高一物理机械能守恒

篇1：高一物理机械能守恒

一、知识点

(一)能、势能、动能的概念

(二)功

1功的定义、定义式及其计算

2正功和负功的判断：力与位移夹角角度、动力学角度

(三)功率

1功率的定义、定义式

2额定功率、实际功率的概念

3功率与速度的关系式：瞬时功率、平均功率

4功率的计算：力与速度角度、功与时间角度

(四)重力势能

1重力做功与路径无关

2重力势能的表达式

3重力做功与重力势能的关系式

4重力势能的相对性：零势能参考平面

5重力势能系统共有

(五)动能和动能定理

1动能的表达式

2动能定理的内容、表达式

(六)机械能守恒定律：内容、表达式

二、重点考察内容、要求及方式

1正负功的判断：夹角角度、动力学角度：力对物体产生的加速度与物体运动方向一致或相反，导致物体加速或减速，动能增大或减小(选择、判断)

2功的计算：重力做功、合外力做功(动能定理或功的定义角度)(填空、计算)

3功率的计算：力与速度角度、功与时间角度(填空、计算)

4机车启动模型：功率与速度、力的关系式;运动学规律(填空、计算)

5动能定理与受力分析：求牵引力、阻力;要求正确受力分析、运动学规律(计算)

6机械能守恒定律应用：机械能守恒定律表达式、设定零势能参考平面;求解动能、高度等

篇2：高一物理机械能守恒

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高一物理机械能守恒定律练习题.doc

篇3：高一物理机械能守恒

机械能守恒定律的概念及守恒条件

机械能包括动能、重力势能、弹性势能。重力势能是物体与地球共有的，机械能是运动物体、弹簧(或发生弹性形变的其它物体)和地球组成的系统共有的。

重力做功与路径无关，重力的功等于重力势能的减少量。

对于涉及机械能的物理问题，应首先选择有相互作用的物体系统的运动过程为研究对象，然后分析在运动过程中系统内各物体间的相互作用力。

运用机械能守恒定律列式时，若按机械能总量相等列式，需要选取重力势能、弹性势能参考位置;若按减少量等于增量列式，不需要选取势能的参考位置。

在研究的过程中，系统内的相互作用力中，如果只有重力、弹簧弹力做功，是机械能守恒的条件。

因此，使用机械能守恒定律的前提条件是：若系统内只有重力、弹力作用，或虽有非重力、非弹力作用，但这些力不做功，则系统的机械能守恒，否则机械能不守恒。

机械能不守恒应选择动能定理或功能关系

对于涉及机械能的物理过程，若系统内物体间有非重力、非弹力做功，比如摩擦力、电场力、安培力等力做功，或系统外物体的力对系统内物体做功，则系统的机械能不守恒。

对此问题，一般运用动能定理或功能关系分析求解。当大家通过认真审题发现该物理wuli.in题中系统内是否有非重力、非弹力作用或他们是否做功，不能明确判定时也可运用动能定理分析求解。

多过程问题中，若不涉及中间状态量的分析求解，可将整个运动过程视为整体运用动能定理。合力的功等于研究对象动能的增量;还需注意的一点是：克服某力做的功与某力的功等值反号。

结合牛顿动力学求解

对于涉及力与运动的问题，若机械能守恒，且不涉及时间、加速度、力，可直接运用机械能守恒定律分析求解，若涉及时间、加速度、力，笔者建议借助牛顿第二定律、匀变速直线运动规律等方程来求解。

对于系统的运动过程，可运用机械能守恒定律或动能定理;对于某个状态，可运用共点力平衡条件或牛顿第二定律。

篇4：高一物理机械能守恒

牛顿第一定律 理想实验的魅力

牛顿物理学的基石——惯性定律

牛顿第一定律(惯性定律)定义：

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它变这种状态。

惯性定义：物体所具有的保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。

惯性与质量:描述物体惯性的物理量是它们的质量。

质量是标量，只有大小，没有方向。

质量单位：千克(kg)

实验：

探究加速度与力、质量的关系 加速度与力的关系 基本思路：

保持物体质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系。

加速度与质量的关系 基本思路：

保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。

制定实验方案时的两个问题

怎样由实验结果得出结论 a∝F，a∝1/m

牛顿第二定律

牛顿第二定律定义：

物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。

公式：

F=kma k是比例系数，F指的是物体所受的合力。

牛顿年第二定律的数学表达式：F=ma

力的单位：千克米每二次方秒。

力学单位制基本量：

被选定的、可以利用物理量之间的关系推导出其他物理量的物理量。

基本单位：基本量的单位。

导出单位：

由基本量根据物理关系推导出来的其它物理量的单位。

单位制：

由基本单位和导出单位组成。

国际单位制(SI)：

第11届国际计量大会制订的一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制。

牛顿第三定律

作用力和反作用力 定义：物体间相互作用的这一对力。

作用力和反作用力总是互相依存、同时存在的。

牛顿第三定律 定义：

两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

用牛顿运动定律解决问题(一)

