专题08 机械能守恒定律-【好题汇编】备战2025年高中学业水平合格考物理真题分类汇编（江苏专用）

专题08 机械能守恒定律 考点01：功和功率 1．（2022·江苏）起重机把重的货物以的速度匀速提升，起重机提升货物的功率是（　　） A． B． C． D． 2．（2023·江苏）用与斜面平行的恒力F将质量为m的物体沿倾角为θ的斜面运动一段距离，拉力做功W1；用同样大小的水平力将物体沿水平面拉动同样的距离，拉力做功W2，则（　　） A．W1<W2 B．W1>W2 C．W1=W2 D．无法判断 3．（2023·江苏）复兴号动车在世界上首次实现了速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。已知一列质量为m的动车，以恒定功率P在平直轨道上行驶，当其达到最大速度vm时，其阻力f可表示为（　　） A．f=Pvm B． C． D． 4．（2023·江苏）用100N的力在水平地面上拉车行走200m，拉力与水平方向成60°角斜向上。在这一过程中拉力对车做的功约是（  ） A．3.0×104J B．4.0×104J C．1.0×104J D．2.0×104J 5．（2023·江苏）一个质量为2kg的物体从某高处自由下落，重力加速度取10m/s2，下落2s时（未落地）重力的功率是（　　） A．300W B．400W C．500W D．600W 6．（2023·江苏）如图所示，在大小和方向都相同的力F1和F2的作用下，物体m1和m2沿水平方向移动了相同的距离。已知质量m1<m2，F1做的功为W1，F2做的功为W2，则（　　） A．W1>W2 B．W1<W2 C．W1=W2 D．无法确定 7．（2023·江苏）已知高铁在运行时所受的阻力与速度成正比，则以速度v匀速行驶时，发动机的功率为P；若以2v的速度匀速行驶时，发动机的功率为（　　） A．P B．2P C．4P D．8P 8．（2023·江苏）某厢式货车在装车时，可用木板做成斜面，将货物沿斜面拉到车上，拉力方向始终平行于接触面。某装卸工人用同样大小的力将不同质量的货物沿斜面拉到车上，则（　　） A．质量大的货物拉力所做的功大 B．质量小的货物拉力所做的功小 C．拉力所做的功与质量无关 D．拉力所做的功与质量有关 9．（2022·江苏）某快递小哥搬运一批总质量为50kg的货物，以2m/s的速度沿水平方向匀速走了8m，重力加速度，则匀速运动过程中此人对货物做的功为（　　） A．400J B．100J C．0J D．100J 10．（2021·江苏）完全相同的甲、乙两球，分别沿如图所示路径下落相同高度，此过程中（　　） A．重力对甲球做功多 B．重力对乙球做功多 C．重力对两球做功一样多 D．无法比较重力对两球做功的多少 11．（2021·江苏）一辆汽车保持的额定功率行驶．当汽车的速度为时，牵引力的大小为（　　） A．2000N B．2500N C．3000N D．4000N 12．（2021·江苏）某同学利用动感单车锻炼。动感单车的阻力主要来源于车轮上的阻尼装置，该同学蹬车时每分钟克服阻力做功约为，他蹬车时做功的平均功率约为（　　） A． B． C． D． 13．（2021·江苏）用两个互相垂直的力F1、F2拉着物体运动，在一段时间内F1对物体做的功为，F2对物体做的功为，则F1、F2的合力对物体做的功为（　　） A． B． C． D． 14．（2021·江苏）小铁球竖直上抛又回到抛出点的过程中，则关于重力做功说法正确的是（　　） A．重力做负功 B．重力不做功 C．重力做正功 D．重力先做负功，再做正功 15．（2020·江苏）如图所示，我国歼舰载机在航母水平甲板上降落时，钩在拦阻索上的尾钩使飞机受到与水平方向成角的斜向下的恒定拉力F作用，沿水平方向移动距离s，在此过程中力F对飞机做的功为（　　） A． B． C． D． 16．（2020·江苏）如图所示，一个物体在恒力F的作用下，从静止开始沿光滑的水平面运动，经过时间t，物体通过距离为x，速度达到v，则在t时刻力F的功率P为 A．0 B．Fx C． D．Fv 17．（2019·江苏）如图所示，小华用力拉着木箱水平向右匀速前进，下列说法正确的是（  ） A．木箱所受的重力做正功 B．小华对木箱的拉力不做功 C．木箱所受的合力做正功 D．地面对木箱的摩擦力做负功 18．（2019·江苏）一质量为60 kg的人乘电梯上楼，当电梯匀速上升的速度为3 m/s时，电梯对人做功的功率为（取重力加速度为10 m/s2）（  ） A．60 W B．600 W C．1 800 W D．5 400 W 19．（2019·江苏）某同学提着一桶水上五楼用了时间t，对水桶做功W。此过程中该同学对水桶做功的平均功率是 A．Wt B．Wt2 C． D． 20．（2019·江苏）如图所示，小明用与水平方向成θ角的轻绳拉小车，小车水平向右做匀速直线运动，运动的位移为L，绳中拉力大小为F.则拉力做功的大小为（  ） A．FL B．FLsin θ C．FLcos θ D．FLtan θ （2017·江苏）请阅读下列材料，回答下列小题． 辽宁舰走向深蓝 2016年12月20日，我国辽宁舰航母编队首赴西太平洋海域开展远海训练．编队由辽宁舰和数艘驱护舰，及多架歼-15舰载战斗机和多型舰载直升机组成，由青岛航母军港出发后，航迹跨越渤海、黄海、东海和南海等海区，航经宫古海峡、巴士海峡、台湾海峡等海峡水道．2017年1月13日下午编队返回青岛航母军港，顺利完成各项训练科目和科研试验任务． 据报道，继成功解决了舰载机的阻拦索高速拦停和滑跃起飞等关键技术后，辽宁号在此次远航期间开展了全甲板放飞训练，歼-15还与空中加油机完成了加受油训练，同时发射克空对空、空对舰和舰对空等十余枚各型导弹． 这次训练是辽宁舰首次出远海训练，促进了航母战斗力建设的深入发展． 21．歼－15在空中加受油过程中，若以歼－15为参考系，可看做静止的是 A．海岛 B．驱护舰 C．空中加油机 D．辽宁舰上的指挥员 22．歼-15在辽宁舰甲板上降落，勾住阻拦索减速的过程中，阻拦索对歼-15做功和歼-15动能变化的情况是 A．做正功，动能增加 B．做负功，动能增加 C．做正功，动能减少 D．做负功，动能减少 23．辽宁舰航行遇到海浪上下颠簸过程中，停放在甲板上的歼－15对甲板的压力大小为F1，甲板对歼－15的支持力大小为F2．在辽宁舰颠簸过程中，F1和F2的关系是 A．向上时F1＞F2；向下时F1＜F2 B．向上时F1＜F2；向下时F1＞F2 C．向上和向下时，都满足F1＞F2 D．向上和向下时，都满足F1＝F2 24．如图所示，歼－15沿曲线MN向上爬升，速度逐渐增大，图中画出表示歼－15在P点受到合力的四种方向，其中可能的是 A．① B．② C．③ D．④ 25．（2017·江苏）某同学搬一叠书上楼用了时间t，对书做功W。此过程中该同学对书做功的平均功率是（　　） A． B． C． D． 26．（2023·江苏）如图所示，质量为20kg的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成α=37°、大小为60N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以a=0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，已知雪橇的质量为20kg，cos37°=0.8，则2s内拉力对雪橇做的功是 J。 27．（2018·江苏）如图所示，一辆卡车沿平直公路行驶，司机发现障碍物后在A点开始刹车，卡车做匀减速直线运动，最终停在B点．开始刹车时，车身上距离路面高h处有一颗松动的零件沿正前方水平飞出，落地点为C点．