1、機械能守恒定律測試題一、選擇題（每題4 分，共40 分）1下列說法正確的是（）A如果物體（或系統）所受到的合外力為零，則機械能一定守恒B如果合外力對物體（或系統）做功為零，則機械能一定守恒C物體沿固定光滑曲面自由下滑過程中，不計空氣阻力，機械能一定守恒D做勻加速運動的物體，其機械能可能守恒2如圖所示，木板OA 水平放置，長為L，在 A 處放置一個質量為m 的物體，現繞O 點緩慢抬高到 A 端，直到當木板轉到與水平面成角時停止轉動.這時物體受到一個微小的干擾便開始緩慢勻速下滑，物體又回到O 點，在整個過程中（）A支持力對物體做的總功為mgLsinB摩擦力對物體做的總功為零C木板對物體做的總功為零

2、D木板對物體做的總功為正功3、設一衛星在離地面高h 處繞地球做勻速圓周運動，其動能為EK 1 ，重力勢能為 E P1 。與該衛星等質量的另一衛星在離地面高2h 處繞地球做勻速圓周運動，其動能為EK 2 ，重力勢能為 EP 2 。則下列關系式中正確的是（）A EK1 EK2B EP1 EP2C EK1EP 1EK2EP2D EK1EP1 EK 2EP244質量為m 的物體，由靜止開始下落，由于空氣阻力，下落的加速度為g ，在物體下落h 的過程中，下5列說法正確的是（）A物體動能增加了4 mghB物體的機械能減少了51C物體克服阻力所做的功為D物體的重力勢能減少了mgh54 mgh5mgh5如圖所

3、示，木板質量為M ，長度為L，小木塊的質量為m，水平地面光滑，一根不計質量的輕繩通過定滑輪分別與M 和 m 連接，小木塊與木板間的動摩擦因數為 .開始時木塊靜止在木板左端，現用水平向右的力將 m 拉至右端，拉力至少做功為（）ACmgLmgL2B 2DmgL(Mm)gL6如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板m2 的左端，右端與小木塊m1 連接，且m1 、m2 及m2 與地面之間接觸面光滑，開始時 m1 和 m2 均靜止， 現同時對m1 、m2 施加等大反向的水平恒力F1 和 F2 ，從兩物體開始運動以后的整個過程中，對m1 、 m2 和彈簧組成的系統（整個過程中彈簧形變不超過其彈性限度），正確的說

4、法是（）A由于 F1 、 F2 等大反向，故系統機械能守恒B由于F1 、 F2 分別對 m1 、 m2 做正功，故系統動能不斷增加C由于F1 、 F2 分別對 m1 、 m2 做正功，故系統機械能不斷增加D當彈簧彈力大小與F1 、F2 大小相等時，m1 、 m2 的動能最大7如圖所示，滑雪者由靜止開始沿斜坡從A 點自由滑下，然后在水平面上前進至B 點停下 .已知斜坡、水平面與滑雪板之間的動摩擦因數皆為，滑雪者（包括滑雪板）的質量為m，A、B 兩點間的水平距離為L.在滑雪者經過AB 段的過程中，摩擦力所做的功（）A大于mgLB小于mgLC等于mgLD以上三種情況都有可能8嫦娥一號奔月旅程的最關鍵

5、時刻是實施首次“剎車”減速如圖所示，在接近月球時，嫦娥一號將要利用自身的火箭發動機點火減速，以被月球引力俘獲進入繞月軌道這次減速只有一次機會，如果不能減速到一定程度，嫦娥一號將一去不回頭離開月球和地球，漫游在更加遙遠的深空；如果過分減速，嫦娥一號則可能直接撞擊月球表面該報道的圖示如下則下列說法正確的是（）A實施首次“剎車”的過程，將使得嫦娥一號損失的動能轉化為勢能，轉化時機械能守恒B嫦娥一號被月球引力俘獲后進入繞月軌道，并逐步由橢圓軌道變軌到圓軌道C嫦娥一號如果不能減速到一定程度，月球對它的引力將會做負功D嫦娥一號如果過分減速 , 月球對它的引力將做正功, 撞擊月球表面時的速度將很大9、如圖所