从受力确定运动情况

从运动情况确定受力

用牛顿运动定律解决问题(二)

共点力的平衡条件平衡状态：

一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态时所处的状态。

在共点力作用下物体的平衡条件是合力为0。

超重和失重超重定义：

物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。

加速度方向：竖直向上。

失重定义：

物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。

加速度方向：竖直向下。

从动力学看自由落体运动 物体时从静止开始下落的，即运动的初速度是0。运动过程中它只受重力的作用。

篇5：高一物理机械能守恒

一、选择题：本题共18小题，每小题3分，共54分，在每小题给出的四个选项中。至少有一个是正确的，每小题全部选对的得3分，选对但不全的得2分，不选和有选错的均得零分。

1.下面各个实例中，机械能不守恒的是( 　)

A. 在竖直方向上弹簧吊着一个物体上下运动 B.物体从高处以0.9g的加速度竖直下落

C. 铅球运动员抛出的铅球从抛出到落地前的运动 D.拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升

2、某人用同一水平力先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进距离s，第二次使此物体沿粗糙水平面也前进距离s，若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则下列说法正确的是( )

A.W1=W2，P1=P2 B.W1=W2，P1>P2 C.W1>W2，P1>P2 D.W1>W2，P1=P2

3、关于力对物体做功。如下说法正确的是：( )

A.滑动摩擦力对物体一定做负功 B.静摩擦力对物体可能做正功

C.作用力与反作用力的功代数和一定为零 D.合外力对物体不做功，则物体速度一定不变

4、用轻绳拴一质量为m的小 球以加速度a加速向上提升一段距离s，则拉力对小球做的功为:( )

A.mgs B.m(g+a)s C.mas D.m(g-a)s

5、两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，如图所示.物体通过一段位移，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则F1、F2的合力对物体做功为：( )

A.7J B.1J C.5J D.3.5J

6、质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的值为v，那么当汽车的车速为v/4时.汽车的瞬时加速度的大小为：( )

A.P/mv B.2P/mv C.3P/mv D.4P/mv

7、在光滑的水平面上，用一水平恒力F将 物体由静止开始水平移动s，作用力的平均功率是P，如果力变为4F，则此力使同一物体同样移动s，则力做功的平均功率为：( )

A.2P B.4P C.8P D.16P

8、质量为m的小球，从离桌面高H处静止下落，桌面离地面高为h，设桌面处物体重力势能为零，空气阻力不计，那么，小球落地时的机械能为：( )

A.mgh B.mgH C.mg(H+h) D. mg(H-h)

9、当重力对物体做正功时，下列说法中正确的是：( )

A. 物体重力势能一定增加，动能一定减小

B. 物体重力势能一定减小， 动能一定增加

C. 物体重力势能可能减小，动能一定增加

D. 物体重力势能一定减小，动能可能增加

10、在离地H高处, 一人水平抛出一个质量为m的物体, 当落到离地h高处, 物体的速度变为v, 则则人抛球时做的功是：( )

A. mv2+mgh B. mv2+mgh-mgH C.mgH- mv2 D. mv2-mgh+mgH

11、质量相同的两个小球，分别用长为l和2l的细绳悬挂在天花板上，分别拉起小球使线伸直呈水平状态，然后轻轻释放，以天花板为零势能面，当小球到达最低位置时：( )

A.两球运动的线速度大小相等 B.两球动的角速度相等

C.两球的机械能相等 D.细绳对两球的拉力相等

12、把质量为m的石块从离地h高度处以与水平面成 的仰角斜向上方抛出，初速度为v0，则石块落地时的速率与下列哪些物理量有关：( )

A.石块的质量m B.石块初速度v0的大小

C.石块抛出时的仰角 D.石块抛出时的离地高度h

13.在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止，其v—t图象如图所示. 设汽车牵引力F的做功为W1，克服摩擦力Ff做的功为W2，则( )

A.F ：Ff =3 ：12 B.F ：Ff =3 ：1

C.W1 ：W2=1 ：1 D.W1 ：W2=1 ：3

14、质量为m的物体，从静止开始以0.8g的加速度竖直向下运动h高度，那么：( )