已知刹车过程中卡车受到的阻力是其重力的k倍，零件初速度为v0，不计空气阻力，重力加速度为g． （1）求零件落地时重力的功率P； （2）若C在B的前方，求卡车开始刹车时速度v的范围； （3）在（2）问所述情况下，求C、B间距离的最大值xm． 考点02：重力势能 弹性势能 1．（2023·江苏）如图所示，一质量为0.2kg的苹果，从树上高1.8m的某处先落到地面，又滚入深2.2m的沟底处停下。该苹果落地前瞬间，重力的瞬时功率和全过程中减少的重力势能为（取重力加速度g=10m/s2）（　　） A．12W和8J B．6W和8J C．1.2W和3.6J D．0.6W和3.6J 2．（2021·江苏）将一支圆珠笔倒立在桌面上，向下按压圆珠笔使笔尖露出的过程中，笔帽内弹簧的弹性势能（　　） A．减小 B．增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 3．（2021·江苏）某同学在练习投篮，如图所示。篮球从掷出到落入篮筐的过程中，其重力势能（　　） A．一直减小 B．一直增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 4．（2019·江苏）如图所示为某景点的游客乘索道匀速下山，则该过程中游客的（  ） A．重力势能增大，动能增大 B．重力势能增大，动能减小 C．重力势能减小，动能不变 D．重力势能减小，动能增大 5．（2019·江苏）下列各组物理量中，都是矢量的是（  ） A．时间 位移 速度 B．路程 速度 加速度 C．速度 力 位移 D．功 位移 重力势能 6．（2017·江苏）如图所示，两个相同的弹簧悬挂在天花板上．弹簧A下端挂一重物M，弹簧B受一竖直拉力F作用，两弹簧的伸长量相等，未超过弹性限度．则两弹簧弹性势能的关系为 A．EPA>EPB B．EPA<EPB C．EPA=EPB D．无法比较 7．（2023·江苏）质量m＝50kg的跳水运动员从距水面高h＝10m的跳台上以v0＝5m/s的速度斜向上起跳，最终落入水中。若忽略运动员的身高。取g＝10m/s2，运动员在跳台上时具有的重力势能为 J。（以水面为参考平面） 考点03：动能及动能定理 1．（2023·江苏）在体育课上，某同学练习投篮，站在罚球线处用力将篮球从手中投出，恰好水平击中篮板，则篮球在空中运动过程中（  ） A．重力势能增加，动能增加 B．重力势能减小，动能减小 C．重力势能增加，动能减小 D．重力势能减小，动能增加 2．（2022·江苏）一质量为的滑块，以的速度在光滑水平面上滑行，该物体的动能是（　　） A． B． C． D． 3．（2022·江苏）氢气球在空中匀速上升的过程中，它的（　　） A．动能减小，重力势能增大 B．动能不变，重力势能增大 C．动能减小，重力势能不变 D．动能不变，重力势能不变 4．（2022·江苏）放在光滑水平面上的物体，仅在两个同向水平力的共同作用下开始运动，若这两个力分别做了3J和4J的功，则该物体的动能增加了（　　） A．12J B．5J C．7J D．1J 5．（2019·江苏）为了研究平抛物体的运动，用两个完全相同的小球A、B做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球立即水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落地。自开始下落到落地前的过程中，两球的（　　） A．位移相同 B．未速度相同 C．末动能相等 D．重力做功相等 6．（2023·江苏）如图所示，一质量为1kg的物体以3m/s的速度从A点沿AB圆弧下滑，滑到B点时的速度仍为3m/s，则物体从A到B的过程中合外力做功为（　　） A．4.5J B．0 C．9J D．无法计算 7．（2018·江苏）如图所示，左端固定的轻质弹簧被物块压缩，物块被释放后，由静止开始从A点沿粗糙水平面向右运动．离开弹簧后，经过B点的动能为Ek，该过程中，弹簧对物块做的功为W，则物块所受摩擦力做的功Wf为（　　） A．Wf=Ek B．Wf=Ek+W C．Wf+Ek=W D．Wf=W—Ek 8．（2024·江苏）一个质量为的小球，用长为的轻绳悬挂于点，小球在水平拉力作用下，从平衡位置点缓慢地移动到点，与的夹角为，如图所示，重力加速度为，则拉力所做的功为（　　） A． B． C． D． 9．（2018·江苏）某科技兴趣小组试飞一架自制的无人机，该无人机的质量m=0.2 kg，由静止开始沿竖直方向匀加速上升，加速度a=2m/s2，上升时间t=3s，求：该过程中无人机 （1）受到合力的大小F；          （2）上升的高度h；          （3）末动能Ek． 10．（2023·江苏）甲、乙两物体质量之比为1∶2，速度大小之比为2∶1，则甲与乙的动能之比为 。 11．（2023·江苏）质量m=60kg的跳水运动员从距水面高h=10m的跳台上以v0=5m/s的速度斜向上起跳，则运动员起跳时的动能为 J。 考点04：机械能守恒定律 1．（2023·江苏）物体做下列几种运动，其机械能一定守恒的运动是（　　） A．匀速向下直线运动 B．匀加速向上直线运动 C．平抛运动 D．在竖直平面内做匀速圆周运动 2．（2021·江苏）如图，运动员将质量为m的足球从地面上以速度v踢出，足球恰好水平击中高为h的球门横梁．以地面为零势能面，不计空气阻力，则足球在命中横梁前一瞬间的机械能为（　　） A． B． C． D． 3．（2022·江苏）下列运动中物体的机械能不守恒的是（　　） A．做平抛运动的物体 B．做竖直上抛运动的物体 C．向上做匀速直线运动的物体 D．沿固定光滑曲面自由下滑的物体 4．（2023·江苏）如图所示，神舟十三号载人飞船进入预定轨道后绕地球在椭圆轨道上运动，飞船从A点运动到远地点B的过程中（　　） A．地球引力对飞船不做功 B．地球引力对飞船做负功 C．地球引力对飞船做正功 D．飞船受到的引力越来越大 5．（2021·江苏）如图，质量为的物体静置于地面。用手缓慢提拉与物体相连的弹簧上端，使物体升高，手做功一定（　　） A．等于 B．大于 C．小于 D．大于 6．（2021·江苏）物体沿斜面匀速下滑，在此过程中物体的（　　） A．机械能守恒 B．机械能增加 C．重力势能增加 D．重力势能减少 7．（2023·江苏）公安部规定：子弹射出枪口时的动能与子弹横截面积的比在0.16J/cm2以下的枪为玩具枪。已知某弹簧玩具枪的钢珠直径约为1cm，则该枪中弹簧的弹性势能不能超过（　　） A．1×10-6J B．1×10-3J C．1×10-2J D．1×10-1J 8．（2023·江苏）以下实例中，所给系统机械能守恒的是（　　） A． B． C． D． 9．（2023·江苏）在第24届北京冬季奥林匹克运动会上，我国18岁的小将谷爱凌以1620跳的高难度动作力压群芳，拿到了自由式滑雪女子大跳台金牌。下面相关叙述正确的是（　　） A．裁判在对谷爱凌1620跳的动作进行裁定时可以将她看成质点 B．教练员在分析谷爱凌起跳后能到达的最大高度时可以将她看成质点 C．该项目不受天气环境的影响，随时可以进行比赛 D．该项目在完成的过程中满足机械能守恒 10．（2023·江苏）如图所示，跳水运动员从跳板上以一定的速度斜向上跳起，最后以一定的速度进入水中，若不计阻力，则该运动员在下降的过程中（  ） A．重力势能减小，动能增加，机械能不变 B．重力势能减小，动能增加，机械能减小 C．重力势能增加，动能增加，机械能增加 D．重力势能减小，动能增加，机械能增加 11．（2023·江苏）细绳悬挂一个小球在竖直平面内来回摆动，因受空气阻力最后停止在最低点，则此过程中（　　） A．空气阻力对小球不做功 B．小球的动能一直减小 C．小球的重力势能一直减小 D．小球的机械能不守恒 12．（2021·江苏）如图所示，劈形物体AB的各表面均光滑，在小滑块A沿劈形物体B的斜面向下滑动的过程中（　　） A．