機械能守恆定律及其應用練習題

2023-01-08 14:18:02 字數 5412 閱讀 3223

基礎達標

1.質量為m的物體從距地面h高處的某點自由落下,在這過程中不計空氣阻力,下列說法正確的是:(   )

a.重力對物體做功為mghb.重力勢能減少mgh

c.動能增加mghd.機械能增加mgh

2.關於機械能是否守恆的敘述,正確的是:(   )

a.作勻速直線運動的物體的機械能一定守恆

b.作勻速直線運動的物體機械能可能守恆

c.合外力對物體做功為零時,機械能一定守恆

d.只有重力對物體做功,物體機械能一定守恆

3.在不計空氣阻力的條件下,下列幾種運動中機械能不守恆的是:(   )

a.氫氣球勻速上公升

b.從高處向任意方向丟擲的小球

c.物體沿光滑曲面下滑

d.一小球用一細繩拴著在擺動的過程中

4.汽車上坡時,如果牽引力的大小等於摩擦力,不計空氣阻力,那麼,下列說法中哪乙個是正確的:(   )

a.汽車勻速上坡

b.汽車在上坡過程中機械能減小

c.汽車在上坡過程中機械能增大

d.汽車在上坡過程中,動能減小,勢能增大,總的機械能不變

5.物體靜止在某一高處時具有60j的勢能。當它從該處自由下落至另一位置時所具的勢能為動能的一半,那麼,物體所減少的勢能是下列中的哪乙個:(   )

a.20j    b.30j     c.40j    d.60j

6.質量為m的物體從距地面高為h的平台邊緣以初速度v0豎直向下丟擲。若不計空氣阻力,則物體下落到距地面高為h時的動能為下列中的哪一種:(   )

a.mgh+b.mgh-mgh  c.mgh+-mgh    d.mgh++ mgh

7.如圖所示,m1>m2,滑輪光滑且質量不計,在m1下降一段距離d的過程中(不計空氣阻力),下列說法正確的是:(   )

a.m1的機械能增加

b.m2的機械能增加

c.m1和m2的總機械能減少

d.m1和m2的總機械能不變

8.某同學身高1.8m,在運動會上參加跳高比賽,起跳後身體橫著越過了1.8m高度的橫桿,據此可估算出他起跳時豎直向上的速度大約為:(   )(g取10m/s2)

a.2m/s     b.4m/s     c.6m/s     d.8m/s

9.如圖所示,一勻質直杆ab長為,從圖示位置由靜止沿光滑面abd滑動,ab是半徑為r的四分之一圓弧,bd為水平面,求直杆全部滑到bd時的速度大小。

10.將質量為m的物體以初速度豎直向上丟擲,忽略空氣阻力,取g取10m/s2,則:(1)物體上公升的最大高度是多少?(2)上公升過程中何處重力勢能與動能相等?

11. 如圖所示,在光滑的水平桌面上,放一根長為的鏈條,鏈條沿桌邊掛在桌外的長度為a,鏈條由靜止開始釋放,求鏈條全部離開桌面時的速度。

12.如圖,ab是高h1=0.6m、傾角的斜面,放置在水平桌面上,斜面下端是與桌面相切的一段圓弧,且緊靠桌子邊緣。桌面距地面的高度h2=1.

8m。乙個質量m=1.0kg的小滑塊從斜面頂端a由靜止開始沿軌道下滑,運動到斜面底端b時沿水平方向離開斜面,落到水平地面上的c點。

滑塊與斜面間的動摩擦因數。不計空氣阻力,g=10m/s2。求:

(1)小滑塊經過b點時的速度;(2)小滑塊落地點c距桌面的水平距離;(3)小滑塊落地時的速度大小。

1.長度為的均勻鏈條放在光滑水平桌面上,使其長度的垂在桌邊,如圖所示,鬆手後鏈條從桌邊下滑,則鏈條滑至剛離開桌面時的速度大小為(桌面的高度大於鏈條的長度)(   )

a.       b.     c.       d.