A.物体的重力势能减少0.8mgh 　 B.物体的动能增加0.8mgh

C.物体的机械能保持不变 D.物体的机械能减小0 .2mgh

15、质量为m的物 体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图所示，在此过程中：( )

A.重力对物体做功为mgH B.重力对物体做功为mg(H+h)

C.外力对物体做的总功为零 D.地面对物体的平均阻力为mgH/h

16、如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。其正上方A位置有一只小球。小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零。不计空气阻力，小球下降阶段下列说法中正确的是：( )

A.在B位置小球动能

B.在C位置小球动能

C.从A→C过程中小球重力势能的减少大于小球动能的增加

D.从B→D过程中小球重力势能和弹簧的弹性势能之和一直增大

17.人造卫星绕地球沿椭圆轨道运动，卫星在近地点处的动能为Ek1、引力势能为Ep1、机械能为E1;在远地点处的动能为Ek2、引力势能为Ep2、机械能为E2，则( )

A. Ek1>Ek2，Ep1>Ep2，E1>E2 B. Ek1> Ek2，Ep1

C. Ek1Ep2，E1=E2 D. 因卫星所受引力是变力，故无法比较

18.如图所 示，两物体A、B用轻质弹簧相连静止在光滑水平面上，现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2，使A、B同时由静止开始运动，在运动过程中，对A、B两物体及弹簧组成的系统，正确的说法是(整个过程中弹簧不超过其弹性限度)( )

A.机械能守恒

B.机械能不守恒

C.当弹簧伸长到最长时，系统的机械能

D.当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等时，A、B两物体速度，系统机械能

三、填空题(每空2分，共20分.)

19、一位同学“用自由落体运动验证机械能守恒定律”

1)现有下列器材可供选择：A.铁架台、B.电磁式打点计时器、C.复写纸、D.纸带、E.低压直流电源、F.天平、G.秒表、H.导线、I.开关。其中不必要的器材是 (填相应的序号)，缺少的器材是 。

2)在《验证机械能守恒定律》的实验中，打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2。实验选用重锤质量为0.1kg，从所打纸带中选择一条合适的纸带，纸带上连续的点A、B、C、D至第1个点O的距离如图所示，则重锤从O运动到C，重力势能减少 J，重锤经过C时的速度为 m/s。其动能增加 J(保留两位有效数字)。

3)实验结论： 。

20、物体以Ek=100J的初动能从斜面底端沿斜面向上运动，当该物体经过斜面上某一点时，动能减少了80J，机械能减少了20J，则物体滑回斜面底端时的动能为 。

21、一列火车由机车牵引沿水平轨道行使，经过时间t，其速度由0增大到v，已知列车总质量为M，机车功率P保持不变，列车所受阻力f为恒力。则这段时间内列车通过的路程为 。

22. 某地强风的风速约为v=20m/s，设空气密度为ρ=1.3kg/m3. 如果把通过横截面积为S=20m2的风的动能全部转化为电能，则利用上述已知量，计算电功率的表达式P= ，大小约为 W.(取一位有效数字)

四、计算题(共26分)

23、(8分)在地面处，以30m/s的初速度竖直向上抛出一个小球，不计阻力，取g=10 m/s2.求：球距地面多高处，它的重力势能是动能的2倍?此时小球速度为多大?

24、(8分)如图所示，质量为1kg的物体在离斜面底端O点4 m的A点由静止滑下，若动摩擦因数均为0.5，斜面倾角为37°，斜面与平面间由一小段圆弧连接，取g=10 m/s2 ，求：

1)物体能在水平面上滑行多远? 下滑到O点时产生的热量是多少?

2)物体停止后，若施加沿接触面的外力使其沿原路径返回A点，则外力至少做多少功?

25、(10分)如图所示，一内壁光滑的3/4圆管处于竖直平面内，点C与圆心O处在同一竖直线上，一小球从A点正上方某处静止释放，当从离A点h1处释放，小球恰能到达C处，当从离A点h2处释放，小球从C点平抛恰好落回A点，求h1: h2为多少?一、选择题：本题共18小题，每小题3分，共54分，在每小题给出的四个选项中。至少有一个是正确的，每小题全部选对的得3分，选对但不全的得2分，不选和有选错的均得零分。

1.下面各个实例中，机械能不守恒的是( 　)

A. 在竖直方向上弹簧吊着一个物体上下运动 B.物体从高处以0.9g的加速度竖直下落

C. 铅球运动员抛出的铅球从抛出到落地前的运动 D.拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升

2、某人用同一水平力先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进距离s，第二次使此物体沿粗糙水平面也前进距离s，若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则下列说法正确的是( )