A的机械能不变 B．B的机械能减小 C．A和B总的机械能不变 D．A和B总的机械能增大 13．（2020·江苏）静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度时撤去恒力，规定物体在地面的重力势能为零，不计空气阻力。则在整个过程中，物体的机械能E随时间t的变化关系是（　　） A．B．C． D． 14．（2020·江苏）如图所示，一质量为m的物体随电梯一起向上做加速运动，关于物体的能量，下列说法中正确的是 A．重力势能减小 B．重力势能增大 C．机械能不变 D．机械能减少 15．（2019·江苏）李刚同学将质量为 m 的实心球斜向上抛出（忽略空气阻力），出手后实心球在空中的运动轨迹如图所示，下列说法正确的是 A．上升时重力对球做正功，球的重力势能增大 B．落地前球具有的机械能始终不变 C．上升过程和下落到与手等高处的过程中，重力的平均功率不相等 D．球在最高点处的机械能为 mgh（以地面为零势能面） 16．（2019·江苏）如图所示，运动员将一铅球斜向上抛出，从铅球出手到落地前的运动过程中，不计空气阻力。下列说法正确的是 A．铅球的机械能减少 B．铅球的机械能增加 C．铅球的机械能保持不变 D．铅球的机械能先增加后减少 17．（2021·江苏）如图，长为10m的光滑斜面倾角为30°。质量为m＝1kg的物体在一沿斜面向上、大小为10N的拉力作用下，由斜面底端由静止开始沿斜面向上运动（g取10m/s2），请根据以上信息回答问题。 （1）物体沿斜面运动的加速度的大小为 m/s2。 （2）拉力对物体做功 J，物体运动到斜面顶端时的动能为 J。 （3）取斜面底端为零势能面，则物体运动到斜面顶点时的重力势能是 J，机械能的大小是 J。 18．（2023·江苏）将质量为m的物体以初速度v0=10m/s竖直向上抛出，忽略空气阻力，取g=10m/s2，则物体上升的最大高度是 m。 考点05：实验验证机械能守恒定律 1．（2021·江苏）用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．重物应选用密度大的物体 B．开始时，应使重物远离打点计时器 C．必须用天平测出重物的质量 D．需要用秒表测出重物下落的时间 2．（2024·江苏）某同学用图（a）所示的实验装置“验证机械能守恒定律”，图（b）是用“8V，50Hz”的打点计时器打出的一条纸带，O点为重锤下落的起点，选取的计数点A、B、C、D到O点的距离在图中已标出，重力加速度g取9.8m/s2，重锤的质量为1kg。打点计时器打下B点时，重锤的动能EkB= J。（计算结果保留两位有效数字） 3．（2021·江苏）如图所示，某实验小组在实验室中利用水平气垫导轨和两个光电门计时器A和B验证质量为M的滑块（含遮光条）和质量为m的钩码组成的系统机械能守恒．已知遮光条的宽度为d，先后通过A、B光电门的时间分别为Δt1、Δt2，光电门A、B之间的距离为s.滑块运动通过光电门B时，钩码未落地，（重力加速度为g） （1）实验中需要用到的器材有 （填选项前的字母） A．天平　　B．刻度尺　　C．打点计时器　　D．秒表　　E．弹簧测力计 （2）滑块通过A光电门时的瞬时速度的表达式为v1＝ （用题中给定字母表示） （3）验证本系统机械能守恒的表达式为 （用已知量和能直接测量的量表示）。 （4）下列情况下可能增大实验误差的是 。 A．气垫导轨未调水平 B．滑块质量M和钩码质量m不满足m<M C．遮光条宽度较小 D．两光电门间距过小 （5）用上述装置做“探究滑块的加速度与力的关系实验”，若M＝0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是 。 A．m1＝5g　　B．m2＝15g　　C．m3＝40g　　D．m4＝400g 4．（2021·江苏）如甲图所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中， （1）在释放纸带前，重物应 （靠近或远离）打点计时器，手捏住纸带 （中部或上部）。 （2）打下一条理想的纸带如图乙所示，O为下落起始点，A、B、C为纸带上打出的连续点迹，若重物质量为m，相邻打点时间间隔为T，则在O到B的过程中，重物增加的动能为 。 （3）在O到B的过程中，重物减小的重力势能为 。 （4）实验中发现重物重力势能的减少量 （略大于，略小于或等于）动能的增加量。 （5）某同学在实验中，根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以 为纵轴、以h为横轴画出的图像应是图中的 A． B． C． D． 5．（2021·江苏）如图甲所示，是验证机械能守恒定律的实验装置，重物的质量为m。 （1） 关于这一实验，下列说法中正确的是 A．选用重物时，选用体积较大的比较好 B．应先释放纸带，后接通电源打点 C．需使用秒表测出重物下落的时间 D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度 （2） 在选定的纸带上依次取计数点A、B、C如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔为T，且O为打下的第一个点，各计数点距O点距离如图乙所示。当打点计时器打下点B时，重物减少的重力势能表达式为 ， 重物增加的动能表达式为 。（已知重力加速度为g） 6．（2020·江苏）用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为d，质量为m的小球从A点由静止下落，下方处固定一个光电门B，小球经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，重力加速度为g。 （1）小球经过光电门时的速度 ； （2）小球从A下落到B的过程中，重力势能减少量 ；（用题中字母表示） （3）改变H重复实验得到多组数据，用图象法处理数据，为了形象直观，应该画 ； A．图象    B．图象    C．图象    D．图象 （4）小球下落时由于球心偏向光电门激光束的左侧，俯视图如图乙所示。由此测量小球经过光电门B时的动能比真实值 。（选填“大”、“小”或“相等”） 7．（2020·江苏）如图所示为某同学在“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置． （1）该同学开始实验时情形如图所示，接通电源释放纸带. 请指出该同学在实验操作中存在的明显错误或不当的地方： （2）实验中实验仪器有：重锤，打点计时器和纸带，复写纸片，学生电源，除了以上仪器外，还需要的仪器是 A．秒表       B．弹簧测力计    C．毫米刻度尺    D．天平 （3）由于重锤在运动过程中受到阻力作用，这样会导致实验结果为mgh mv2（选填“<”或“>”） 8．（2019·江苏）如图所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置． （1）关于本实验，下列说法中正确的是 ． A．必须用秒表测出重物下落的时间 B．打点计时器应连接直流电源 C． 验证时，必须测量重物的质量或重力 D．选择质量较大、体积较小的重物，可以减小实验误差 （2）若已知打点计时器的电源频率为50 Hz，当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，重物的质量为0.2 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，打O点时，重物的速度为零，A、B、C为另外三个连续点．