6、示，物體 A、B 通過細繩及輕質彈簧連接在輕滑輪兩側，物體A、B 的質量都為m。開始時細繩伸直，用手托著物體A 使彈簧處于原長且A 與地面的距離為h，物體 B 靜止在地面上。 放手后物體 A 下落， 與地面即將接觸時速度大小為v，此時物體 B 對地面恰好無壓力，則下列說法中正確的是：（）mgAA彈簧的勁度系數為h1 mv2B此時彈簧的彈性勢能等于mghh2BC此時物體 B 的速度大小也為 vD 此時物體 A 的加速度大小為g，方向豎直向上10一物體懸掛在細繩下端，由靜止開始沿豎直方向向下運動，運動過程中，物體的機械能與位移的關系圖象如圖所示，其中 0 s 過程的圖象為曲線， s11s2 過程的

7、圖象為直線，根據該圖象，下列說法正確的是（）A0 s1 過程中物體所受拉力一定是變力，且不斷減小Bs1 s2 過程中物體可能在做勻變速直線運動Cs1 s2 過程中物體可能在做變加速直線運動D 0 s2 過程中物體的動能可能在不斷增大二、實驗題11（ 6 分）一位同學要研究輕質彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關系，他的實驗如下：在離地面高度為 h 的光滑水平桌面上，沿著與桌子邊緣垂直的方向放置一輕質彈簧，其左端固定， 右端與質量為 m 的一小鋼球接觸 .當彈簧處于自然長度時，小鋼球恰好在桌子邊緣，如圖所示 .讓小鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向射出桌面，小球在空中飛行后落到

8、水平地面上，水平距離為s.（1）請你推導出彈簧彈性勢能Ep 與小鋼球質量m、桌面離地面高度 h、水平距離s 等物理量的關系式：_.（2）彈簧的壓縮量彈簧的壓縮量x 與對應的鋼球在空中飛行的水平距離x（ cm ）1.001.50s 的實驗數據如下表所示：2.002.503.003.50鋼球飛行的水平距離s（ m）1.011.502.012.483.013.50根據以上實驗數據，請你猜測彈簧的彈性勢能Ep 與彈簧的壓縮量x 之間的關系，并說明理由：_12（ 12 分）在用自由落體運動驗證機械能守恒定律時，某同學按照正確的操作選得紙帶如圖始點， A、B、C 是打點計時器連續打下的三個點，該同學用毫米

9、刻度尺測量O 點到.其中 O 點是起A、B、C 各點的距離，并記錄在圖中（單位cm） .已知打點計時器電源頻率為50Hz，重錘質量為m，當地重力加速度（ 1）這三組數據中不符合有效數字讀數要求的是_.g=9.80m/s 2.（ 2）該同學用重錘取OB 段的運動來驗證機械能守恒定律，先計算出該段重錘重力勢能的減小量為_ ，接著從打點計時器打下的第一個點O 作為記數點數起，由圖中數據可以算出打B 點時動能的增加量為_（均保留三位有效數字）.這樣他發現重力勢能的減小量_（填“大于”或“小于”）動能的增加量，造成這一錯誤的原因是_.三、計算題13（ 10 分）一輛質量為 m 的汽車，以恒定的輸出功率上

10、沿坡勻速行駛， 如圖所示， 汽車受到的摩擦阻力恒為P 在傾角為 的斜坡（f 忽略空氣阻力）.求：（ 1）汽車的牽引力F 及速度v 的表達式；（ 2）根據 F 及 v 的表達式，聯系汽車上、下坡的實際，你能得到什么啟發？14（ 8 分）如圖 2 13 所示，傾角為 37o 的傳送帶以 4m/s 的速度沿圖示方向勻速運動。已知傳送帶的上、下兩端間的距離為 L=7m 。現將一質量 m=0.4kg 的小木塊放到傳送帶的頂端，使它從靜止開始沿傳送帶下滑，已知木塊與傳送帶間的動摩擦因數為 =0.25，取 g=10m/s 2。求木塊滑到底的過程中，摩擦力對木塊做的功以及生的熱各是多少？15（ 12 分）我國

11、的“嫦娥奔月”月球探測工程已經啟動，分“繞、落、回”三個發展階段：在 2007 年已發射一顆圍繞月球飛行的衛星，計劃在 2012 年前后發射一顆月球軟著陸器，在2018 年后發射一顆返回式月球軟著陸器，進行首次月球樣品自動取樣并安全返回地球。設想著陸器完成了對月球表面的考察任務圖 213后，由月球表面回到圍繞月球做圓周運動的軌道艙。如圖所示，假設返回的著陸器質量為 m，月球表面的重力加速度為 g，月球的半徑為 R，軌道艙到月球的中心距離為 r ，已知著陸器從月球表面返回軌道艙的過程中需克服月球的引力做功 W mgR(1 R/r) 。不計月球表面大氣對著陸器的阻力和月球自轉的影響，則返回的著陸器

