高一物理 专题06 机械能守恒定律暑假作业（含解析）-人教高一物理试题

专题06机械能守恒定律【知识点梳理】一、机械能守恒定律1.重力做功的特点（1）重力做功与路径无关，只与始末位置的高度差有关；（2）重力做功不引起物体机械能的变化。2.机械能守恒定律：在只有重力或弹簧弹力做功的情况下，物体的动能与势能相互转化，但机械能的总量保持不变。3.机械能守恒的判断（1）机械能守恒的条件：只有重力或系统内的弹力做功。可以从以下两个方面理解：（1）只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒。（2）受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功。例如物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力不做功，物体的机械能守恒。（2）判断方法1.当研究对象（除地球外）只有一个物体时，一般根据是否“只有重力（或弹簧弹力）做功”来判定机械能守恒。2.当研究对象（除地球外）由多个物体组成时，往往根据是否“没有介质阻力和摩擦力”来判定机械能守恒。3.注意以下几点：“只有重力（或弹簧弹力）做功”不等于“只受重力（或弹簧弹力）作用”；势能具有相对性，一般以解决问题简便为原则选取零势能面；与绳子突然绷紧、物体间碰撞等相关的问题，除题中说明无能量损失或弹性碰撞外，机械能一定不守恒。二、功能关系1.功和能：（1）功是能量转化的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化。（2）做功的过程一定伴随着能量的转化，而且能量的转化必须通过做功来实现。2.常见的几种功能对应关系：（1）合外力做功等于物体动能的改变；（2）重力做功等于物体重力势能的改变；（3）弹簧弹力做功等于弹性势能的改变；（4）除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物体机械能的改变。三、能量守恒定律1.内容:能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。2.表达式：E减=E增_做一做1.如图所示，在水平台面上的A点，一个质量为m的物体以初速度v 0抛出，不计空气阻力，以水平地面为零势能面，则当它到达B点时的机械能为：ABCD 2.质量为 m的物体，在距地面 h高处以g的加速度由静止竖直下落到地面。下列说法中正确的是A重力做功mgh B物体的动能增加mghC物体的机械能减少mgh D物体克服阻力做功mgh练一练1.关于机械能，下列说法正确的是（ ）A机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用B物体处于平衡状态时，机械能必守恒C一个系统所受外力为零时，系统机械能守恒D物体所受的外力不等于零，其机械能也可以守恒2.“神舟号”飞船在发射和返回的过程中，哪些阶段中返回舱的机械能是守恒的（ ）A飞船升空的阶段。 B飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段C进入大气层并运动一段时间后，降落伞张开，返回舱下降。D在太空中返回舱与轨道舱分离，然后在大气层以外向着地球做无动力飞行。3.【佛山市2016届高三教学质量检测（一）理综物理试题】质量为用的小球用弹性轻绳系于O点（右上图），将其拿到与O同高的A点，弹性绳处于自然伸长状态，此时长为l0将小球由A点无初速度释放，当小球到达O的正下方B点时，绳长为l小球速度为v，方向水平则下列说法正确的是A弹性绳的劲度系 B 小球在B点时所受合外力大小为C、小球从A至B重力所做的功为 D、小球从A到B损失的机械能为 4.如图所示，一个质量为m的物体（可视为质点），以某一初速度由A点冲上倾角为30的固定斜面，其加速度大小为g，物体在斜面上运动的最高点为B，B点与A点的高度差为h，则从A点到B点的过程中，下列说法正确的是（ ） A系统机械能减少了0.5mgh B系统机械能减少了mghC物体动能减少了0.5mgh D物体动能减少了mgh5.如图所示，倾角为的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为、，弹簧劲度系数为，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开C时，物块A运动的距离为，速度为，则此时（ ）A物块B满足B物块A加速度为C物块A重力的功率为D拉弹簧的过程中，弹簧弹力对物块A做功为6.【豫南九校联盟20152016学年下期第一次联考】（多选）如下图所示，质量m1kg的物体从高为h02m的光滑轨道上P点由静止开始下滑，滑到水平传送带上的A点，物体和皮带之间的动摩擦因数为02，传送带AB之间的距离为L5m，传送带一直以v4ms的速度匀速运动，则A物体从A运动到B的时间是15sB物体从A运动到B的过程中，摩擦力对物体做了2J功C物体从A运动到B的过程中，产生2J热量D物体从A运动到B的过程中，带动传送带转动的电动机多做了10J功7.如图所示，一个长为L，质量为M的长方形木板，静止在光滑水平面上，一个质量为m的物块（可视为质点），以水平初速度v0，从木板的左端滑向另一端，设物块与木板间的动摩擦因数为 ，当物块与木板达到相对静止时，物块仍在长木板上，物块相对木板的位移为d，木板相对地面的位移为s。