根据图中的数据可知，重物由O点运动到B点的过程中，重力势能减少量ΔEp＝ J．（计算结果保留三位有效数字） （3）由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到的阻力较大，这样会导致实验结果mgh （选填“<”或“>”） mv2. 9．（2019·江苏）验证机械能守恒定律的实验装置如图所示。 （1）关于该实验，下列说法中正确的是 A．打点计时器应接直流电源 B．重物下落的时间需用秒表测出 C．释放纸带前，重物应靠近打点计时器 D．释放纸带前，手捏住纸带中部并使纸带上部自由下垂 （2）如图为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点，分别测出若干连续打出的点A、B、C……与O点之间的距离hA、hB、hC，已知打点计时器的打点周期为T。若重物质量为m，则在O到B的过程中，重物增加的动能为： （3）实验中发现重物重力势能的减少量略大于动能的增加量，其主要原因是 A．电源电压偏低          B．重物的体积过小 C．重物下落的距离过小         D．重物及纸带在下落时受到阻力 10．（2017·江苏）（1）如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。关于这一实验，下列说法中正确的是 A．打点计时器应接直流电源 B．应先释放纸带，后接通电源打点 C．需使用秒表测出重物下落的时间 D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度 （2）在用电火花计时器（或电磁打点计时器）研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了一条纸带，已知计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为 s。用刻度尺量得OA＝1.50cm、AB＝1.90cm、BC＝2.30cm、CD＝2.70cm。由此可知，纸带做 运动（选填“匀加速”或“匀减速”），打C点时纸带的速度大小为 m/s。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 机械能守恒定律 考点01：功和功率 1．（2022·江苏）起重机把重的货物以的速度匀速提升，起重机提升货物的功率是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】起重机把货物匀速提升，处于平衡状态，起重机提升货物的功率是 故选C。 2．（2023·江苏）用与斜面平行的恒力F将质量为m的物体沿倾角为θ的斜面运动一段距离，拉力做功W1；用同样大小的水平力将物体沿水平面拉动同样的距离，拉力做功W2，则（　　） A．W1<W2 B．W1>W2 C．W1=W2 D．无法判断 【答案】C 【详解】根据功的计算公式，可得 故选C。 3．（2023·江苏）复兴号动车在世界上首次实现了速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。已知一列质量为m的动车，以恒定功率P在平直轨道上行驶，当其达到最大速度vm时，其阻力f可表示为（　　） A．f=Pvm B． C． D． 【答案】C 【详解】当动车达到最大速度vm时，动车受力平衡，即， 解得 故选C。 4．（2023·江苏）用100N的力在水平地面上拉车行走200m，拉力与水平方向成60°角斜向上。在这一过程中拉力对车做的功约是（  ） A．3.0×104J B．4.0×104J C．1.0×104J D．2.0×104J 【答案】C 【详解】根据功的定义式 故选C。 5．（2023·江苏）一个质量为2kg的物体从某高处自由下落，重力加速度取10m/s2，下落2s时（未落地）重力的功率是（　　） A．300W B．400W C．500W D．600W 【答案】B 【详解】下落2s时重力的功率是 故选B。 6．（2023·江苏）如图所示，在大小和方向都相同的力F1和F2的作用下，物体m1和m2沿水平方向移动了相同的距离。已知质量m1<m2，F1做的功为W1，F2做的功为W2，则（　　） A．W1>W2 B．W1<W2 C．W1=W2 D．无法确定 【答案】C 【详解】根据W=Fl cos θ，因F1=F2，l1=l2，夹角θ也相等，可知W1=W2 C正确，ABD错误。 故选C。 7．（2023·江苏）已知高铁在运行时所受的阻力与速度成正比，则以速度v匀速行驶时，发动机的功率为P；若以2v的速度匀速行驶时，发动机的功率为（　　） A．P B．2P C．4P D．8P 【答案】C 【详解】当列车以速度v匀速运动时，有，若列车以速度2v匀速运动时，有，由此可知，发动机的功率为 故选C。 8．（2023·江苏）某厢式货车在装车时，可用木板做成斜面，将货物沿斜面拉到车上，拉力方向始终平行于接触面。某装卸工人用同样大小的力将不同质量的货物沿斜面拉到车上，则（　　） A．质量大的货物拉力所做的功大 B．质量小的货物拉力所做的功小 C．拉力所做的功与质量无关 D．拉力所做的功与质量有关 【答案】C 【详解】根据做功公式可知，由于工人用同样大小的力将货物拉动同样的斜面长度，故工人拉力做的功都相等，工人拉力所做的功与货物质量无关。 故选C。 9．（2022·江苏）某快递小哥搬运一批总质量为50kg的货物，以2m/s的速度沿水平方向匀速走了8m，重力加速度，则匀速运动过程中此人对货物做的功为（　　） A．400J B．100J C．0J D．100J 【答案】C 【详解】匀速运动过程中，货物受合力为零，人对货物作用力与重力等大反向，即竖直向上，而人带着货物沿水平方向运动，所以，力与位移垂直，故人对货物的作用力不做功。故C正确，ABD错误。 故选C。 10．（2021·江苏）完全相同的甲、乙两球，分别沿如图所示路径下落相同高度，此过程中（　　） A．重力对甲球做功多 B．重力对乙球做功多 C．重力对两球做功一样多 D．无法比较重力对两球做功的多少 【答案】C 【详解】由于两球下落的高度相同，质量相同，由可知，重力对两球做功一样多，ABD错误，故C正确。 故选C。 11．（2021·江苏）一辆汽车保持的额定功率行驶．当汽车的速度为时，牵引力的大小为（　　） A．2000N B．2500N C．3000N D．4000N 【答案】C 【详解】根据功率与瞬时速度的关系可得，当汽车的速度为时，牵引力的大小为 ABD错误，C正确。 故选C。 12．（2021·江苏）某同学利用动感单车锻炼。动感单车的阻力主要来源于车轮上的阻尼装置，该同学蹬车时每分钟克服阻力做功约为，他蹬车时做功的平均功率约为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】该同学蹬车时每分钟克服阻力做功约为，他蹬车时做功的平均功率约为 故选C。 13．（2021·江苏）用两个互相垂直的力F1、F2拉着物体运动，在一段时间内F1对物体做的功为，F2对物体做的功为，则F1、F2的合力对物体做的功为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】当有多个力对物体做功的过程，总功的大小就等于各个力对物体做功的代数和，即有 故选C。 14．（2021·江苏）小铁球竖直上抛又回到抛出点的过程中，则关于重力做功说法正确的是（　　） A．重力做负功 B．重力不做功 C．重力做正功 D．重力先做负功，再做正功 【答案】D 【详解】小球上升过程中，重力向下，位移向上，则重力做负功；下降过程中，重力向下，位移向下，则重力做正功，即整个过程中重力先做负功，再做正功。 故选D。 15．