A.W1=W2，P1=P2 B.W1=W2，P1>P2 C.W1>W2，P1>P2 D.W1>W2，P1=P2

3、关于力对物体做功。如下说法正确的是：( )

A.滑动摩擦力对物体一定做负功 B.静摩擦力对物体可能做正功

C.作用力与反作用力的功代数和一定为零 D.合外力对物体不做功，则物体速度一定不变

4、用轻绳拴一质量为m的小 球以加速度a加速向上提升一段距离s，则拉力对小球做的功为:( )

A.mgs B.m(g+a)s C.mas D.m(g-a)s

5、两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，如图所示.物体通过一段位移，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则F1、F2的合力对物体做功为：( )

A.7J B.1J C.5J D.3.5J

6、质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的值为v，那么当汽车的车速为v/4时.汽车的瞬时加速度的大小为：( )

A.P/mv B.2P/mv C.3P/mv D.4P/mv

7、在光滑的水平面上，用一水平恒力F将 物体由静止开始水平移动s，作用力的平均功率是P，如果力变为4F，则此力使同一物体同样移动s，则力做功的平均功率为：( )

A.2P B.4P C.8P D.16P

8、质量为m的小球，从离桌面高H处静止下落，桌面离地面高为h，设桌面处物体重力势能为零，空气阻力不计，那么，小球落地时的机械能为：( )

A.mgh B.mgH C.mg(H+h) D. mg(H-h)

9、当重力对物体做正功时，下列说法中正确的是：( )

A. 物体重力势能一定增加，动能一定减小

B. 物体重力势能一定减小， 动能一定增加

C. 物体重力势能可能减小，动能一定增加

D. 物体重力势能一定减小，动能可能增加

10、在离地H高处, 一人水平抛出一个质量为m的物体, 当落到离地h高处, 物体的速度变为v, 则则人抛球时做的功是：( )

A. mv2+mgh B. mv2+mgh-mgH C.mgH- mv2 D. mv2-mgh+mgH

11、质量相同的两个小球，分别用长为l和2l的细绳悬挂在天花板上，分别拉起小球使线伸直呈水平状态，然后轻轻释放，以天花板为零势能面，当小球到达最低位置时：( )

A.两球运动的线速度大小相等 B.两球动的角速度相等

C.两球的机械能相等 D.细绳对两球的拉力相等

12、把质量为m的石块从离地h高度处以与水平面成 的仰角斜向上方抛出，初速度为v0，则石块落地时的速率与下列哪些物理量有关：( )

A.石块的质量m B.石块初速度v0的大小

C.石块抛出时的仰角 D.石块抛出时的离地高度h

13.在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止，其v—t图象如图所示. 设汽车牵引力F的做功为W1，克服摩擦力Ff做的功为W2，则( )

A.F ：Ff =3 ：12 B.F ：Ff =3 ：1

C.W1 ：W2=1 ：1 D.W1 ：W2=1 ：3

14、质量为m的物体，从静止开始以0.8g的加速度竖直向下运动h高度，那么：( )

A.物体的重力势能减少0.8mgh 　 B.物体的动能增加0.8mgh

C.物体的机械能保持不变 D.物体的机械能减小0 .2mgh

15、质量为m的物 体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图所示，在此过程中：( )

A.重力对物体做功为mgH B.重力对物体做功为mg(H+h)

C.外力对物体做的总功为零 D.地面对物体的平均阻力为mgH/h

16、如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。其正上方A位置有一只小球。小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零。不计空气阻力，小球下降阶段下列说法中正确的是：( )

A.在B位置小球动能

B.在C位置小球动能

C.从A→C过程中小球重力势能的减少大于小球动能的增加

D.从B→D过程中小球重力势能和弹簧的弹性势能之和一直增大

17.人造卫星绕地球沿椭圆轨道运动，卫星在近地点处的动能为Ek1、引力势能为Ep1、机械能为E1;在远地点处的动能为Ek2、引力势能为Ep2、机械能为E2，则( )

A. Ek1>Ek2，Ep1>Ep2，E1>E2 B. Ek1> Ek2，Ep1

C. Ek1Ep2，E1=E2 D. 因卫星所受引力是变力，故无法比较

18.如图所 示，两物体A、B用轻质弹簧相连静止在光滑水平面上，现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2，使A、B同时由静止开始运动，在运动过程中，对A、B两物体及弹簧组成的系统，正确的说法是(整个过程中弹簧不超过其弹性限度)( )

A.机械能守恒

B.机械能不守恒

C.当弹簧伸长到最长时，系统的机械能

D.当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等时，A、B两物体速度，系统机械能

三、填空题(每空2分，共20分.)