则在此过程中（ ） A摩擦力对物块做功为 B摩擦力对木板做功为C木板动能的增量为 D系统由于摩擦而产生的热量为8.如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由直轨道AB和圆轨道BC组成，小球从轨道AB上高H处的某点由静止滑下，用力传感器测出小球经过圆轨道最高点C时对轨道的压力为F，并得到如图乙所示的压力F随高度H的变化关系图象（小球在轨道连接处无机械能损失，g10 m/s2）求：（1）小球从H3R处滑下，它经过最低点B时的向心加速度的大小；（2）小球的质量和圆轨道的半径知一知一次地震可以放出多少能量一次强烈地震发生时，全世界大部分地区都可以记录到它所产生的震动，真可以说是震撼全球了。它所释放出来的能量是很大的，一次8.5级地震释放出来的能量，如果换算成电能相当于我国甘肃刘家峡水电站（122.5万千瓦）工作八九年所能发出来的电量总和，这还不是它所具有的全部能量，因为有一部分能量在地震发生过程中转变成热能和使岩层发生断裂位移的机械能了，还有一部分能量没有释放出来。专题06机械能守恒定律练一练1.【答案】D【解析】试题分析：物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，物体除了受重力和弹力的作用，还有可能受其他力的作用，但是其他力做功为零故A错误物体处于平衡状态时，所受的合力为零，机械能不一定守恒，例如物体匀速上升，动能不变，重力势能增大，故BC错误；物体所受合外力不等于零时，机械能可能守恒，例如自由下落的物体，故D正确故选D.考点：机械能守恒的条件2.【答案】BD【解析】试题分析：只有重力（万有引力）或只有弹力做功时，机械能守恒飞船升空阶段发动机做功，机械能增加，故A错误飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段，只有引力做功，机械能守恒，故B正确进入大气层并运动一段时间后，降落伞张开，返回舱下降过程中，要克服空气阻力做功，机械能减小，故C错误在太空中返回舱与轨道舱分离后，在大气层以外向着地球做无动力飞行过程中只有重力（万有引力）做功，机械能守恒，故D正确故选BD。考点：机械能守恒定律的条件3.B【解析】小球在B点时所受合外力提供向心力，弹性绳的弹力大于重力，即有 k（l-l0）mg，得故A错误根据牛顿第二定律得：小球在B点时所受合外力大小为故B正确小球从A至B，根据动能定理得：，由于弹性绳的弹力做负功，即WF0，所以重力做的功，故C错误小球从A到B，弹性绳的弹力对小球做负功，小球的机械能有损失，损失的机械能等于克服弹力做的功，为故D错误故选B.考点：牛顿第二定律；动能定理4.【答案】B【解析】试题分析：滑块上升过程中，受到重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律，得到合力F=ma=mg 沿斜面向下；动能减小量等于克服合力做的功，故EK减=FS=mg2h=2mgh，故CD错误；系统损失的机械能等于减小的动能和势能之和，故E减=EK减-mgh=mgh，故B正确，A错误；故选B.考点：牛顿第二定律；机械能守恒定律5.【答案】BD【解析】试题分析：开始系统处于静止状态，弹簧弹力等于A的重力沿斜面下的分力，当B刚离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面下的分力，故，但由于开始是弹簧是压缩的，故物块A运动的距离，故，故A错误；当B刚离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面下的分力，故，物块A的加速度，开始弹簧处于压缩，压缩量，又，解得，故B正确；由于速度与重力夹角不为零，故重力的瞬时功率不等于，故C错误；根据动能定理： ，整理可以得到弹簧弹力对物块A做功为，故D正确。考点：机械能守恒定律；功率、平均功率和瞬时功率6.AC【解析】物体从P点下滑到A点过程中，只有重力做功，故根据动能定理可得，解得，由于物体刚到A点时的速度小于传送带的速度，所以物体在传送带给的滑动摩擦力的作用下先做匀加速直线运动，加速度，加速到4m/s所需的位移为，故物体在传送带上先匀加速直线运动，后匀速运动，匀加速运动时间为，匀速时间，故物体从A运动到B的时间为，A正确；过程中摩擦力对物体做功为，过程中物体和传送带的相对位移为，产生的热量为，B错误C正确；传送带所做的功为，D错误；考点：考查了动能定理，牛顿第二定律，功能关系7.【答案】ACD【解析】试题分析：木块运动的位移x1=s+d，则摩擦力对物块做功为Wf=-mg（s+d），故A正确；木板受到的摩擦力方向与运动方向相同，做正功，则摩擦力对木板做功为W=mgs，故B错误；根据动能定理可知，木板动能的增量等于摩擦力对木板做的功，即为mgs，故C正确；系统由于摩擦而产生的热量等于摩擦力乘以相对位移，即为mgd，故D正确故选ACD.考点：功；能量守恒定律8.【答案】(1)60 m/s2(2)0.1 kg；0.2 m【解析】试题分析：(1)由机械能守恒得：向心加速度(2)由机械能守恒得：mgHmg2RmvC2由牛顿第二定律得：解得： 根据图象代入数据得：m0.1 kg，R0.2 m考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律