物理必修 第二册1.5 机械能守恒定律练习题

这是一份物理必修 第二册1.5 机械能守恒定律练习题，共7页。试卷主要包含了单选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1.一个物体在运动的过程中所受的合力为零，则这个过程中( )
A. 机械能一定不变B. 物体的动能保持不变，而势能一定变化
C. 若物体的势能变化，机械能一定变化D. 若物体的势能变化，机械能不一定变化
2.如图所示，A、B两木块的质量之比为mA∶mB=3∶2，原来静止在小车C上，它们与小车上表面间的动摩擦因数相同，A、B间夹一根被压缩了的弹簧后用细线拴住。小车静止在光滑水平面上，烧断细线后，在A、B相对小车停止运动之前，下列说法正确的是（ ）
A. A，B和弹簧组成的系统动量守恒 B. A，B和弹簧组成的系统机械能守恒
C. 小车将向左运动 D. 小车将静止不动
3.如图所示，轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一小球，轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A. 小球通过最高点时一定受到杆的拉力B. 小球通过最低点时一定受到杆的拉力
C. 小球转动过程中机械能守恒D. 小球转动一圈的过程中重力的冲量为0
4.自空中某处水平抛出一物体（质点）至落地过程中，位移方向与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，取地面为参考平面，则物体被抛出时，其重力势能和动能之比为（ ）
A. 4tan2θ B. 4cs2θ C. 2tan2θ D. 2cs2θ
5.已知某炮弹离开炮台后做平抛运动，已知其初动能等于其重力势能的3倍（选取水平面为零势能点），则其射中水平面时，速度方向与水平面的夹角为（ ）
A. 30° B. 37° C. 45° D. 60°
6.如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t = 0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（ ）
A. t1时刻小球动能最大
B. t2时刻小球动能最大
C. t2 ~ t3这段时间内，小球和弹簧系统的机械能守恒
D. t2 ~ t3这段时间内，小球的动能与重力势能之和在减少
7.如图所示，一个物块在与水平方向成α角的恒力F作用下，沿水平面向右匀加速直线运动一段距离x。物块机械能的变化情况（ ）
A. 增大 B. 减小 C. 先增大后减小 D. 保持不变
8.物体从高空坠落到地面，即使质量较小，也可能会造成危害。设一质量为0.2kg的苹果从距离地面20m高处由静止下落，取重力加速度g=10m/s2。苹果在下落过程中的机械能E随时间t的变化图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
9.如图所示，小球从轻弹簧正上方某高处由静止开始下落，从小球接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中（弹簧保持竖直），下列叙述正确的是（ ）
A. 弹簧的弹性势能先增大后减小 B. 小球的机械能保持不变
C. 小球的动能一直减小 D. 小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增加
10.用不可伸长的细线悬挂质量为M的小木块，木块静止，如图所示，现有一质量为m的子弹自左方水平射向木块，并停留在木块中。已知子弹初速度为v0 ， 不计空气阻力，则下列判断正确的是（ ）
A. 从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的机械能守恒
B. 从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的动量守恒
C. 子弹射入木块后瞬间的共同速度为 mv0M
D. 子弹和木块一起上升的最大高度为 m2v022g(M+m)2
11.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B. 卫星在轨道2上由Q点向P点运动过程中机械能守恒
C. 卫星在轨道1上Q点的速度小于轨道2上P点的速度
D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度
