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 0A水平放置，長為L，在A處放置一個質量為 m的物體，現 繞0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幵始緩慢勻速下滑，物體又回到0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

2、體做的總功為零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E。，重力勢能為Ep!。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Ek2，重力勢能為Ep2。則下列關系式中正確的是（）A. Ek!> EK2epiP24. 質量為m的物體，由靜止幵始下落，由于空氣阻力，下落的加速度為在物體下落h的過程中，下列說法正確的是A.物體動能增加了 4 mgh5C.物體克服阻力所做的功為1 mgh5B. 物體的機械能減少了 - mgh5D.物體的重力勢能減少了mgh5.如圖所示，木板質量為 M長度為L，小木塊的質量為 m水平地面光滑,

3、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口 .幵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A. mgLB.mgLmgLD.(M m)gLJFlm 1f / / / X ff /6.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mi連接，且mi、m2及m2與地面之間接觸面光滑，幵始時m,和m2均靜止，現同時對 mi、m?施加等大反向的水平恒力Fi和F?，從 兩物體幵始運動以后的整個過程中，對 mi、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），正確的說法是（）A. 由于Fi、F2等大反向，故系統機械能守恒B. 由

4、于Fi、F2分別對mi、m2做正功，故系統動能不斷增加C. 由于Fi、F2分別對mi、m2做正功，故系統機械能不斷增加D. 當彈簧彈力大小與 Fi、F2大小相等時，mi、m2的動能最大7.如圖所示，滑雪者由靜止幵始沿斜坡從點自由滑下，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 mgL B .小于 mgLC. 等于mgL D.以上三種情況都有可能8. 嫦娥一號奔月旅程的最關鍵時刻是實施首次“剎車”減速.如圖所示，在接 近月球時，嫦娥一號將要利用自身

5、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 將一去不回頭離幵月球和地球，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、如圖所示，物體A、B通過細繩及輕質彈

6、簧連接在輕滑輪兩側，物體A、B的質量都為m。幵始時細繩伸直，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，與地則下列說法中正確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, 的是：（）A. 彈簧的勁度系數為mghB. 此時彈簧的彈性勢能等于 mgh 1 mv22C. 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，由靜止幵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0si過程的圖象為曲線，siS2過程的圖象為直線，根據該圖象，下列說法正確的是（）A.

7、0si過程中物體所受拉力一定是變力，且不斷減小B. siS2過程中物體可能在做勻變速直線運動C. siS2過程中物體可能在做變加速直線運動D. 0S2過程中物體的動能可能在不斷增大二、實驗題ii. （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水平地面上，水平距離為S.(1)請你推導出彈簧彈性勢能 E與小

8、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x與對應的鋼球在空中飛行的水平距離s的實驗數據如彈簧的壓縮量x (cm)鋼球飛行的水平距離S(m)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 選得紙帶如圖其中0點是起始點，A、B C是打點計時器連續打下的三個 點，該同學用毫米刻度尺測量 0點到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g=s2.(1 )這三組數據中不符合有效數字讀

9、數要求的是 .(2)該同學用重錘取 0B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0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 P在 傾角為9的斜坡上沿坡勻速行駛，如圖所示，汽車受到的摩擦阻力恒為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

10、圖213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= 勺小木塊放到傳送帶的頂端，使它從靜止幵始沿傳送 帶下滑，已知木塊與傳送帶間的動摩擦因數為口 =，取 g=10m/s2。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

11、務后， 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

12、摩擦因數 為i，B與地面間的動摩擦因數為2，且21，(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

13、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Wn mgLsin 0，在此過程中支持力做功為 Wn mgLsin ，從A回到0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WN mgLsin，由動能定理得 WG WN Wf 0得Wf mgLsin ，B不正確.木 板對物體的作用力為支持力N和摩擦力F，由WsWnWf0得wNWf0即木板對物體做的功為零，C正確，D錯誤.23. 【答案】A【解

14、析】由萬有引力充當向心力皿得mv2，(R h)2 R h 22(R h)所以Ek1 G Mm一、Ek2 G Mm一，選項A正確；取無窮遠重力勢能為零， 2(R h)2(R 2h)則衛星在某一軌道上的重力勢能為Ep，所以在離地面高h處機械能為p R hEki Epi G Mm ，在離地面高2h處機械能為Ek2 Ep2 G，選項p 2(R h)p 2(R 2h)D正確。4. 答案：ACD物體下落的加速度為4g，說明物體下落過程中受到的阻力大小為5gf mg ,由動能定理，Ek mgh 1mgh上mgh ；其中阻力做功為1mgh，即機械能減少量；555又重力做功總與重力勢能變化相對應，故ACD正確.

15、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F 2 mg （此時繩子上的拉力等于 mg ），而位移為L，所以W Fs 2 mg 1 mgL .2 26. 答案：D本題可采用排除法.Fi、F2大于彈力過程，m-i向右加速運動，m2 向左加速運動，Fi、F2均做正功，故系統動能和彈性勢能增加，A錯誤；當F、F2小于彈力，彈簧仍伸長，Fi、F2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，m、m2反向運動，這時 F、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

16、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C.8. 【答案】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

17、， 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，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Ah正確；由機械有守恒可知 A物體減少的重力勢能與彈性勢能和 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選取物體幵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

18、 Fs fmv 0，則物體的機械能為E mv2 （ mgs） Fs，在 Es圖象中，圖象斜率的大小反映拉力的大小，0si過程中，斜率變大，所以拉力一定變大，A錯；SiS2過程的圖象為直線，拉力 F不變，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 mg F，則D項就有可能二、實驗題11. 答案：（1） Ep（ 1分）（2） Ep與x的關系：Ep與X2成正比（1分）猜測的理由：由表中數據可知，在誤差范圍內,X x s，從 Epmgs24h可猜測Ep與x2成正比（2 分）解析：由h 1gt2，S Vt，所以v s標，根據機械能守恒定律：彈簧的彈性“ 2勢能與小鋼球離幵桌面的動能相

19、等，因此Ep -mv2 mghL.24h12.答案：（1） OC或者（2分）（2）（ 2分）（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，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2mvB =；實驗過程中由于存在阻力因素，重力勢能的減少量略大于動能的增加量， 二、計算題13.解析：（1）汽車上坡時沿斜面做勻速運動，則F1 f mgsin ，（1分）P F1V1 （ 1 分）解得 v1P （ 1 分）f mg sin（2）汽車下坡時，同理有f F2 mgsin ，（1分）P F2V

20、2 （ 1分）解得V2f mgsin（1分）上述計算結果告訴我們，汽車在輸出功率定的條件下，當彳F1>F2 時，V1<V2，即汽車沿斜坡上行時，車速V1小，換取汽車較大的牽引力R;當汽車沿斜坡下行時，車的牽引力F2較小，則車速V2較大.14.【審題】該題目要分成兩段考慮，第一段:（2分）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>Vo。這一階段木塊相對于傳送帶向前運動，受到的摩擦力方向向 后，合外力仍沿斜面向前。【解析】剛幵始時，合力的大小為 F合i = m(sin37o + 口 mgcos37o,由牛頓第二定律，加速度大小 ai= 皂 =8m/s2,m該過程所用時間ti= V =,ai2位移大小 Si = V = 1m。2a1二者速度大小相同后，合力的大小為F合2= mcsin37o 口 mgpos37o,加速度大小 a2= F合2 = 4m/S，m位移大小 S2 = L -Si= 6m,所用時間 S2 = V ot 2 + 1 a2t2?得：t 2= is 0 (另一個解