沪科版 高二（下） 第五章 F2.机械能守恒定律的应用 课后练习

一、单选题

1. 难度：简单

判断下列实例中机械能守恒的是（    ）．

A.从光滑斜面匀速下滑的物体

B.具有一定的初速度滑向光滑斜面的物体

C.以加速度匀加速下落的铁球

D.在竖直圆弧面上匀速下滑的小球

2. 难度：简单

如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动.图C中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是 （      ）

A. B. C. D.

3. 难度：简单

当重力对物体做正功时，物体的（ ）

A.重力势能一定增加，动能一定减小

B.重力势能一定减小，动能一定增加

C.重力势能不一定减小，动能一定增加

D.重力势能一定减小，动能不一定增加

4. 难度：简单

一个系统的机械能减小了，究其原因，下列推测中正确的是（    ）．

A.可能是克服重力做了功 B.可能是克服摩擦阻力做了功

C.一定是系统克服外力做了功 D.一定是向外界传递了能量

二、多选题

5. 难度：中等

滑块以速率靠惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速率变为，且．若滑块向上运动的位移中点为A，取斜面底端为零势能面，则（    ）．

A.上升时机械能减小，下降时机械能增大

B.上升时机械能减小，下降时机械能也减小

C.上升过程中动能和势能相等的位置在A点上方

D.上升过程中动能和势能相等的位置在A点下方

三、解答题

6. 难度：中等

是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，在下端B与水平直轨道相切，如图所示．一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑．已知圆轨道半径为R，小球的质量为m，不计各处摩擦．求：

(1)小球运动到B点时的动能．

(2)小球下滑到距水平轨道的高度为R时速度的大小和方向．

(3)小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时，所受轨道支持力F_NB、F_NC各是多大？

7. 难度：中等

如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A 从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端恰位于滑道的末端O点．已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数均为μ，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求：

（1）物块速度滑到O点时的速度大小；

（2）弹簧为最大压缩量d时的弹性势能 （设弹簧处于原长时弹性势能为零）

（3）若物块A能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少？

四、单选题

8. 难度：中等

如图所示，质量为m的雪橇，自高为h的山坡上A处由静止沿坡道向下滑，经B处到水平雪地上，最后停在C处．已知B和C之间的水平距离为s，雪橇与水平雪地之间的动摩擦因数为，要使雪橇由C点沿原来滑下的路径能运动到A点，雪橇的初速度至少为（）．

A. B. C. D.

9. 难度：中等

如图所示，AB为圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R．一质量为m的物体，与两个轨道的动摩擦因数都为μ，当它由轨道顶端A从静止下滑时，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力做功为（　　）

A. μmgR    B. mgR

C. mgR    D.

10. 难度：中等

如图，两个小球分别被两根长度不同的细绳悬于等高的悬点，现将细绳拉至水平后由静止释放小球，当两小球通过最低点时，两球一定有相同的 (     )

A.速度 B.角速度 C.加速度 D.机械能

五、多选题

11. 难度：简单

某人将重物由静止开始举高h，并使物体获得速度v，不计空气阻力。则下列说法中哪些是正确的

A.物体所受合外力对它做的功等于物体动能的增量

B.人的举力对物体做的功等于物体机械能的增量

C.物体所受合外力对它做的功等于动能、重力势能的增量之和

D.重力对重物做的功等于物体重力势能的增量

六、单选题

12. 难度：简单

质量为m的跳水运动员，从离水面的跳台上，以速度v斜向上跳起，跳起的最大高度离跳台，最后以速度u进入水中，若不计阻力，以水面为零势能面，则运动员的机械能为（    ）．

A. B. C. D.

13. 难度：中等

如图所示，小球从A点以初速度沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回A，C为的中点．则小球从A到C与从C到B的过程中正确的是（    ）．

A.速度的变化量相等 B.速度的变化率相等 C.减少的动能不相等 D.损失的机械能不相等

七、填空题

14. 难度：简单

在竖直平面内有一条光滑弯曲轨道，一个小环套在轨道上，从3.0m的高处无初速度释放．轨道上各个高点的高度如图所示．则第___高点是小环不可超越的；小环随后将如何运动？_______________________________________。

15. 难度：简单

如图所示，长的细绳，其下端拴一个质量为的小球，上端固定在A点．将小球拉至水平位置D且拉直绳子，然后由静止释放．小球到达最低点C时的速度大小为_________，此时小球对细绳的拉力大小为________，小球通过弧长的中点B时的动能为____________．

