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1、物理机械能守恒定律测试题及答案1.下列说法正确的是（）A.如果物体（或系统）所受到的合外力为零，则机械能一定守恒B.如果合外力对物体（或系统）做功为零，则机械能一定守恒C.物体沿光滑曲面自由下滑过程中，机械能一定守恒D.做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒2.如图所示，木板 OA水平放置，长为L,在A处放置一个质量为 m的物体，现绕。点缓慢抬高到A端，直到当木板转到与水平面成 a角时停止转动.这时物体受到一个微小的干扰便开始缓慢匀速下滑，物体又回到。点，在整个过程中（A.支持力对物体做的总功为mgL sin ：B.摩擦力对物体做的总功为零C.木板对物体做的总功为零D.木板对物体做的总功为正功3
2、.静止在粗糙水平面上的物块A受方向始终水平向右、大小先后为Fi、F2、F3的拉力作用做直线运动，t=4s时停下，其速度一时间图象如图所示，已知物块A与水平面间的动摩擦因数处处相同，下列判断正确的是（A.全过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功B.全过程拉力做的功等于零C. 一 定有 Fi+F3=2F2D,可能有 Fi+F32F224.质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力，下落的加速度为4g ,在物体下洛5的过程中，下列说法正确的是_ 4.A.物体动能增加了 一 mgh 5B.物体的机械能减少了1C.物体克服阻力所做的功为 一mgh 5D.物体的重力势能减少了mgh5.如图所示，木板质
3、量为 M,长度为L,小木块的质量为 m,水平地面光滑，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接，小木块与木板间的动摩擦因数为科.开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将m拉至右端，拉力至少做功为A. mgLB. 2 NmgLC.JmgLD. N(M +m)gL6 .如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板 m2的左端，右端与小木块 mi连接，且叫、m2及m2与地面之间接触面光滑， 开始时mi和mb均静止，现同时对mi、mb施加等大反向的水mi、m2和弹簧组成的系统（整J* J.| mt平恒力Fi和F2 ,从两物体开始运动以后的整个过程中，对个过程中弹簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是（A
4、.由于Fi、F2等大反向，故系统机械能守恒B.由于Fi、F2分别对mi、m2做正功，故系统动能不断增加C.由于Fi、F2分别对mi、m2做正功，故系统机械能不断增加D.当弹簧弹力大小与 Fi、F2大小相等时， N、m2的动能最大7 .如图所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下，然后在水平面上前进至 B点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为巴滑雪者（包括滑雪板）的质量为m, A、B两点间的水平距离为 L.在滑雪者经过 AB段的过程中，摩擦力所做的功（A.大于mgLb.小于/gLC.等于MmgLD.以上三种情况都有可能8 .用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速
5、上升，如果前后两过程的时间相同，不计空气阻力，则（）A.加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大B.匀速过程中拉力的功一定比加速过程中拉力的功大C.两过程中拉力的功一样大D.上述三种情况都有可能9 .如图所示，在不光滑的平面上，质量相等的两个物体A、B间用一轻弹簧相连接，现用水平拉力F作用在B上，从静止开始经一段时间后， A、B一起做匀加速直线运动，当它 们的总动能为 R时撤去水平力F,最后系统停止运动，从撤去拉力 F到系统停止运动的过程中，系统()A.克服阻力做的功等于系统的动能&B.克服阻力做的功大于系统的动能Ek工；C.克服阻力做的功可能小于系统的动能Ek-D.克服阻力做的功一定等于
