人教版高三物理动能关系，能量守恒定律专项训练

一、选择题

1. 难度：中等

滑板是现在非常流行的一种运动，如图所示，一滑板运动员以7 m/s的初速度从曲面的A点下滑，运动到B点速度仍为7 m/s，若他以6 m/s的初速度仍由A点下滑，则他运动到B点时的速度              (　　)        图1

A．大于6 m/s　　　　　B．等于6  m/s

C．小于6 m/s          D．条件不足，无法计算

2. 难度：中等

质量为m的物体，从距地面h高处由静止开始以加速度a＝g竖直下落到地面，在此过程中                                                                 (　　)

A．物体的重力势能减少mgh

B．物体的动能增加mgh

C．物体的机械能减少mgh

D．物体的机械能保持不变

3. 难度：中等

如图所示，一小球从光滑圆弧轨道顶端由静止开始下滑，进入光  

滑水平面又压缩弹簧．在此过程中，小球重力势能和动能的最大值分

别为E_p和E_k，弹簧弹性势能的最大值为E_p′，则它们之间的关系为(　　) 图2

A．E_p＝E_k＝E_p′             B．E_p>E_k>E_p′

C．E_p＝E_k＋E_p′             D．E_p＋E_k＝E_p′

4. 难度：中等

如图所示，水平面上的轻弹簧一端与物体相连，另一端固定在墙上的P点，已知物体的质量为m＝2.0 kg，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4，弹簧的劲度系数k＝200 N/m.现用力F拉物体，使弹簧从处于自然状态的O点由静止开始向左移动10 cm，这时弹簧具有弹性势能E_p＝1.0 J，物体处于静止状态．若取g＝10 m/s²，则撤去外力F后                               (　　)      图3

A．物体向右滑动的距离可以达到12.5 cm

B．物体向右滑动的距离一定小于12.5 cm

C．物体回到O点时速度最大

D．物体到达最右端时动能为零，系统机械能也为零

5. 难度：中等

如图所示，倾角为30°的斜面体置于水平地面上．一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O，A的质量为m，B的质量为4m.开始时，用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力)，OB绳平行于斜面，此时B静止不动．将A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，下列判断中错误的是                                          (　　)

A．物块B受到的摩擦力先减小后增大

B．地面对斜面体的摩擦力方向一直向右

C．小球A的机械能守恒

D．小球A的机械能不守恒，A、B系统的机械能守恒

6. 难度：中等

轻质弹簧吊着小球静止在如图所示的A位置，现用水平外力F将小球缓慢拉到B位置，此时弹簧与竖直方向的夹角为θ，在这一过程中，对于整个系统，下列说法正确的是                                                 (　　)      图5

A．系统的弹性势能不变

B．系统的弹性势能增加

C．系统的机械能不变

D．系统的机械能增加

7. 难度：中等

一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t₀滑至斜面底端．已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定．若用F、v、x和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则如图所示的图象中可能正确的是      (　　)

图6

8. 难度：中等

某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型．图中K₁、 

K₂为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧．下列表述正确的是(　　)

A．缓冲效果与弹簧的劲度系数无关                                      

B．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等

C．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等

D．垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变

9. 难度：中等

如图所示，A、B、C、D四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同，现从同一高度h处由静止释放小球，使之进入右侧不同的竖直轨道：除去底部一小段圆弧，A图中的轨道是一段斜面，高度大于h；B图中的轨道与A图中的轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；C图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道，其上部为直管，下部为圆弧形，与斜面相连，管的高度大于h；D图中的轨道是个半圆形轨道，其直径等于h.如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进入右侧轨道后能到达h高度的是                                                                 (　　)

图8

二、解答题

10. 难度：中等

(11分)一组数据显示：世界煤炭的储量还能烧200多年，我国煤炭的储量还能烧70多年；世界天然气的储量还能用50多年，我国天然气的储量还能用20年；世界石油的储量还能用40多年，我国现有的石油储量用不到20年．因此，新型清洁能源的开发利用成为人类的重点课题．风能作为一种清洁能源，对环境的破坏小，可再生，将成为人类未来大规模应用的能源之一．假设某地区的平均风速是6.0 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m³，此地有一风车，它的车叶转动时可以形成半径为20 m的圆面，假如这个风车能将此圆面内10%的气流的动能转变为电能．问：

(1)在圆面内，每秒冲击风车车叶的气流的动能是多少？

(2)这个风车平均每秒内发出的电能是多少？

11. 难度：中等

(12分)(2010·连云港模拟)如图所示，B是质量为2m、半径为R的光滑半球形碗，放在光滑的水平桌面上．A是质量为m的细长直杆，光滑套管D被固定，A可以自由上下运动，物块C的质量为m，紧靠半球形碗放置．初始时，A杆被握住，使其下端正好与碗的半球面的上边缘接触(如图)．然后从静止开始释放A，A、B、C便开始运动．求：                                    图9

(1)长直杆的下端运动到碗的最低点时，长直杆竖直方向的速度和B、C水平方向的速度；

(2)运动的过程中，长直杆的下端能上升到的最高点距离半球形碗底部的高度．

12. 难度：中等

(14分)如图所示，将质量均为m，厚度不计的两物块A、B用轻质弹簧相连接．第一次只用手托着B物块于H高处，A在弹簧的作用下处于静止状态，现将弹簧锁定，此时弹簧的弹性势能为E_p，现由静止释放A、B，B物块着地后速度立即变为零，同时弹簧解除锁定，在随后的过程中B物块恰能离开地面但不继续上升．第二次用手拿着A、B两物块，使弹簧竖直并处于原长状态，此时物块B离地面的距离也为H，然后由静止同时释放A、B，B物块着地后速度同样立即变为零，试求：                                  图10

(1)第二次释放A、B后，A上升至弹簧恢复原长时的速度大小v₁；

(2)第二次释放A、B后，B刚要离开地面时A的速度大小v₂.