（2020·江苏）如图所示，我国歼舰载机在航母水平甲板上降落时，钩在拦阻索上的尾钩使飞机受到与水平方向成角的斜向下的恒定拉力F作用，沿水平方向移动距离s，在此过程中力F对飞机做的功为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由题意可知，拉力与位移方向上的夹角为，则根据功的公式可得 故选C。 16．（2020·江苏）如图所示，一个物体在恒力F的作用下，从静止开始沿光滑的水平面运动，经过时间t，物体通过距离为x，速度达到v，则在t时刻力F的功率P为 A．0 B．Fx C． D．Fv 【答案】D 【详解】由功率的公式可只，D正确； 故选D。 17．（2019·江苏）如图所示，小华用力拉着木箱水平向右匀速前进，下列说法正确的是（  ） A．木箱所受的重力做正功 B．小华对木箱的拉力不做功 C．木箱所受的合力做正功 D．地面对木箱的摩擦力做负功 【答案】D 【分析】由题意可知考查力对物体是否做功及功的正负判断，根据做功条件，功的计算公式分析可得。 【详解】A．木箱所受的重力与速度方向垂直，说明重力不做功，故A错误； B．小华对木箱的拉力在速度方向上有分力，拉力对木箱做正功，故B错误； C．木箱做匀速运动，所受的合力为零，说明合力不做功，故C错误； D．地面对木箱的摩擦力与木箱速度方向相反，说明摩擦力对木箱做负功，故D正确。 故本题选择D选项。 18．（2019·江苏）一质量为60 kg的人乘电梯上楼，当电梯匀速上升的速度为3 m/s时，电梯对人做功的功率为（取重力加速度为10 m/s2）（  ） A．60 W B．600 W C．1 800 W D．5 400 W 【答案】C 【分析】由题意可知考查功率的计算，根据功率公式计算可得。 【详解】人匀速上升，支持力等于人的重力，支持力对人做功的功率为,故C正确，ABD错误。 故本题选择C选项。 19．（2019·江苏）某同学提着一桶水上五楼用了时间t，对水桶做功W。此过程中该同学对水桶做功的平均功率是 A．Wt B．Wt2 C． D． 【答案】C 【详解】根据功率的定义，可得平均功率为，故C正确，ABD错误； 故选C。 20．（2019·江苏）如图所示，小明用与水平方向成θ角的轻绳拉小车，小车水平向右做匀速直线运动，运动的位移为L，绳中拉力大小为F.则拉力做功的大小为（  ） A．FL B．FLsin θ C．FLcos θ D．FLtan θ 【答案】C 【详解】F为恒力，故力F做功为W=FLcosθ； A．FL，与结论不相符，选项A错误； B．FLsin θ，与结论不相符，选项B错误； C．FLcos θ，与结论相符，选项C正确； D．FLtan θ，与结论不相符，选项D错误． （2017·江苏）请阅读下列材料，回答下列小题． 辽宁舰走向深蓝 2016年12月20日，我国辽宁舰航母编队首赴西太平洋海域开展远海训练．编队由辽宁舰和数艘驱护舰，及多架歼-15舰载战斗机和多型舰载直升机组成，由青岛航母军港出发后，航迹跨越渤海、黄海、东海和南海等海区，航经宫古海峡、巴士海峡、台湾海峡等海峡水道．2017年1月13日下午编队返回青岛航母军港，顺利完成各项训练科目和科研试验任务． 据报道，继成功解决了舰载机的阻拦索高速拦停和滑跃起飞等关键技术后，辽宁号在此次远航期间开展了全甲板放飞训练，歼-15还与空中加油机完成了加受油训练，同时发射克空对空、空对舰和舰对空等十余枚各型导弹． 这次训练是辽宁舰首次出远海训练，促进了航母战斗力建设的深入发展． 21．歼－15在空中加受油过程中，若以歼－15为参考系，可看做静止的是 A．海岛 B．驱护舰 C．空中加油机 D．辽宁舰上的指挥员 22．歼-15在辽宁舰甲板上降落，勾住阻拦索减速的过程中，阻拦索对歼-15做功和歼-15动能变化的情况是 A．做正功，动能增加 B．做负功，动能增加 C．做正功，动能减少 D．做负功，动能减少 23．辽宁舰航行遇到海浪上下颠簸过程中，停放在甲板上的歼－15对甲板的压力大小为F1，甲板对歼－15的支持力大小为F2．在辽宁舰颠簸过程中，F1和F2的关系是 A．向上时F1＞F2；向下时F1＜F2 B．向上时F1＜F2；向下时F1＞F2 C．向上和向下时，都满足F1＞F2 D．向上和向下时，都满足F1＝F2 24．如图所示，歼－15沿曲线MN向上爬升，速度逐渐增大，图中画出表示歼－15在P点受到合力的四种方向，其中可能的是 A．① B．② C．③ D．④ 【答案】21．C 22．D 23．D 24．B 【解析】21．歼－15在空中加受油过程中，若以歼－15为参考系，可看做静止的是空中加油机，而海岛、驱逐舰和辽宁舰上的指挥员都相对歼－15是运动的，故C正确，ABD错误。 22．歼-15在辽宁舰甲板上降落，勾住阻拦索减速的过程中，阻拦索的拉力向后，而歼-15的位移向前，故阻拦索对歼-15做负功；根据动能定理可知歼-15动能减小，故D正确，ABC错误。 23．停放在甲板上的歼－15对甲板的压力F1垂直甲板向下；甲板对歼－15的支持力为F2竖直向上，两者是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知在辽宁舰颠簸过程中，F1和F2的关系总是相等的，故D正确，ABC错误。 24．由于歼－15沿曲线MN向上爬升，速度逐渐增大，则合力沿切向方向有向前的分量，同时有指向圆心方向的分量，由图可知，合力沿②的方向，故B正确，ACD错误。 25．（2017·江苏）某同学搬一叠书上楼用了时间t，对书做功W。此过程中该同学对书做功的平均功率是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据功率的公式可知，此过程中该同学对书做功的平均功率是 故选C。 26．（2023·江苏）如图所示，质量为20kg的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成α=37°、大小为60N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以a=0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，已知雪橇的质量为20kg，cos37°=0.8，则2s内拉力对雪橇做的功是 J。 【答案】48 【详解】2s内雪橇的位移为l=at2=1m,拉力对雪橇做的功是WF=Flcosα=60×1×0.8J=48J 27．（2018·江苏）如图所示，一辆卡车沿平直公路行驶，司机发现障碍物后在A点开始刹车，卡车做匀减速直线运动，最终停在B点．开始刹车时，车身上距离路面高h处有一颗松动的零件沿正前方水平飞出，落地点为C点．已知刹车过程中卡车受到的阻力是其重力的k倍，零件初速度为v0，不计空气阻力，重力加速度为g． （1）求零件落地时重力的功率P； （2）若C在B的前方，求卡车开始刹车时速度v的范围； （3）在（2）问所述情况下，求C、B间距离的最大值xm． 【答案】 （1） （2） （3） 【详解】 （1） 零件做平抛运动，设运动时间为t， ，落地时，竖直方向的分速度为： ，重力的功率为：； （2）设卡车质量为M，刹车时加速度为a 由牛顿第二定律可得： 由匀减速直线运动有： ，解得： 零件抛出的水平距离为： ，由于 所以：； （3）C在B前方的距离为：当时，有最大值，解得：． 考点02：重力势能 弹性势能 1．（2023·江苏）如图所示，一质量为0.2kg的苹果，从树上高1.8m的某处先落到地面，又滚入深2.2m的沟底处停下。该苹果落地前瞬间，重力的瞬时功率和全过程中减少的重力势能为（取重力加速度g=10m/s2）（　　） A．12W和8J B．6W和8J C．1.2W和3.6J D．0.6W和3.6J 【答案】A 【详解】由运动学公式，故落地前瞬间的速度为 瞬时功率，全过程中重力做功，即为减少的重力势能。 