6、系统机械能的减少量10 . 一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向向下运动，运动过程中，物体的机械能与位移的关系图象如图所示，其.中05过程的图象为曲线，s1s2过程的图象为直线，根据该图象，下列说法正确的是()A. 0si过程中物体所受拉力一定是变力，且不断减小B. siS2过程中物体可能在做匀变速直线运动C. s1s2过程中物体可能在做变加速直线运动D. 0s2过程中物体的动能可能在不断增大11 . (8分)一位同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，他的实验如下：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一小钢球
7、接触.当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示.让小钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面上，水平距离为 s.(1)请你推导出弹簧弹性势能 &与小钢球质量 m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式：.(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示:弹簧的压缩量x (cm)1.001.502.002.503.003.50钢球飞行的水平距离s (m)1.011.502.012.483.013.50根据以上实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系，并说明理由：12 . （12分
8、）在用自由落体运动验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图.其中O点是起始点，A、日C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量。点到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位 cm）.已知打点计时器电源频率为50Hz,重锤质量为m,当地重力加速度 g=9.80m/s2.（1）这三组数据中不符合有效数字读数要求的是 .（2）该同学用重锤取 OB段的运动来验证机械能守恒定律，先计算出该段重锤重力势能的减小量为 ,接着从打点计时器打下的第一个点O数起，数到图中B点是打点计时器打下的第 9个点，他用VB=gt计算跟B点对应的物体的瞬时速度，得 到动能的增加量为 （均保留三位有效
9、数字）.这样他发现重力势能的减 小量 （填“大于”或“小于”）动能的增加量，造成这一错误的原因是13 . （13分）一辆质量为 m的汽车，以恒定的输出功率P在倾角为0的斜坡上沿坡匀速行驶，如图所示，汽车受到的摩擦阻力恒为f （忽略空气阻力）.求：（1）汽车的牵引力F和速度v的表达式；（2）根据F与v的表达式，联系汽车上、下坡的实际，你能得到什么启发？14. （14分）如图所不，质量分别为3m、2m、m的三个小球A、日C用两根长为L的轻绳相连，置于倾角为 30。、高为L的固定光滑斜面上,A球恰能从斜面顶端外竖直落下，弧形挡板使小球只能竖直向下运动，小球落地后均不 再反弹.由静止开始释放它们，不计
10、所有摩擦，求：(1) A球刚要落地时的速度大小；(2) C球刚要落地时的速度大小.15. (14分)如图所示，倾角为 0的直角斜面体固定在水平地面上，其顶端固定有一轻质定滑轮，轻质弹簧和轻质细绳相连，一端接质量为m2的物块B,物块B放在地面上且使滑轮和物块间的细绳竖直，一端连接质量为mi的物块A,物块A放在光滑余面上的 P点保持静止，弹簧和斜面平行，此时弹簧具有的弹性势能为Ep.不计定滑轮、细绳、弹簧的质量，不计斜面、滑轮的摩擦，已知弹簧劲度系数为k, P点到斜面底端的距离为 L.现将物块A缓慢斜向上移 动，直到弹簧刚恢复原长时的位置， 并由静止释放物块 A, 当物块B刚要离开地面时，物块 A