19、一位同学“用自由落体运动验证机械能守恒定律”

1)现有下列器材可供选择：A.铁架台、B.电磁式打点计时器、C.复写纸、D.纸带、E.低压直流电源、F.天平、G.秒表、H.导线、I.开关。其中不必要的器材是 (填相应的序号)，缺少的器材是 。

2)在《验证机械能守恒定律》的实验中，打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2。实验选用重锤质量为0.1kg，从所打纸带中选择一条合适的纸带，纸带上连续的点A、B、C、D至第1个点O的距离如图所示，则重锤从O运动到C，重力势能减少 J，重锤经过C时的速度为 m/s。其动能增加 J(保留两位有效数字)。

3)实验结论： 。

20、物体以Ek=100J的初动能从斜面底端沿斜面向上运动，当该物体经过斜面上某一点时，动能减少了80J，机械能减少了20J，则物体滑回斜面底端时的动能为 。

21、一列火车由机车牵引沿水平轨道行使，经过时间t，其速度由0增大到v，已知列车总质量为M，机车功率P保持不变，列车所受阻力f为恒力。则这段时间内列车通过的路程为 。

22. 某地强风的风速约为v=20m/s，设空气密度为ρ=1.3kg/m3. 如果把通过横截面积为S=20m2的风的动能全部转化为电能，则利用上述已知量，计算电功率的表达式P= ，大小约为 W.(取一位有效数字)

四、计算题(共26分)

23、(8分)在地面处，以30m/s的初速度竖直向上抛出一个小球，不计阻力，取g=10 m/s2.求：球距地面多高处，它的重力势能是动能的2倍?此时小球速度为多大?

24、(8分)如图所示，质量为1kg的物体在离斜面底端O点4 m的A点由静止滑下，若动摩擦因数均为0.5，斜面倾角为37°，斜面与平面间由一小段圆弧连接，取g=10 m/s2 ，求：

1)物体能在水平面上滑行多远? 下滑到O点时产生的热量是多少?

2)物体停止后，若施加沿接触面的外力使其沿原路径返回A点，则外力至少做多少功?

25、(10分)如图所示，一内壁光滑的3/4圆管处于竖直平面内，点C与圆心O处在同一竖直线上，一小球从A点正上方某处静止释放，当从离A点h1处释放，小球恰能到达C处，当从离A点h2处释放，小球从C点平抛恰好落回A点，求h1: h2为多少?

篇6：高一物理机械能守恒

一、知识点

(一)能、势能、动能的概念

(二)功

1功的定义、定义式及其计算

2正功和负功的判断：力与位移夹角角度、动力学角度

(三)功率

1功率的定义、定义式

2额定功率、实际功率的概念

3功率与速度的关系式：瞬时功率、平均功率

4功率的计算：力与速度角度、功与时间角度

(四)重力势能

1重力做功与路径无关

2重力势能的表达式

3重力做功与重力势能的关系式

4重力势能的相对性：零势能参考平面

5重力势能系统共有

(五)动能和动能定理

1动能的表达式

2动能定理的内容、表达式

(六)机械能守恒定律：内容、表达式

篇7：高一物理机械能守恒

一、选择题(本题包括12个小题，每小题4分，共48分.每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选的不得分)

1.物体做自由落体运动，Ek代表动能，Ep代表势能，h代表下落的距离，以水平地面为零势能面。下列所示图像中，能正确反映各物理量之间关系的是( )

2.下面关于摩擦力做功的叙述，正确的是( )

A.静摩擦力对物体一定不做功 B.动摩擦力对物体一定做负功

C.一对静摩擦力中，一个静摩擦力做正功，另一静摩擦力一定做负功

D.一对动摩擦力中，一个动摩擦力做负功，另一动摩擦力一定做正功

3.如图所示，长为L的小车置于光滑的水平面上，小车前端放一小物块，用大小为F的水平力将小车向右拉动一段距离s ，物块刚好滑到小车的左端。物块与小车间的摩擦力为 f ，在此过程中( )

A.摩擦力对小物块做的功为f s B.摩擦力对系统做的总功为0

C.力F对小车做的功为f L D.小车克服摩擦力所做的功为f s

4.下列说法中，正确的是( )

A.机械能守恒时，物体一定不受阻力 B.机械能守恒时，物体一定只受重力 和弹力作用

C.物体处于平衡状态时，机械能必守恒 D.物体所受的外力不等于零，其机械能也可以守恒

5.如图所示，DO是水平的，AB是斜面，初速度为 的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零， 如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零。则物体具有的初速度(已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零) ( )