16. 难度：简单

如图所示，质量为m的物体由静止起沿斜面从高为的A点下滑到地面后，又沿另一斜面上滑到高为的B点．若在B点给物体一个初速度，使物体从B点沿原路返回到A点，需给物体的最小初速为_______．

17. 难度：中等

如图所示，轨道均光滑，小球自高为3R的斜轨顶端无初速地滑下并进入半径为R的圆轨道，到达轨道最低点时速度大小为__________，对轨道压力的大小为__________，到达圆周最高点时速度的大小为__________，对轨道压力的大小为__________．为使小球能通过圆周最高点，小球至少从斜轨上__________高处静止起滑下．

八、单选题

18. 难度：简单

一质量为m的物体在竖直向上拉力的作用下上升了h高度，在此过程中，该物体（    ）．

A.机械能减少了 B.动能增加了

C.重力势能减少了 D.动能增加了

19. 难度：简单

下列说法中正确的是（    ）．

A.外力对物体做功的代数和等于物体机械能的增量

B.重力对物体做的功等于物体重力势能的增量

C.除重力外，其他力对物体做的总功等于物体机械能的增量

D.重力做功不引起物体机械能的变化

20. 难度：中等

在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下漂浮在半空．若减小风力，体验者在加速下落过程中(　　)

A. 失重且机械能增加 B. 失重且机械能减少

C. 超重且机械能增加 D. 超重且机械能减少

九、填空题

21. 难度：简单

一个质量为的物体，在地面附近以初速度、加速度匀减速竖直上升，则在上升10m的过程中，物体的动能为________J，物体的机械能为________J．

22. 难度：中等

某人以初速度，将质量为的小球竖直向上抛出，小球落地时的速度为，不计空气阻力，则小球刚被抛出时离地面的高度为__________m，人对小球做的功为________J．

23. 难度：简单

如图所示，光滑斜面固定在地面上，底端有小物块P，在沿斜面向上的拉力F的作用下由静止开始沿斜面向上运动．经过时间t，拉力做功30J，此时将F反向，又经过2t时间物块P回到出发点．设地面为重力势能零势能面，则物块回到地面时的机械能为_________J．

十、实验题

24. 难度：中等

为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用DIS设计了一个实验，实验装置如图所示，图中A、B两点分别固定了两个光电门，它们可以近似测出运动物体的瞬时速度在实验中测得物体经过A点时的速度为，经过B点时的速度为，为了证明物体经过A、B两点时的机械能相等，这位同学又设计了以下几个步骤，你认为其中必要或者正确的是　　

A. 用天平测出物体的质量

B. 用刻度尺测量A、B两点间的竖直距离

C. 利用算出物体从A点运动到B点的过程中重力势能的变化量

D. 验证与2gh是否相等

十一、填空题

25. 难度：中等

如图所示，小球A用不可伸长的细绳悬于O点，在O点的正下方有一固定的钉子B，OB=d，初始时小球A与O同水平面无初速度释放，绳长为L，为使小球能绕B点做完整的圆周运动，则d的取值范围是           ．

十二、解答题

26. 难度：中等

如图所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止．人与雪橇的总质量为．表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据．请根据图表中的数据解决下列问题：

（1）人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少？

（2）设人与雪橇在段所受阻力恒定，求阻力大小．（g取）

位置	A	B	C
速度	2.0	12.0	0
时刻	0	4	10

27. 难度：中等

如图所示，倾角θ=37°的斜面底端B平滑连接着半径R=0．40m的竖直光滑圆轨道．质量m=0．50kg的小物块，从距地面h=2．7m处沿斜面由静止开始下滑，小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0．25，求：（sin37°=0．6，cos37°=0．8，g=10m/s²）

（1）物块滑到斜面底端B时的速度大小．

（2）物块运动到圆轨道的最高点A时，对圆轨道的压力大小

28. 难度：困难

如图所示，固定的直杆与水平地面成37°角，段粗糙，段光滑，长度．质量的小环套在直杆上，在与直杆成角的恒力F作用下，从杆的底端由静止开始运动．当小环到达B时撤去F，此后小环飞离直杆，落地时的动能．（不计空气阻力，，，g取）

（1）求小环运动到B时的速度大小．

（2）若夹角，小环在杆段运动时，受到恒定的摩擦阻力，求F的大小．

（3）设直杆段的长度．若夹角，小环在段运动时，受到摩擦阻力的大小与直杆对小环的弹力的大小成正比，即，其中，且小环飞离轨道后，落地时的动能不大于20J，求F的取值范围．