11、的速度即变为零，求：(1)当物块B刚要离开地面时，物块 A的加速度;(2)在以后的运动过程中物块A最大速度的大小16. (16分)如图所示，光滑弧形轨道下端与水平传送带吻接,轨道上的A点到传送带的竖直距离和传送带到地面的距离均为h=5m,把一物体放在 A点由静止释放，若传送带不动,物体滑上传送带后，从右端B水平飞离，落在地面上的 P点,x=2m；若传送带顺时针方向转动，传送带速度大小为v=5m/s ,B、P的水平距离OP为则物体落在何处？这两17. （16分）如图所示，A、B、C质量分别为mA=0.7kg, mB=0.2kg,mc=0.1kg, B为套在细绳上的圆环，A与水平桌面的动摩擦因数科
12、=0.2,另一圆环 D固定在桌边，离地面高h2=0.3m,当 B、C从静止下降 h1=0.3m,C穿环而过，B被D挡住，不计绳子质量和滑次传送带对物体所做的功之比为多大?轮的摩擦，取g=10m/s2,若开始时A离桌面足够远.（1）请判断C能否落到地面.（2） A在桌面上滑行的距离是多少?18. （17分）质量为m的小物块A,放在质量为 M的木板B的左端，B在水平拉力的作用下沿水平地面匀速向右滑动，且 A、B相对静止.某时刻撤去水平拉力，经过一段时间,B在地面上滑行了一段距离 x, A在B上相对于B向右滑行了一段距离 L （设木板B足且N2 Api，求x的表达式.够长）后A和B都停下.已知A、B
13、间的动摩擦因数为 N1 ,B与地面间的动摩擦因数为 P2 ,AEh；参考答案1 .答案：CD如果物体受到的合外力为零，机械能不一定守恒，如在光滑水平面上物体做匀 速直线运动，其机械能守恒。在粗糙水平面上做匀速直线运动，其机械能就不守恒.所以A错误；合外力做功为零，机械能不一定守恒.如在粗糙水平面上用绳拉着物体做匀速直线运动，合外力做功为零，但其机械能就不守恒。所以 B错误；物体沿光滑曲面自由下 滑过程中，只有重力做功，所以机械能守恒.所以C正确；做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒，如自由落体运动，所以D正确.但有时也不守恒，如在粗糙水平面上拉着一个物体加速运动，此时就不守恒.2 .答案：AC
14、 物体从A点到A/的过程中，只有重力 G和支持力N做功，由动能定理WN _mg$Li=0,在此过程中支持力做功为 WN =mgLsinot ,从A，回到O点的过程中支持力的方向与路径始终垂直，所以支持力不做功，A正确.重力做的总功为零，支持力做的总功WN =mgLsince ,由动能定理得 Wg +Wn +Wf H得Wf =mgLsinc（ , B不正确.木板对物体的作用力为支持力 N和摩擦力F,由Wg +Wn +Wf =0得Wn -+Wf =0即木板对物体做的功为零，C正确，D错误.3 .答案：AC 根据动能定理知 A正确，B错误.第1s内，Fi Mmg =ma , 1s末到3s末，F2 -
15、Mmg =0 ,第 4s 内，MmgF3=ma,所以 Fi+F3=2E.4 .答案：ACD物体下落的加速度为,说明物体下落过程中受到的阻力大小为f mg ,5g5 g由动能定理，皿卜=mghmgh =4mgh ；其中阻力做功为 mgh，即机械能减少量；又 555重力做功总与重力势能变化相对应，故ACD正确.5 .答案：A 若使拉力F做功最少，可使拉力F恰匀速拉木块，容易分析得出F=2hrng （此 时绳子上的拉力等于 g）,而位移为2 ,所以W=Fs=2Mmg，L =MmgL .6 .答案：D本题可采用排除法.Fi、F2大于弹力过程，m1向右加速运动，12向左加速动，R、F2均做正功，故系统动
16、能和弹性势能增加，A错误；当R、F2小于弹力，弹簧仍伸长，Fl、F 2还是做正功，但动能不再增加而是减小，弹性势能在增加，B错；当m1、m2速度减为零， mi、m2反向运动，这时 Fi、F2又做负功，C错误.故只有D正确.7 .答案：C本题容易错选，错选的原因就是没有根据功的定义去计算摩擦力的功，而直接凭主观臆断去猜测答案，因此可设斜坡与水平面的夹角，然后根据摩擦力在斜坡上和水平面上的功相加即可得到正确答案为C.8 .答案：D 因重物在竖直方向上仅受两个力作用：重力 mg、拉力F,这两个力的相互关 系决定了物体在竖直方向上的运动状态.设匀加速提升重物时拉力为 Fi,加速度为a,由牛顿第二定律