12、至少需要獲得多少能量才能返回軌道艙？16（ 12 分）質量為m 的小物塊A，放在質量為M 的木板 B 的左端， B 在水平拉力的作用下沿水平地面勻速向右滑動，且A、 B 相對靜止 .某時刻撤去水平拉力，經過一段時間，A 在 B 上相對于B 向右滑行了一段距離L（設木板B 足夠長）后A 和B 都停下.已知A、B 間的動摩擦因數為1 ，B 與地面間的動摩擦因數為2 ，且2 1 ，（ 1）、通過計算說明， A、 B 是否同時停止運動。（ 2）、從撤去水平拉力到A、 B 都停止運動的過程，B 在地面上滑動的距離x機械能守恒定律測試題參考答案一、選擇題1答案： CD 如果物體受到的合外力為零，機械能不一

13、定守恒，如在光滑水平面上物體做勻速直線運動，其機械能守恒。在粗糙水平面上做勻速直線運動，其機械能就不守恒.所以A 錯誤；合外力做功為零，機械能不一定守恒.如在粗糙水平面上用繩拉著物體做勻速直線運動，合外力做功為零，但其機械能就不守恒。所以B 錯誤；物體沿光滑曲面自由下滑過程中，只有重力做功，所以機械能守恒.所以 C 正確；做勻加速運動的物體，其機械能可能守恒，如自由落體運動，所以D 正確 .但有時也不守恒，如在粗糙水平面上拉著一個物體加速運動，此時就不守恒.2答案： AC物體從 A 點到 A/ 的過程中，只有重力G 和支持力 N 做功，由動能定理WNmgL sin0 ，在此過程中支持力做功為W

14、NmgL sin，從 A/ 回到 O 點的過程中支持力的方向與路徑始終垂直，所以支持力不做功，A 正確 .重力做的總功為零，支持力做的總功 WNmgLsin，由動能定理得WGWNW f0 得 W fmgL sin， B 不正確 .木板對物體的作用力為支持力 N 和摩擦力 F，由 WG WNW f 0 得 WNWf0 即木板對物體做的功為零， C 正確， D 錯誤 .3.【答案】AD【解析】由萬有引力充當向心力 GMmmv2得 1 mv2GMm， 所 以(R h) 2R h22(R h)EK 1MmGMmG、 EK2，選項 A 正確；取無窮遠重力勢能為零，則衛星在某一軌道上的2(Rh)2( R2

15、h)重力勢能為 E pG Mm ，所以在離地面高h 處機械能為 EK 1E p1GMm，在離地面高2h 處R h2( Rh)機械能為 EK 2E p2GMm，選項 D 正確。2(R2h)4答案： ACD 物體下落的加速度為4 g ，說明物體下落過程中受到的阻力大小為f1 mg ，55由動能定理，Ekmgh1 mgh4 mgh ；其中阻力做功為1 mgh，即機械能減少量；又555重力做功總與重力勢能變化相對應，故ACD 正確 .5答案： A 若使拉力 F 做功最少，可使拉力F 恰勻速拉木塊，容易分析得出F2mg （此時繩子上的拉力等于mg ），而位移為L，所以WFs 2 mgLmgL .226答

16、案： D本題可采用排除法 .F 、 F 大于彈力過程，m1 向右加速運動，m2 向左加速運12動， F1 、 F2 均做正功，故系統動能和彈性勢能增加，A 錯誤；當 F1、 F2 小于彈力，彈簧仍伸長， F1、 F 2 還是做正功，但動能不再增加而是減小，彈性勢能在增加，B 錯；當 m1 、m2 速度減為零， m1 、 m2 反向運動，這時F1、 F2 又做負功， C 錯誤 .故只有D正確.7答案： C本題容易錯選，錯選的原因就是沒有根據功的定義去計算摩擦力的功，而直接憑主觀臆斷去猜測答案，因此可設斜坡與水平面的夾角，然后根據摩擦力在斜坡上和水平面上的功相加即可得到正確答案為C8. 【答案】