A.大于 B.等于 C.小于 D.取决于斜面的倾角

6.如图所示，水平地面附近，小球B以初速度v斜向上瞄准另一小球A射出，恰巧在B球射出的同时，A球由静止开始下落，不计空气阻力。则两球在空中运动的过程中( )

A.A做匀变速直线运动，B做变加速曲线运动

B.相同时间内B速度变化一定比A的速度变化大

C.两球的动能都随离地面竖直高度均匀变化

D.A、B两球一定会相碰

7.假如在足球比赛中，某球员在对方禁区附近主罚定位球，并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门。如图所示，球门的高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球的质量为m，则该球员将足球踢出时对足球做的功W为(不计空气阻力)( )

A.等于 B.大于 C.小于

D.因为球的轨迹形状不确定，所以做功的大小无法确定

8.上题中，若球员将足球以速度v从地面上踢起。其他条件不变(即球门的高度仍为h，足球的质量仍为m，不计空气阻力)，取横梁高度处为零势能参考面，则下列说法中正确的是 ( )

A.球员对足球做的功等于 B.球员对足球做的功等于

C.足球在A点处的机械能为 D.足球在B点处的动能为

9. 一物体由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物体做的功等于( )

A.物体动能的增加量

B.物体重力势能的减少量与物体克服摩擦力做的功之和

C.物体重力势能的减少量和物体动能的增加量以及物体克服摩擦力做的功之和

D.物体动能的增加量与物体克服摩擦力做的功之和

10.如图所示，光滑半球的半径为R，球心为O，固定在水平面上，其上方有一个光滑曲面轨道AB，高度为R/2.轨道底端水平并与半球顶端相切.质量为m的小球由A点静止滑下.小球在水平面上的落点为C，则( )

A.小球将沿半球表面做一段圆周运动后抛至C点

B.小球将从B点开始做平抛运动到达C点

C.OC之间的距离为 D.OC之间的距离为2R

11.如图所示，质量相等的甲、乙两物体开始时分别位于同一水平线上的A、B两点.当甲物体被水平抛出的同时，乙物体开始自由下落.曲线AC为甲物体的运动轨迹，直线BC为乙物体的运动轨迹，两轨迹相交于C点 ，空气阻 力忽略不计.则两物体( )

A.在C点相遇 B.经C点时速率相等 C.在C点时具有的机械能相等

D.在C点时重力的功率相等

12.如图所示，小球以大小为v0的初速度由A端向右运动，到B端时的速度减小为vB;若以同样大小的初速度由B端向左运动，到A端时的速度减小为vA。已知小球运动过程中始终未离开该粗糙轨道。比较vA、vB的大小，结论是( )

A.vA>vB B.vA=vB C.vA

第Ⅱ卷(非选择题 共72分)

注意事项：第Ⅱ卷用圆珠笔或钢笔直接写在试卷上.

二、填空题(本题共5个小题 ，其中第17小题12分，其余每小题5分，共32分)

13.质量为m的小球从高h处由静止开始自由下落，以地面作为零势能面。当小球的动能和重力势能相等时，重力的瞬时功率为 .

1 4.以初速度v1竖直上抛一个质量为m的物体，物体落回到抛出点时的速度为v2, 如果物体在上升和下降过程中受到的空气阻力大小相等，物体能上升的高度为_________.

15 .法国人劳伦特 菲合尔在澳大利亚的伯斯冒险世界进行了超高特技跳水表演，他从30m高 的塔上跳下，准确地落入水池中, 若已知水对他的阻力(包括浮力)是他重力的3.5倍，他在空中时, 空气阻力是他重力的0.2倍，则水池的深度至少为_______m.

16.物体的质量为m, 与转台间的 动摩擦因数为 ，与转轴间距离为R，物体随转台由静止开始加速转动，当转速增加至某值时，物体即将在转台上相对滑动，此时起转台做匀速转动，此过程中摩擦力对物体做的功为 。

17.北京奥运会为体现“绿色奥运”的理念，奥组委在各比赛场馆使用了新型节能环保电动车，湖北江汉大学的500名学生担任了司机，负责接送比赛选手和运输器材.在检测某款电动车性能的实验中，让电动车由静止开始沿平直公路行驶，利用仪器测得不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，绘出的 图象如图所示(图中AB、BD均为直线，C点为实线与虚线的分界点).假设电动车行驶中所受的阻力恒定，则由图象可知：

(1)电动车所受的阻力为 N;(2)电动车在AB段做 运动;

(3)BC段的斜率表示电动车的额定功率，大小为 W;

(4)电动车的速度为 m/s。

三、计算题(本题共4个小题，共40分)

18.(10分)如图所示，是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小坡度，电车进站时要上坡，出站时要下坡.如果坡高2m，电车到a点时的速度是25.2km/h，此后便切断电动机的电源，如果不考虑电车所受的摩擦力，则电车到a点切断电源后，能否冲上站台?如果能冲上，它到达b点时的速度多大?如果不能，请说明理由.