17、F1 -mg =ma ,所以有F1 =mg +ma ,则拉力F1做功为Wi =Fisi =m(g%)，2at2 =2m(g 4a)at2匀速提升重物时，设拉力为F2,由平衡条件得F2=mg ,22匀速直线运动的位移 %=vt=at，力F2所做的功 W2 =F2s2 = mgat2比较上述两种情况下拉力Fi、F2分别对物体做功的表达式，可以发现，一切取决于加速度a与重力加速度1i的关系.若 ag 时，-(g +a) g ,则 W1W2；右 a=g 时，-(g +a) =g ,则 W二W2；右 ag时，；(g )g，则WiF2时，V1V2,即汽车沿斜坡上行时，车速 5小，换取汽车较大的牵引力5;当
18、汽车沿斜坡下行时，车的牵引力F2较小，则车速V2较大.（3分）14.解析：（1）在A球未落地前，A、B、C组成的系统机械能守恒，设A球刚要落地时系12统的速度大小为 V1,则 -（mA +mB +mc）V1 =mAghA -mBghB1 -mcghc1 , （2 分）1gL 八又 hA=L, hB1 =b=Lsin306GL （2 分）代入数据并解得，v1（1 分）（2）在A球落地后，B球未落地前，B、C组成的系统机械能守恒，设 B球刚要落地时系统的速度大小为 V2,则（mB+m）C遥（mB +mC）v2 =mBghB2 -mCghC2 , （2分） 22又hB2=L,hC2=Lsin30、1
19、L （2分）代入数据并解得，v2 （1分）在B球落地后，C球未落地前，C球在下落过程中机械能守恒,设C球刚要落地时系统的速度大小为 V3,则gmCv2 -1mCv2=mCghC3, （2分）又小，代入数据得,14gLV3 =y-.（2分）15.解析：（1） B刚要离开地面时,A的速度恰好为零，即以后 B不会离开地面.当B刚要离开地面时，地面对B的支持力为零，设绳上拉力为F.B受力平衡，F=m2g（2分）对A,由牛顿第二定律，设沿斜面向上为正方向,migsin 0 F=mia（2 分）联立解得,a=（sin 祚g（2分）由最初A自由静止在斜面上时，地面对B支持力不为零，推得 migsin 0 m
20、2g,即sin。m2 故A的加速度大小为（sin 0 g2）g,方向沿斜面向上（2分）（2）由题意，物块 A将以P为平衡位置振动，当物块回到位置P时有最大速度,设为Vm.从A由静止释放，到 A刚好到达P点过程，由系统能量守恒得，12migxosin 0 =Ep+ - m1vm （2 分）当A自由静止在P点时，A受力平衡，m1gsin。=kxo（2分）2 . 2口 E联立式解得,mig sin 8 EP、 八 vm =港（4） . （2 分） km1,12 f.16.解析：原来进入传送带：由mgh=2mvi ,解得Vi=i0m/s （2分）1 x离开 B：由 h = gt2 ,斛得 t2=1s,
21、 v2 =- =2 m/s （4 分）因为V2 vh2,因此B被挡后C能落至地面.（2分）（2）设C落至地面时，对 A、C应用能定理得，,.1 ,、，/22、mcgh2 一即Agh2 =2 （mA -+mc）（v-v，（2 分）1 /2 一 .对A应用动能定理得，%Ags=0mAv（2分）联立并代入数据解得，s=0.165m （2分）所以 A 滑行的距离为 Sa= +h2 +s= （0.3+0.3+0.165） =0.765m （2 分）18.解析：设A、B相对静止一起向右匀速运动时的速度为v.撤去外力后至停止的过程中,，,f1,A受到的滑动摩擦力为 f1=N1mg （2分）其加速度大小ai=m=Rg （2分）-2（m M ）g - 1mg此时B的加速度大小为 a2 =（2分）由于N2 A/，所以a2 A N2 g A N1g =司（4分）即木板B先停止后，A在木板上继续做匀减速运动，且其加速度大小不变12对A应用动能定理得 f1（L+x）=02mv2 （2分）12对B应用动能定理得 MmgxP2（m+M）gx=0-Mv （ 2分）消去v解得，x=（传_岫二场）.（3分）