17、B、 C、 D【解析】嫦娥一號在減速時要向前噴氣，噴出的氣體對嫦娥一號做負功，因此嫦娥一號的速度會減小，根據機械能守恒的條件（只有重力做功）可知，嫦娥一號實施首次“剎車”的過程，機械能是不守恒的，因此 A 錯；嫦娥一號要對月球表面進行考查因此要離月球表面近一些，因此嫦娥一號必須從高軌道變為低軌道，此時逐步由橢圓軌道轉變為圓軌道，因此B 對；如果）嫦娥一號如果不能減速到一定程度，此時月球無法俘獲嫦娥一號，月球的引力不足以提供嫦娥一號繞月運行所需的向心力，此時嫦娥一號將遠離月球，此時月球的引力對嫦娥一號做負功，因此C 對；嫦娥一號如果過分減速，根據圓周運動的知識可知嫦娥一號將直接奔向月球表面，此時

18、，月球對它的引力將做正功，撞擊月球表面時的速度將很大因此D對9【答案】 A【解析】 因 A 下落， 與地面即將接觸時速度大小為v ，此時物體 B 對地面恰好無壓力 , 所以 B 物體受力平衡 ,有 mg kh , 所以彈簧的勁度系數為mg , 故選項 A 正確 ; 由機械有守恒可知A 物體減少的重力勢能與彈性勢h能和 A 的動能兩者相等，所以選項B 錯 . 此時物體 B 的速度為零，選項C 錯； A 的加速度為零，選項D 錯 .10 答案： BD選取物體開始運動的起點為重力零勢能點，物體下降位移s，則由動能定理得，mgs Fs1mv0 ，則物體的機械能為E1( mgs)Fs ，在 Es 圖象中

19、， 圖象斜率的大小反映拉力2mv22的大小，0 s過程中，斜率變大，所以拉力一定變大，A 錯； s s2過程的圖象為直線，拉力F 不變，11物體可能在做勻加速或勻減速直線運動，B 對 C 錯；如果全過程都有mgF ，則 D 項就有可能 .二、實驗題11答案：（ 1） Epmgs2（1 分）（ 2） Ep 與 x 的關系： Ep 與 x2 成正比（1 分）猜測的理由：由4 h表中數據可知，在誤差范圍內，xs，從 E pmgs2可猜測 Ep 與 x2成正比（ 2 分）4h解析：由h1 gt 2 ， svt ，所以 vsg，根據機械能守恒定律：彈簧的彈性勢能與小鋼球離開桌面22h的動能相等，因此E

20、p1 mv2mgs224h .12答案：（ 1） OC或者15.7 （ 2分） （ 2） 1.22m （ 2 分）1.20m（2 分） 大于 （2 分）實驗過程中由于存在阻力因素，解析：（ 1）從有效數字的位數上不難選出OC不符合有效數字讀數要求；（2）重力勢能的減少量為1.22m ，B 點的瞬時速度是AC 全程的平均速度，可以求出動能的增量為1mvB2 =1.20m ；實驗過程中由于存在阻力2因素，重力勢能的減少量略大于動能的增加量，三、計算題13解析：（ 1）汽車上坡時沿斜面做勻速運動，則F1fmgsin，（1分）P F1v1 （1 分）解得 v1P（1 分）fmg sin（ 2）汽車下坡

21、時，同理有fF2mg sin，（1分）PF2v2 （ 1 分）解得 v2P（1 分）fmg sin上述計算結果告訴我們，汽車在輸出功率一定的條件下，當F >F 時， v<v，即汽車沿斜坡上行時，車速1212v1 小，換取汽車較大的牽引力F1；當汽車沿斜坡下行時，車的牽引力F2 較小，則車速 v2 較大 . （ 2 分）14 【審題】 該題目要分成兩段考慮，第一段：木塊的速度v<v0。這一階段木塊相對于傳送帶向后運動，受到的摩擦力方向向前，合外力沿斜面向前；第二段：木塊的速度v>v 。這一階段木塊相對于傳送帶向前運動，0受到的摩擦力方向向后，合外力仍沿斜面向前。【解析】 剛開始時，合力的大小為F 合 1 mgsin37o mgcos37o,由牛頓第二定律，加速度大小F合1 8m/s2，a 1m該過程所用時間t1v0 0.5s，a1v02位移大小1 1m。s 2a1二者速度大小相同后，合力的大小為F 合 2 mgsin37o mg cos37o,加速度大小a F合 2 4m/s2，2m位移大小s2 L-s1 6m,所用時間20212t 2 3s 舍去）s vta2t 2得： t 2 1s。（另一個解2摩擦力所做的功W mg cos37o·(s