2.如圖,質量分別為m和2m的兩個小球a和b,中間用輕質杆相連,在杆的中點o處有一固定轉動軸,把杆置於水平位置後釋放,在b球順時針擺動到最低位置的過程中:(   )

a.b球的重力勢能減少,動能增加,b球和地球組成的系統機械能守恆

b.a球的重力勢能增加,動能也增加,a球和地球組成的系統機械能不守恆

c.a球、b球和地球組成的系統機械能守恆

d.a球、b球和地球組成的系統機械不守恆

3.(2010 北京崇文模擬)一輕質細繩的下端系一質量為m的小球,繩的上端固定於o點,現用手將小球拉至水平位置(繩處於水平拉直狀態),鬆手後小球由靜止開始運動,在小球擺動過程中繩突然被拉斷,繩斷時與豎直方向的夾角為,已知繩能承受的最大拉力為f,若想求出值,你有可能不會求解,但是你可以通過一定的物理分析,對下列結果的合理性做出判斷。根據你的判斷值應為(   )

ab.cd.4.質量為m的物體,從靜止開始以2g的加速度豎直向下運動h高度,下列說法中正確的是(   )

a.物體的勢能減小2mgh       b.物體的機械能保持不變

c.物體的動能增加2mgh       d.物體的機械能增加mgh

5.距離地面高為5m的小球以初速度10m/s斜向上丟擲,不計空氣阻力,取g=10m/s2,小球落地時速度為多大?

6.如圖所示,質量為m的物體,以某一初速度從a點向下沿光滑的軌道運動,不計空氣阻力,若物體通過最低點b點時的速度為,求物體在a點時的速度是多少?

7.如圖所示,物體a和b繫在跨過定滑輪的細繩兩端,物體a 的質量ma=1.5,物體b的質量mb=1kg,開始時把a托起,使b剛好與地面接觸,此時物體a離地高度為1m。放手讓a從靜止開始下落,求:

(1)當a著地時,b的速率多大?(2)物體a落地後, b還能公升高多少?

8.如圖所示,用一條細繩通過乙個光滑的滑輪將乙個0.20kg的砝碼和光滑桌面上的乙個0.80kg的小車連線在一起。

開始時用手握住小車使砝碼離開地面1.0m,然後放手使小車從靜止開始運動。試計算:

(1)開始時砝碼的重力勢能(g取10m/s2);(2)放手後在砝碼到達地面時小車的速度。

9.如圖所示,某人乘坐雪橇從雪坡經a點滑至b點。接著沿水平路面滑至c點停止,人與雪橇的總質量為70kg。表中記錄了沿坡滑下過程中的有關資料,請根據圖表中的資料解決下列問題:

(1)人與雪橇從a到b的過程中,損失的機械能為多少?

(2)設人與雪橇在bc段所受阻力恆定,求阻力大小(g=10m/s2)

10.在傾角的光滑斜面頂端固定著乙個光滑的定滑輪。a、b兩個物體的質量分別ma=2kg和mb=4kg,跨過定滑輪用細繩相連。b物體距地面高度h=2m。

求將b由靜止釋放後,a物體能夠達到的最大速度是多少?

1.abc

解析:物體自由下落,只有重力做功,機械能守恆,d選項錯誤;物體下落h重力對物體做功為mgh,重力勢能減少mgh,動能增加mgh,故abc正確。

2.bd

解析:判斷機械能是否守恆,依據是重力以外的力是否做了功,不管物體是做勻速還是變速運動,也不管物體是直線運動還是曲線運動,只要重力以外的力不做功或做功之和為零,機械能就守恆。合外力做功為零,並不意味著重力以外的力做功之和為零,故機械能不一定守恆,故bd選項正確。

3.a解析:a選項中氫氣球勻速上公升受浮力和重力,且浮力做功,故不守恆,其他選項只有重力做功,故守恆,d選項繩子拉力方向始終與速度方向垂直,故不做功,也守恆。

4.d解析:因為汽車牽引力的大小等於摩擦力,故合外力為重力,在上坡過程中只有重力做負功,動能減小,勢能增大,總的機械能不變,故d選項正確。

5.c解析:物體自由下落機械能守恆,設初狀態的勢能為ep,此時的勢能為ep1,則動能為2ep1,

根據機械能守恆可知:

減少的勢能為,故c選項正確。

6.c解析:根據機械能守恆可知:

故c選項正確。

7.bd

解析:對於系統機械能守恆,故d選項正確;但對於單個物體機械能不守恆,繩子拉力對做負功,其機械能減少,繩子拉力對做正功,其機械能增加,故b選項正確。

8.b解析:根據機械能守恆,該同學重心上移了,

由機械能守恆可知:

故b選項正確。

9.解析:物體沿光滑軌道運動,僅有重力做功,機械能守恆,根據機械能守恆定律,有

10.解析:

(1)根據機械能守恆可知:

(2)重力勢能與動能相等即:

11.解析:選擇桌面上和掛出部分的鏈條作為研究物件,從圖中位置到全部移開桌面過程中,系統重力勢能的減小等整個鍊子動能增加,由機械能守恆得(設鍊子單位長度質量為)