19.(8分)(上海卷)质量为5103 kg的汽车在t=0 时刻速度v0=10m/s，随后以P=6104 W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s达到速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5103N。求：

(1)汽车的速度vm;

(2)汽车在72s内经过的路程s。

20(8分)太阳能已经越来越广泛的被应用，为了测量太阳的辐射功率，物理兴趣小组的同学做如下的简单实验：取一个横截面积为S=3×10-2m2的不高的圆筒，筒内装有0.6kg的水，用来测量太阳的辐射到地面的能量，某一天中午在太阳光直射2min后，水的温度升高了10C，求：

(1)在阳光直射下，地球表面每平方厘米获得的能量。

(2)假设射到大气顶层的太阳能只有43%到达地面，另外57%被大气吸收和反射而未到地面，你能由此估算出太阳的功率吗?21.(14分)如图所示，竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成，AB恰与圆弧CD在C点相切，轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块(可视为质点)从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB，沿着轨道运动，由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点。已知水平轨道AB长为L。求：

(1)小物块与水平轨道的动摩擦因数

(2)为了保证小物块不从轨道的D端离开轨道，圆弧轨道的半径R至少是多大?

(3)若圆弧轨道的半径R取第(2)问计算出的最小值，增大小物块的初动能，使得小物块冲上轨道后可以达到高度是1.5R处，试求物块的初动能并分析物块能否停在水平轨道上。如果能，将停在何处?如果不能，将以多大速度离开水平轨道?

《机械能守恒定律》专题测试卷

详细参考答案

8.D

9.D 提示：根据动能定理可知：物体沿粗糙斜面下滑，重力对物体做正功为 ，物体克服摩擦力做功为 ，即 ，则 ，D项正确，A、C项错误，另外重力对物体做正功就等于物体重力势能的减少量，故B项错误。

10.BC 提示：根据动能定 理求出小球滑到B点时的速度为v= ,再根据平抛运动规律求出OC之间的距离为 . 11.AD

12.A 提示：小球向右通过凹槽C时的速率比向左通过凹槽C时的速率大，由向心力方程 可知，对应的弹力FNA一定大，滑动摩擦力也大，克服阻力做的功多;又小球向右通过凸起D时的速率比向左通过凸起D时的速率小，由向心力方程 可知，对应的弹力FNB一定大，滑动摩擦力也大，克服阻力做的功多。所以小球向右运动全过程克服阻力做功多，动能损失多，末动能小，选A。

13. ;

14. 提示：由动能定理, 上升过程： , 下降过程： ，联立以上两式，可得 .

15.9.6 解析：在空中时空气阻力f =0.2mg，在水中的阻力F=3.5mg，在空中时运动H=30m,设水池深度至少为h 米. 由动能定理有：

, 得h= 9.6m.

16. 提示：即将开始滑动时，静摩擦力(近似等于滑动摩擦力)提供向心力， , 此时物体动能为 ，此过程中摩擦力对物体做的功等于动能增量 .

17.(1)400;(2)匀变速;(3)6000;(4)15

提示：由图象可知，AB段电动车的牵引力 F不变，又电动车行驶中所受的阻力恒定，所以电动车在AB段由A到B的过程中沿平直公路做匀加速运动;电动车由A到B的过程中，牵引力F不变，速度增大，故电动车的功率变大，至B点电动车的功率达到达到值，即达到额定功率，BC段的斜率为Fv表示电动车的额定功率;电动车在BC段由B到C的过程中以额定功率做加速度减小的加速运动，C点为实践与虚线的分界点，电动车至C点时的加速度减小到0，速度达到值vm=15m/s，此时电动车所受的牵引力等于阻力，所以电动车所受的阻力为f=F=400N，电动车的额定功率P额=fvm=6000W.

18.解析：取a点所在水平面为零势能面，电车在a点的机械能为 ，其中v1=25.2km/h=7m/s

设电车所能达到的高度为 ，则由机械能守恒定律有

，所以有 m

因为h/>h，所以能冲上站台.

