2018_2019学年高中物理第四章机械能和能源4.5机械能守恒定律练习（含解析）教科版

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1、机械能守恒定律一、选择题1.从高为H处自由下落的物体,不计一切阻力,它的机械能E随高度h变化的图像是下图中的(　　)解析:物体只受重力,只有重力做功,机械能守恒,故E不随高度h变化,A正确.答案:A2.如图所示,某人以拉力F将物体沿斜面拉下,拉力大小等于摩擦力大小,则下列说法中正确的是(　　)A.物体做匀速运动B.合外力对物体做功等于零C.物体的机械能保持不变D.物体的机械能减小解析:由于拉力大小等于摩擦力大小,物体在重力沿斜面方向的分力作用下加速下滑,故A错;拉力与摩擦力分别对物体做正功和负功,并且做功的大小相

2、等,代数和为零,故机械能守恒,故B、D错,C对.答案:C3.如图所示,在两个质量分别为m和2m的小球a和b之间,用一根轻质细杆连接,两小球可绕过轻杆中心的水平轴无摩擦转动,现让轻杆处于水平位置,静止释放小球后,重球b向下转动,轻球a向上转动,在转过90°的过程中,以下说法正确的是(　　)A.b球的重力势能减少,动能增加B.a球的重力势能增加,动能减少C.a球和b球的机械能总和保持不变D.a球和b球的机械能总和不断减小解析:在b球向下、a球向上摆动过程中,两球均在加速转动,两球动能增加,同时b球重力势能减少,a球重

3、力势能增加,A正确,B错误;a、b两球组成的系统只有重力和系统内弹力做功,系统机械能守恒,C正确,D错误.答案:AC4.如图所示,在距地面h高处以初速度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,下列说法中正确的是(　　)A.物体在c点比在a点具有的机械能大B.物体在b点比在c点具有的动能大C.物体在a、b、c三点具有的动能一样大D.物体在a、b、c三点具有的机械能相等解析:小球在运动过程中,只受到重力作用,机械能守恒,在任何一个位置小球的机械能都是一样的,A错误,D正确;物体在下落过程中,重力势

4、能转化为动能,Eka

5、物体以初速度v0被抛出,不计空气阻力,求它到达B点时的速度大小.解析:不计空气阻力,物体在重力作用下做抛体运动,机械能守恒.选地面为参考平面,由机械能守恒定律知:mgH+=mg(H-h)+mv2所以v=.答案:7.某同学将一物体以30m/s的初速度竖直向上抛出(不计空气阻力,g取10m/s2),则:(1)物体最多能上升到离地多高的位置?(2)在离地面多高处,它的动能是重力势能的2倍?解析:(1)物体上升过程中只有重力做功,机械能守恒,设物体最多能上升到离地h高处,由机械能守恒定律得mgh=mv2所以h==45m.

6、(2)设在离地面h'高处,物体的动能是重力势能的2倍,由机械能守恒定律得:mgh'+mv'2=mv2由题意知mv'2=2mgh'以上两式联立解得h'=15m.答案:(1)45m　(2)15m8.如图所示,轨道ABCD的AB段为半径R=0.4m的四分之一粗糙圆弧形轨道,BC段为高h=5m的竖直轨道,CD段为水平轨道.一个质量m=1.0kg的小球由A点静止下滑,达到B点时,以vB=2.0m/s的速度水平飞出(不计空气阻力).g取10m/s2,求:(1)小球从A运动到B的过程中克服摩擦力做多少功?(2)小球离开B点后,

7、在CD轨道上的落地点到C点的水平距离.(3)小球落地时的速度大小.解析:(1)小球从A→B过程,由动能定理有:Wf+mgR=,代入数值解得:Wf=-2J,即克服摩擦力做功2J.(2)小球离开B点后做平抛运动,由平抛运动性质得竖直方向上:h=gt2水平方向上:x=vB·t所以水平距离x=vB=2×m=2m(3)取地面为零势能面,设落地点为E,由机械能守恒定律有+mgh=求得vE=2m/s≈10.2m/s.答案:(1)2J　(2)2m　(3)10.2m/s