則:∴  12.解析:

(1)滑塊在斜面上受力圖如圖所示:

垂直於斜面方向:

沿斜面方向:

求出a=2.0m/s2

由vb2=2as

求出vb=2.0m/s

(2)設滑塊從b到c所用時間為t

由,求出x=1.2m

(3)從b到c,取地面為零勢能面,由機械能守恆定律有:

求出13.(1)1080n    (2)1.2m    (3)見解析

解析:(1)機械能守恆

圓周運動

解得人對繩的拉力    f=f′

則    f=1080n

(2)動能定理

則  解得d=1.2m

(3)選手從最低點開始做平拋運動  x=vt

且由①式及以上兩式

解得當時,x有最大值,解得l=1.5m

因此,兩人的看法均不正確。當繩長越接近1.5m時,落點距岸邊越遠。

1.b  解析:由於鏈條在運動過程中,只有重力做功,故鏈條的機械能守恆。

設鏈條的總質量為,取桌面處的重力勢能為零,則

初狀態鏈條的機械能為:;

末狀態的機械能。

由得所以2.bc

解析:b球從水平位置下擺到最低點過程中,受重力和杆的作用力,杆的作用力方向待定。下擺過程中重力勢能減少動能增加,但機械能是否守恆不確定。

a球在b下擺過程中,重力勢能增加,動能增加,機械能增加。由於a+b系統只有重力做功,系統機械能守恆,a球機械能增加,b球機械能一定減少。所以b,c選項正確。

3.答案:d

本題可以用特殊值法。假設繩能承受的最大拉力f為0,則f=0時,只能取90°,,所以選項a、b排除,若繩子在小球下落到最低點時斷裂,則由機械能守恆定律或動能定理可以列出有關方程:,小球在最低點,由牛頓第二定律,,聯立可解得,即若能承受的最大拉力f為3mg,則,cos0°=1,再排除c選項,所以正確答案為d。

4.cd

解析:因重力做正功mgh,所以重力勢能減少mgh,除了重力做功以外,還有其他力做功,故機械能不守恆。以物體為研究物件,合力的功為2mgh,所以物體的動能增加為2mgh,以物體和地球為系統,外力做正功為mgh,故物體的機械能增加mgh,故cd選項正確。

5.解析:根據機械能守恆,取地面為零勢能面,則有:

6.解析:從a點到b點只有重力做功,機械能守恆,取b點為零勢能面,則根據機械能守恆可知:

又因可解得:

7.解析:

(1)系統機械能守恆可知:

(2)對b利用機械能守恆:設還能公升高,取離地面1m處為零勢能面

8.解析:

(1)取地面為零勢能面,則砝碼的重力勢能為:

(2)根據機械能守恆可知,砝碼減少的重力勢能等於砝碼和小車共同增加的動能,即:

9.解析:

(1)從a到b的過程中,人與雪橇損失的機械能

(2)人與雪橇在bc段做減速運動的加速度

根據牛頓第二定律:

即人與雪橇所受阻力大小為140n

10.解析:b豎直下落,a沿光滑斜面上公升過程中,a、b組成的機械能守恆,

所以a上公升的最大速度是

機械能守恆定律

a 拉力對重物所做的功等於增加的動能 b 物體克服重力所做的功等於物體增加的動能 c 合力對物體所做的功等於物體增加的動能 d 拉力對物體做的功等於物體克服重力做的功 7 如圖2所示,質量為m的物體,以速度v離開高為h的桌子,當它落到距地為h的a點時,在不計空氣阻力的情況下,以地面為重力勢能的零點,...

《機械能守恆定律》同步練習

新人教版高中物理必修二同步試題 第七章第八節機械能守恆定律 1 在下列物理過程中,機械能守恆的有 a 把乙個物體豎直向上勻速提公升的過程 b 人造衛星沿橢圓軌道繞地球執行的過程 c 汽車關閉油門後沿水平公路向前滑行的過程 d 從高處豎直下落的物體落在豎直的彈簧上,壓縮彈簧的過程,對彈簧,物體和地球這...

機械能守恆定律學案

5.3 機械能守恆定律及其應用 學習目標 1 理解住了重力勢能的相對性,知道重力做功與重力勢能變化之間的關係 2 理解機械能守恆定律的確切含義和適用條件 3 靈活應用機械能守恆定律解決力學問題,體會用守恆定律解題的優越性 自主學習 一 重力勢能 1 定義 物體的重力勢能等於物體的和的乘積 2 公式 ...