设电车到达b点时的速度为v2，则由机械能守恒定律得

解得 m/s=3m/s.

备用题

1.8月9日中国选手陈燮霞在女子48公斤级举重比赛中，打破奥运会纪录，为中国代表团取得北京奥运会第一枚金牌.她在抓举比赛中，将质量为95kg的杠铃举起历时约0.5s，再停留3s后放下杠铃.那么，该运动员在举起杠铃过程中的平均功率约为( )

A.几百瓦 B.几千瓦 C.几十千瓦 D.几百千瓦

1.B 提示：设运动员在举起杠铃过程中，重心升高约1.7m，则克服重力做的功 =95×10×1.7J=1615 J，平均功率约为： W=3230 W.

2.一个25kg的小孩从高度为3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0m/s.取g=10m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是( )

A.合外力做功50J　　　　　 B.阻力做功500J

C.重力做功500J　　　　　　D.支持力做功50J

2.A 提示：合外力做功等于小孩动能的变化量，即 J，选项A对;重力做功为 J=750J，C项错;由动能定理 ，所以阻力做功为 =750J-50J=700J，B项错;小孩在支持力方向上的位移为零，不做功，D项错.

3.一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程，则电梯支持力对人的做功情况是( )

A.加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功

B.加速时做正功，匀速和减速时做负功

C.加速和匀速时做正功，减速时做负功

D.始终做正功

3.D 提示：人乘坐电梯时，无论是加速、减速还是匀速，支持力的方向总是向上，与运动方向相同，所以支持力与位移的方向总相同，总是做正功.

4.一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时其速度为1 m/s.从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平面作用力F,力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示。设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3,则以下关系式正确的是( )

A. W1=W2=W3 B.W1

4.B

5.如图所示，倾角为θ的光滑斜面上放有两个质量均为m的小球A和B，两球之间用一根长为L的轻杆相连，下面的小球B离斜面底端的高度为h.两球从静止开始下滑，不计球与地面碰撞时的机械能损失，且地面光滑，求：

(1)两球在光滑水平面上运动时的速度大小;

(2)此过程中杆对A球所做的功;

(3)分析杆对A球做功的情况.

5.解析：(1)由于不计摩擦及碰撞时的机械能损失，因此两球组成的系统机械能守恒.两球在光滑水平面上运动时的速度大小相等，设为v，根据机械能守恒定律有：

解得：

(2)因两球在光滑水平面上运动时的速度v比B从h处自由滑下的速度 大，增加的动能就是杆对B做正功的结果.B增加的动能为：

因系统的机械能守恒，所以杆对B球做的功与杆对A球做的功的数值应该相等，杆对B球做正功，对A做负功.所以杆对A球做的功为： .

(3)当系统在斜面和水平面上运动时，A、B的运动状态相同，杆中无作用力，杆对A不做功;当B球从斜面进入水平面，而A球仍在斜面上运动时，A、B的运动状态不同，此过程中杆对A球做功.

6.跳水是一项优美的水上运动，图13甲是北京奥运会跳水比赛中小将陈若琳和王鑫在跳台上腾空而起的英姿。其中陈若琳的体重约为30 kg，身高约为1.40m，她站在离水面10m高的跳台上，重心离跳台面的高度约为0.80m，竖直向上跃起后重心升高0.45m达到点，入水时身体竖直，当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作，如图13乙所示，这时陈若琳的重心离水面约为0.80m。设运动员在入水及在水中下沉过程中受到的水的作用力大小不变。空气阻力可忽略不计，重力加速度g取10m/s2。求：

(1)陈若琳起跳过程中所做的功;

(2)陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间;(结果保留2位有效数字)

(3)若陈若琳入水后重心下沉到离水面约2.2m处速度变为零，试估算水对陈若琳的作用力的大小。(结果保留2位有效数字)

6.解析：(1)W=mgh1=135J .

(2)陈若琳跃起后可看作竖直向上的匀减速运动，重心上升的高度h1=0.45m

设起跳速度为v0，则 ，上升过程的时间 ，解得 t1= =0.3 s

陈若琳从处自由下落到手触及水面的过程中重心下落的高度h=10.45m

设下落过程的时间为t2，则 ，解得 = s≈1.4 s

陈若琳要完成一系列动作可利用的时间t=t1+t2=1.7s　说明：t2用 s表示也给分。

(3)陈若琳的手触及水面到她的重心下沉到离水面约2.2m处的位移s=3.0 m，手触及水面时的瞬时速度 ，设水对运动员的作用力为Ff，依据动能定理有 ，解得 Ff=1.3103N。

说明：用其他方法求解，正确的也给分。