故选A。 2．（2021·江苏）将一支圆珠笔倒立在桌面上，向下按压圆珠笔使笔尖露出的过程中，笔帽内弹簧的弹性势能（　　） A．减小 B．增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 【答案】B 【详解】向下按压圆珠笔使笔尖露出的过程，弹簧的形变逐渐增大，则笔帽内弹簧的弹性势能增大，故选B。 3．（2021·江苏）某同学在练习投篮，如图所示。篮球从掷出到落入篮筐的过程中，其重力势能（　　） A．一直减小 B．一直增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 【答案】D 【详解】篮球从掷出到落入篮筐的过程中，距离地面的高度先增加后减小，根据EP=mgh 可知，其重力势能先增大后减小。 故选D。 4．（2019·江苏）如图所示为某景点的游客乘索道匀速下山，则该过程中游客的（  ） A．重力势能增大，动能增大 B．重力势能增大，动能减小 C．重力势能减小，动能不变 D．重力势能减小，动能增大 【答案】C 【分析】由题意可知考查对重力势能、动能大小的比较，根据重力势能、动能的表达式分析可得。 【详解】游客匀速运动速度不变，由动能表达式 可知游客的动能不变，游客距地面高度减小，由重力势能表达式 可知游客的重力势能减小。 故选C。 5．（2019·江苏）下列各组物理量中，都是矢量的是（  ） A．时间 位移 速度 B．路程 速度 加速度 C．速度 力 位移 D．功 位移 重力势能 【答案】C 【分析】由题意可知考查对常见物理量标、矢量的判断，根据标、矢量的特点分析可得。 【详解】A．时间是标量， 位移、速度是矢量，故A错误；     B．路程是标量， 速度、加速度是矢量，故B错误； C．速度、力、位移三个物理量都是矢量，故C正确； D．位移是矢量，功、重力势能是标量，故D错误。 故选择C选项。 6．（2017·江苏）如图所示，两个相同的弹簧悬挂在天花板上．弹簧A下端挂一重物M，弹簧B受一竖直拉力F作用，两弹簧的伸长量相等，未超过弹性限度．则两弹簧弹性势能的关系为 A．EPA>EPB B．EPA<EPB C．EPA=EPB D．无法比较 【答案】C 【详解】弹簧的弹性势能的大小与弹簧的劲度系数和弹簧的形变量有关，因两个相同的弹簧的形变量相同，故弹簧的弹性势能相同，故选C. 7．（2023·江苏）质量m＝50kg的跳水运动员从距水面高h＝10m的跳台上以v0＝5m/s的速度斜向上起跳，最终落入水中。若忽略运动员的身高。取g＝10m/s2，运动员在跳台上时具有的重力势能为 J。（以水面为参考平面） 【答案】5000 【详解】以水面为零势能参考平面，则运动员在跳台上时具有的重力势能为Ep＝mgh＝5000J 考点03：动能及动能定理 1．（2023·江苏）在体育课上，某同学练习投篮，站在罚球线处用力将篮球从手中投出，恰好水平击中篮板，则篮球在空中运动过程中（  ） A．重力势能增加，动能增加 B．重力势能减小，动能减小 C．重力势能增加，动能减小 D．重力势能减小，动能增加 【答案】C 【详解】篮球上升，恰好水平击中篮板，运动到最高点，整个过程重力做负功，重力势能增加，动能减小。 故选C。 2．（2022·江苏）一质量为的滑块，以的速度在光滑水平面上滑行，该物体的动能是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】该物体的动能为，故B正确，ACD错误。 故选B。 3．（2022·江苏）氢气球在空中匀速上升的过程中，它的（　　） A．动能减小，重力势能增大 B．动能不变，重力势能增大 C．动能减小，重力势能不变 D．动能不变，重力势能不变 【答案】B 【详解】氢气球在空中匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变，高度增大，重力势能变大。 故选B。 4．（2022·江苏）放在光滑水平面上的物体，仅在两个同向水平力的共同作用下开始运动，若这两个力分别做了3J和4J的功，则该物体的动能增加了（　　） A．12J B．5J C．7J D．1J 【答案】C 【详解】功是标量，合力做的功等于两力做功代数和为7J ，根据动能定理合外力做的功等于动能变化量，即该物体的动能增加了7J。 故选C。 5．（2019·江苏）为了研究平抛物体的运动，用两个完全相同的小球A、B做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球立即水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落地。自开始下落到落地前的过程中，两球的（　　） A．位移相同 B．未速度相同 C．末动能相等 D．重力做功相等 【答案】D 【详解】A．平抛的小球位移更大，故A错误； B．两小球竖直分速度相同，但平抛的小球还有水平分速度，故末速度不同，B错误了； C．由于两小球末速度不同，故末动能不同，C错误； D．两小球质量相同，下落高度相同，故重力做功相同，D正确； 故选D。 6．（2023·江苏）如图所示，一质量为1kg的物体以3m/s的速度从A点沿AB圆弧下滑，滑到B点时的速度仍为3m/s，则物体从A到B的过程中合外力做功为（　　） A．4.5J B．0 C．9J D．无法计算 【答案】B 【详解】由动能定理可知，合外力做功为 故选B。 7．（2018·江苏）如图所示，左端固定的轻质弹簧被物块压缩，物块被释放后，由静止开始从A点沿粗糙水平面向右运动．离开弹簧后，经过B点的动能为Ek，该过程中，弹簧对物块做的功为W，则物块所受摩擦力做的功Wf为（　　） A．Wf=Ek B．Wf=Ek+W C．Wf+Ek=W D．Wf=W—Ek 【答案】D 【详解】对物块从A到B应用动能定理有： ，解得： 故D正确． 8．（2024·江苏）一个质量为的小球，用长为的轻绳悬挂于点，小球在水平拉力作用下，从平衡位置点缓慢地移动到点，与的夹角为，如图所示，重力加速度为，则拉力所做的功为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】小球从平衡位置点缓慢地移动到点的过程中，重力与拉力做功，根据动能定理得 ，得拉力所做的功为 故选B。 9．（2018·江苏）某科技兴趣小组试飞一架自制的无人机，该无人机的质量m=0.2 kg，由静止开始沿竖直方向匀加速上升，加速度a=2m/s2，上升时间t=3s，求：该过程中无人机 （1）受到合力的大小F；          （2）上升的高度h；          （3）末动能Ek． 【答案】 （1）0.4N   （2）9m    （3）3.6J 【详解】 （1）据牛顿第二定律得物体所受的合力 （2）据运动学公式求得物体3s内上升的高度 （3）据运动学公式求得物体3s末的速度 物体3s末的动能 10．（2023·江苏）甲、乙两物体质量之比为1∶2，速度大小之比为2∶1，则甲与乙的动能之比为 。 【答案】2∶1 【详解】根据，甲与乙的动能之比为，甲与乙的动能之比为2∶1。 11．（2023·江苏）质量m=60kg的跳水运动员从距水面高h=10m的跳台上以v0=5m/s的速度斜向上起跳，则运动员起跳时的动能为 J。 【答案】750 【详解】根据动能表达式可知运动员起跳时的动能为 考点04：机械能守恒定律 1．（2023·江苏）物体做下列几种运动，其机械能一定守恒的运动是（　　） A．匀速向下直线运动 B．匀加速向上直线运动 C．平抛运动 D．在竖直平面内做匀速圆周运动 【答案】C 【详解】A．匀速向下直线运动的物体，动能不变，重力势能减小，机械能减小，故A错误； B．匀加速向上直线运动的物体，动能增加，重力势能增加，机械能增加，故B错误； C．