能得到什么启发？14．（8分）如图2—13所示，倾角为37o的传送带以4m/s的速度沿图示方向匀速运动。已知传送带的上、下两端间的距离为L=7m。现将一质量m=0.4kg的小木块放到传送带的顶端，使它从静止开始沿传送带下滑，已知木块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25，取g=10m/s2。求木块滑到底的过程中，摩擦力对木块做的功以及生的热各是多少？15．（12分）我国的“嫦娥奔月”月球探测工程已经启动，分“绕、落、回”三个发展阶段：在2007年已发射一颗围绕月球飞行的卫星，计划在2012年前后发射一颗月球软着陆器，在2018年后发射一颗返回式月球软着陆器，进行首次月球样品自动取样并安全返回地球。设想着陆器完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱。如图所示，假设返回的着陆器质量为m，月球表面的重力加速度为g，月球的半径为R，轨道舱到月球的中心距离为r，已知着陆器从月球表面返回轨道舱的过程中需克服月球的引力做功W＝mgR(1－R/r)。不计月球表面大气对着陆器的阻力和月球自转的影响，则返回的着陆器至少需要获得多少能量才能返回轨道舱？16．（12分）质量为m的小物块A，放在质量为M的木板B的左端，B在水平拉力的作用下沿水平地面匀速向右滑动，且A、B相对静止.某时刻撤去水平拉力，经过一段时间，A在B上相对于B向右滑行了一段距离L（设木板B足够长）后A和B都停下.已知A、B间的动摩擦因数为1，B与地面间的动摩擦因数为2，且12，（1）、通过计算说明，A、B是否同时停止运动。（2）、从撤去水平拉力到A、B都停止运动的过程，B在地面上滑动的距离x机械能守恒定律测试题参考答案一、选择题1．答案：CD如果物体受到的合外力为零，机械能不一定守恒，如在光滑水平面上物体做匀速直线运动，其机械能守恒。在粗糙水平面上做匀速直线运动，其机械能就不守恒.所以A错误；合外力做功为零，机械能不一定守恒.如在粗糙水平面上用绳拉着物体做匀速直线运动，合外力做功为零，但其机械能就不守恒。所以B错误；物体沿光滑曲面自由下滑过程中，只有重力做功，所以机械能守恒.所以C正确；做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒，如自由落体运动，所以D正确.但有时也不守恒，如在粗糙水平面上拉着一个物体加速运动，此时就不守恒.2．答案：AC物体从A点到A/的过程中，只有重力G和支持力N做功，由动能定理0sinmgLWN，在此过程中支持力做功为sinmgLWN，从A/回到O点的过程中支持力的方向与路径始终垂直，所以支持力不做功，A正确.重力做的总功为零，支持力做的总功sinmgLWN，由动能定理得0fNG得sinmgLWf，B不正确.木板对物体的作用力为支持力N和摩擦力F，由0fNGfNWW即木板对物体做的功为零，C正确，D错误.3.【答案】AD【解析】由万有引力充当向心力hRmvhRMmG22)(得)(2212hRMmGmv，所以)(21hRMmGEK、)2(22hRMmGEK，选项A正确；取无穷远重力势能为零，则卫星在某一轨道上的重力势能为hRMmGEp，所以在离地面高h处机械能为)(211hRMmGEEpK，在离地面高2h处机械能为)2(222hRMmGEEpK，选项D正确。4．答案：ACD物体下落的加速度为g54，说明物体下落过程中受到的阻力大小为mgf51，由动能定理，mghmghmghEk5451；其中阻力做功为mgh51，即机械能减少量；又重力做功总与重力势能变化相对应，故ACD正确.5．答案：A若使拉力F做功最少，可使拉力F恰匀速拉木块，容易分析得出mgF2（此时绳子上的拉力等于mg），而位移为2L，所以mgLLmgFsW22.6．答案：D本题可采用排除法.F1、F2大于弹力过程，1m向右加速运动，2m向左加速运动，F1、F2均做正功，故系统动能和弹性势能增加，A错误；当F1、F2小于弹力，弹簧仍伸长，F1、F2还是做正功，但动能不再增加而是减小，弹性势能在增加，B错；当1m、2m速度减为零，1m、2m反向运动，这时F1、F2又做负功，C错误.故只有D正确.7．答案：C本题容易错选，错选的原因就是没有根据功的定义去计算摩擦力的功，而直接凭主观臆断去猜测答案，因此可设斜坡与水平面的夹角，然后根据摩擦力在斜坡上和水平面上的功相加即可得到正确答案为C．8.【答案】B、C、D【解析】嫦娥一号在减速时要向前喷气，喷出的气体对嫦娥一号做负功，因此嫦娥一号的速度会减小，根据机械能守恒的条件（只有重力做功）可知，嫦娥一号实施首次“刹车”的过程，机械能是不守恒的，因此A错；嫦娥一号要对月球表面进行考查因此要离月球表面近一些，因此嫦娥一号必须从高轨道变为低轨道，此时逐步由椭圆轨道转变为圆轨道，因此B对；如果）嫦娥一号如果不能减速到一定程度，此时月球无法俘获嫦娥一号，月球的引力不足以提供嫦娥一号绕月运行所需的向心力，此时嫦