12.如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过B点的速度为v1 ， 之后沿半圆形导轨运动，到达C点的速度为v2。重力加速度为g。在本题的求解过程中，没有直接利用牛顿运动定律，其原因有（ ）
A. 弹簧推物块过程中，由于弹簧弹力不是恒力，因此牛顿运动定律不成立
B. 物块脱离弹簧到B的过程，满足动量守恒的条件，可以不使用牛顿运动定律
C. 物块从B到C的过程，受变力作用、做曲线运动，因此牛顿运动定律求解会很繁琐
D. 物块从B到C的过程，机械能不守恒，这不满足牛顿运动定律应用的条件
二、填空题
13.在利用如左图所示的装置“验证机被能守恒定律”的实验中，某同学得到如右图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp=________，动能增加量△Ek=________。
14.在“验证机械能守恒定律”的实验中，交流电频率为 50Hz ，自由下落的重物质量为 1kg ，打出一条理想的纸带，
数据如图所示， g=9.8m/s2 ，O、A之间有多个点没画出，打点计时器打下点B时，物体的速度 vB= ________，从起点O到打下B点的过程中，重力势能的减少量 ΔEp= ________，此过程中物体动能的增量 ΔEk= ________。（答案保留两位有效数字）
15.如图所示，物体沿曲面从A点无初速度滑下，滑至曲面的最低点B时，下滑的高度为5m，速度为6m/s，若物体的质量为1kg，g取10m/s2。则下滑过程中物体机械能________（填“增加”或“减少”）量为________J。
16.如图所示的实验装置可以用来探究动能定理，长木板倾斜放置，小车（装有挡光片）放在长木板上，长木板旁放置两个距离为L的光电门A和B，质量为m的重物通过滑轮与小车相连，调整长木板的倾角，使得小车恰好在细绳的拉力作用下处于平衡状态，某时刻剪断细绳，小车加速运动，测得挡光片通过光电门A的时间为△t1 ， 通过光电门B的时间为△t2 ， 挡光片的宽度为d，小车的质量为M，重力加速度为g，不计小车运动中所受的摩擦阻力.小车加速运动时受到的合力F＝________；小车经过光电门A、B的瞬时速度vA＝________、vB＝________，如果关系式________在误差允许的范围内成立，即验证了动能定理.
三、解答题
17.如图所示，A的质量为2m，B的质量为m，两个小物体可视为质点，用轻质细线连接，跨过光滑固定于地面的圆柱体，开始时B着地，A恰好与圆心一样高，若无初速度地释放A、B，当A落地时，绳子马上断裂，求整个过程中，物体B上升的最大高度为多少？
18.如图所示，a、b两物块质量分别为m、2m，用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧，不计滑轮质量和一切摩擦．开始时，a、b两物块距离地面高度相同均为h，用手托住物块b，然后突然由静止释放，求物块b落地时物块a的速度大小
19.如图所示，斜面的倾角θ＝30°，另一边与地面垂直，高为H，斜面顶点上有一定滑轮，物块A和B的质量分别为m1和m2，通过轻而柔软的细绳连接并跨过定滑轮.开始时两物块都位于与地面距离为 12 H的位置上，释放两物块后，A沿斜面无摩擦地上滑，B沿斜面的竖直边下落.若物块A恰好能达到斜面的顶点，试求m1和m2的比值.滑轮的质量、半径和摩擦均可忽略不计.
答案
一、单选题
1. C 2. C 3. B 4. A 5. A 6. C 7. A 8. A 9. D 10. D 11. B 12. C
二、填空题
13. mghB；12m(hC−hA2T)2
14. 0.98m/s；0.49J；0.48J
15. 减少；32
16. mg；d△t1；d△t2；mgL=12M(d△t2)2−12M(d△t1)2
三、解答题
17. 解：以m和2m组成的系统为研究对象，在2m落地前，由系统机械能守恒可得 −mgR+2mgR=12(m+2m)v2−0 ①
以m为研究对象，在m上升过程中，由动能定理可得 −mgh=0−12mv2 ②
则m上升的最大高度H=R+h ③
由①②③式解得 H=43R
18. 解：a、b组成的系统机械能守恒，设落地时a 的速度为v
由机械能守恒定律得： 2mgh=mgh+12mv2+12（2m)v2 ，解得： v=2gh3
19. 解：设B下落 H2 时的速度为v，机械能守恒得 m2gH2−m1gH2sinθ=12(m1+m2)v2−0， ①
在A以速度v上升至顶点过程中，动能定理： −m1gH2(1−sinθ)=0−12m1v2 ②
解得： m1m2=12