物体做平抛运动时，只有重力做功，机械能一定守恒，故C正确； D．物体在竖直平面内做匀速圆周运动，动能不变，但重力势能在改变，机械能不守恒，故D错误。 故选C。 2．（2021·江苏）如图，运动员将质量为m的足球从地面上以速度v踢出，足球恰好水平击中高为h的球门横梁．以地面为零势能面，不计空气阻力，则足球在命中横梁前一瞬间的机械能为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】足球在运动过程中机械能守恒，初态机械能等于末态机械能，则可知足球在命中横梁前一瞬间的机械能为 故选A。 3．（2022·江苏）下列运动中物体的机械能不守恒的是（　　） A．做平抛运动的物体 B．做竖直上抛运动的物体 C．向上做匀速直线运动的物体 D．沿固定光滑曲面自由下滑的物体 【答案】C 【详解】A．做平抛运动的物体只有重力对其做功，机械能守恒，A不符题意； B．做竖直上抛运动的物体只有重力对其做功，机械能守恒，B不符题意； C．物体向上匀速直线运动，必然有一个向上的力对其做功，动能不变，重力势能增加，机械能增加，C符合题意； D．沿固定光滑曲面自由下滑的物体只有重力对其做功，机械能守恒，D不符题意。 故选C。 4．（2023·江苏）如图所示，神舟十三号载人飞船进入预定轨道后绕地球在椭圆轨道上运动，飞船从A点运动到远地点B的过程中（　　） A．地球引力对飞船不做功 B．地球引力对飞船做负功 C．地球引力对飞船做正功 D．飞船受到的引力越来越大 【答案】B 【详解】飞船从A点运动到远地点B的过程中，距离地球的距离逐渐增加，飞船的速度方向与地球引力的夹角为钝角，则地球的引力对飞船做负功，飞船受到的引力越来越小。 故选B。 5．（2021·江苏）如图，质量为的物体静置于地面。用手缓慢提拉与物体相连的弹簧上端，使物体升高，手做功一定（　　） A．等于 B．大于 C．小于 D．大于 【答案】B 【详解】根据能量守恒定律可知，手做的功转化为物体的重力势能与弹簧的弹性势能，所以手做功一定大于。 故选B。 6．（2021·江苏）物体沿斜面匀速下滑，在此过程中物体的（　　） A．机械能守恒 B．机械能增加 C．重力势能增加 D．重力势能减少 【答案】D 【详解】物体匀速下滑时，速度不变，故动能不变；重力做正功，故重力势能减小；机械能等于动能和重力势能的总和，故机械能减小，机械能不守恒。 故选D。 7．（2023·江苏）公安部规定：子弹射出枪口时的动能与子弹横截面积的比在0.16J/cm2以下的枪为玩具枪。已知某弹簧玩具枪的钢珠直径约为1cm，则该枪中弹簧的弹性势能不能超过（　　） A．1×10-6J B．1×10-3J C．1×10-2J D．1×10-1J 【答案】D 【详解】钢珠的横截面积为，弹簧的弹性势能转化为钢珠的动能，则 解得 故选D。 8．（2023·江苏）以下实例中，所给系统机械能守恒的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．登山过程除了重力做功还有人做功，能量是化学能转化为机械能，所以系统的机械能不守恒，A错误； B．子弹射穿苹果的过程有阻力做了功，能量是部分机械能转化为内能，所以系统的机械能不守恒，B错误； C．降落伞匀速下降，有阻力做了功，能量是部分机械能转化为内能，所以系统的机械能不守恒，C错误； D．小球自由落体，运动过程中只有重力做功，则系统的机械能守恒，D正确。 故选D。 9．（2023·江苏）在第24届北京冬季奥林匹克运动会上，我国18岁的小将谷爱凌以1620跳的高难度动作力压群芳，拿到了自由式滑雪女子大跳台金牌。下面相关叙述正确的是（　　） A．裁判在对谷爱凌1620跳的动作进行裁定时可以将她看成质点 B．教练员在分析谷爱凌起跳后能到达的最大高度时可以将她看成质点 C．该项目不受天气环境的影响，随时可以进行比赛 D．该项目在完成的过程中满足机械能守恒 【答案】B 【详解】A．裁判在对谷爱凌的动作进行裁定时，谷爱凌的形状和大小不能忽略，不能看成质点，A错误； B．教练员在分析谷爱凌起跳后能到达的最大高度时，谷爱凌的形状和大小可以忽略，B正确； C．降雪带来的新增积雪，会使赛道表面松软，摩擦力增大，不利于选手发挥，C错误； D．该项目在完成的过程中有摩擦力、空气阻力等其他力做功，机械能不守恒，D错误。 故选B。 10．（2023·江苏）如图所示，跳水运动员从跳板上以一定的速度斜向上跳起，最后以一定的速度进入水中，若不计阻力，则该运动员在下降的过程中（  ） A．重力势能减小，动能增加，机械能不变 B．重力势能减小，动能增加，机械能减小 C．重力势能增加，动能增加，机械能增加 D．重力势能减小，动能增加，机械能增加 【答案】A 【详解】不计空气阻力，运动员下降过程中机械能守恒，重力势能减小，动能增加，机械能不变。 故选A。 11．（2023·江苏）细绳悬挂一个小球在竖直平面内来回摆动，因受空气阻力最后停止在最低点，则此过程中（　　） A．空气阻力对小球不做功 B．小球的动能一直减小 C．小球的重力势能一直减小 D．小球的机械能不守恒 【答案】D 【详解】A．空气阻力对小球做负功，A错误； B．合外力做正功时小球动能增大，合外力做负功时动能减小，故小球的动能不是一直减小，B错误； C．小球上升过程中重力势能变大，小球下落过程中重力势能减小，故小球的重力势能不是一直减小，C错误； D．小球的机械能不守恒，不断减小，转化为内能，D正确。 故选D。 12．（2021·江苏）如图所示，劈形物体AB的各表面均光滑，在小滑块A沿劈形物体B的斜面向下滑动的过程中（　　） A．A的机械能不变 B．B的机械能减小 C．A和B总的机械能不变 D．A和B总的机械能增大 【答案】C 【详解】因为劈形物体AB的各表面均光滑，则当小滑块A沿劈形物体B的斜面向下滑动的过程中，只有重力对系统做功，则由AB组成的系统机械能守恒，其中A的机械能减小，B的机械能增大。 故选C。 13．（2020·江苏）静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度时撤去恒力，规定物体在地面的重力势能为零，不计空气阻力。则在整个过程中，物体的机械能E随时间t的变化关系是（　　） A．B．C． D． 【答案】C 【详解】恒力做功的大小等于机械能的增量，撤去恒力后，物体仅受重力，只有重力做功，机械能守恒；设在恒力作用下的加速度为a，则机械能增量，知机械能随时间不是线性增加，撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变。 故选C。 14．（2020·江苏）如图所示，一质量为m的物体随电梯一起向上做加速运动，关于物体的能量，下列说法中正确的是 A．重力势能减小 B．重力势能增大 C．机械能不变 D．机械能减少 【答案】B 【详解】AB.质量为m的物体随电梯一起向上做加速运动，故重力势能增大，A错误，B正确； CD.物体向上加速，说明支持力对物体做了正功，故机械能增大，CD错误； 故选B。 15．（2019·江苏）李刚同学将质量为 m 的实心球斜向上抛出（忽略空气阻力），出手后实心球在空中的运动轨迹如图所示，下列说法正确的是 A．上升时重力对球做正功，球的重力势能增大 B．落地前球具有的机械能始终不变 C．上升过程和下落到与手等高处的过程中，重力的平均功率不相等 D．球在最高点处的机械能为 mgh（以地面为零势能面） 【答案】B 【详解】A．上升时重力对球做负功，球的重力势能增大，选项A错误； B．因为运动中只有重力对球做功，则球的机械能守恒，即落地前球具有的机械能始终不变，选项B正确； C．上升过程和下落到与手等高处的过程中，所用时间相等，重力做功大小相等，根据 可知，重力的平均功率相等，选项C错误； D．球在最高点处还有动能，则在最高点的机械能大于mgh（以地面为零势能面），选项D错误； 故选B. 16．（2019·江苏）如图所示，运动员将一铅球斜向上抛出，从铅球出手到落地前的运动过程中，不计空气阻力。下列说法正确的是 A．铅球的机械能减少 B．铅球的机械能增加 C．铅球的机械能保持不变 D．铅球的机械能先增加后减少 【答案】C 【详解】铅球抛出后，只有重力做功，故铅球的机械能守恒，即铅球的机械能保持不变，C正确，ABD错误； 故选C。 17．（2021·江苏）如图，长为10m的光滑斜面倾角为30°。质量为m＝1kg的物体在一沿斜面向上、大小为10N的拉力作用下，由斜面底端由静止开始沿斜面向上运动（g取10m/s2），请根据以上信息回答问题。 （1）物体沿斜面运动的加速度的大小为 m/s2。 （2）拉力对物体做功 J，物体运动到斜面顶端时的动能为 J。 （3）取斜面底端为零势能面，则物体运动到斜面顶点时的重力势能是 J，机械能的大小是 J。 【答案】 （1） 5 （2）100 50 （3）50 100 【详解】 （1）对物体受力分析，根据牛顿第二定律有F﹣mgsinθ＝ma，代入数据解得a＝5m/s2 （2）根据做功的公式有WF＝Fx＝10×10J＝100J，根据动能定理有WF﹣mgxsinθ＝Ek 代入数据解得Ek＝50J （3）根据重力势能的公式有Ep＝mgh，代入数据解Ep＝50J，机械能大小为E＝Ek+Ep＝50J+50J＝100J 18．（2023·江苏）将质量为m的物体以初速度v0=10m/s竖直向上抛出，忽略空气阻力，取g=10m/s2，则物体上升的最大高度是 m。 【答案】5 【详解】忽略空气阻力，物体上升的过程中机械能守恒，则有 解得 考点05：实验验证机械能守恒定律 1．（2021·江苏）用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．重物应选用密度大的物体 B．开始时，应使重物远离打点计时器 C．必须用天平测出重物的质量 D．需要用秒表测出重物下落的时间 【答案】A 【详解】A．重物应选用密度大的物体，减小空气阻力的影响，故A正确； B．开始时，应使重物靠近打点计时器，以利用更多纸带，故B错误； C．验证机械能守恒定律，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，表达式的两边都有质量，可以约去，所以实验中不需要用天平测量质量，故C错误； D．由于是用打点计时器，不必测时间，故D错误； 故选A。 2．（2024·江苏）某同学用图（a）所示的实验装置“验证机械能守恒定律”，图（b）是用“8V，50Hz”的打点计时器打出的一条纸带，O点为重锤下落的起点，选取的计数点A、B、C、D到O点的距离在图中已标出，重力加速度g取9.8m/s2，重锤的质量为1kg。打点计时器打下B点时，重锤的动能EkB= J。（计算结果保留两位有效数字） 【答案】0.68 【详解】每两个计数点之间有一个计时点，则相邻两个计数点之间的时间间隔为 根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，打点计时器打下B点时的速度为 打点计时器打下B点时，重锤的动能 3．（2021·江苏）如图所示，某实验小组在实验室中利用水平气垫导轨和两个光电门计时器A和B验证质量为M的滑块（含遮光条）和质量为m的钩码组成的系统机械能守恒．已知遮光条的宽度为d，先后通过A、B光电门的时间分别为Δt1、Δt2，光电门A、B之间的距离为s.滑块运动通过光电门B时，钩码未落地，（重力加速度为g） （1）实验中需要用到的器材有 （填选项前的字母） A．天平　　B．刻度尺　　C．打点计时器　　D．秒表　　E．弹簧测力计 （2）滑块通过A光电门时的瞬时速度的表达式为v1＝ （用题中给定字母表示） （3）验证本系统机械能守恒的表达式为 （用已知量和能直接测量的量表示）。 （4）下列情况下可能增大实验误差的是 。 A．气垫导轨未调水平 B．滑块质量M和钩码质量m不满足m<M C．遮光条宽度较小 D．两光电门间距过小 （5）用上述装置做“探究滑块的加速度与力的关系实验”，若M＝0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是 。 A．m1＝5g　　B．m2＝15g　　C．m3＝40g　　D．m4＝400g 【答案】 （1）AB （2） （3） mgs＝（M＋m） （4）AD （5）D 【详解】 解：（1）AE．对钩码和滑块（含遮光条）组成的系统，有mgs＝（M＋m）（v22－v12） 需要用天平测量质量M和m，不需要弹簧测力计间接测量质量，A正确，E错误； B．用刻度尺测量两个光电门之间的距离s，B正确， CD．由光电门计时器，就不需要打点计时器和秒表，CD错误。 故选AB。 （2）滑块通过A光电门时的瞬时速度的表达式为 （3）由mgs＝（M＋m）v22－（M＋m）v12 其中 可知验证本系统机械能守恒的表达式为mgs＝（M＋m） （4）A．气垫导轨未调水平，滑块M的重力势能会改变，会增大实验误差，A正确；B．滑块质量M和钩码质量m不满足m<M，滑块质量M和钩码质量m，对实验没有影响，不会增大实验误差，B错C．遮光条宽度较小，经光电门的时间变小，经光电门的平均速度接近瞬时速度，由利于减小实验误差，C错误；D．两光电门间距过小，在测量两个光电门之间的距离时测量误差会增大，D正确。 故选AD。 （5）用上述装置做“探究滑块的加速度与力的关系实验”时，需要的条件下，才可以将钩码的重力近似看作对滑块的拉力，若M＝0.4kg，则有ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选D。 4．（2021·江苏）如甲图所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中， （1）在释放纸带前，重物应 （靠近或远离）打点计时器，手捏住纸带 （中部或上部）。 （2）打下一条理想的纸带如图乙所示，O为下落起始点，A、B、C为纸带上打出的连续点迹，若重物质量为m，相邻打点时间间隔为T，则在O到B的过程中，重物增加的动能为 。 （3）在O到B的过程中，重物减小的重力势能为 。 （4）实验中发现重物重力势能的减少量 （略大于，略小于或等于）动能的增加量。 （5）某同学在实验中，根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以 为纵轴、以h为横轴画出的图像应是图中的 A． B． C． D． 【答案】 靠近 上部 m mghB 略大于 C 【详解】（1）为了节约纸带，重物应靠近打点计时器，手捏住纸带上部，防止纸带弯曲，可以减小阻力； （2）根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得 则到达B点的动能为 （3）在O到B的过程中，重物下降的高度是hB，所以重物减小的重力势能 （4）重物下落要克服阻力做功，所以重力势能减少量略大于动能增加量； （5）如果物体的机械能守恒，则有 可得，则是过原点的倾斜直线，故ABD错误，C正确。 故选C。 5．（2021·江苏）如图甲所示，是验证机械能守恒定律的实验装置，重物的质量为m。 （1） 关于这一实验，下列说法中正确的是 A．选用重物时，选用体积较大的比较好 B．应先释放纸带，后接通电源打点 C．需使用秒表测出重物下落的时间 D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度 （2） 在选定的纸带上依次取计数点A、B、C如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔为T，且O为打下的第一个点，各计数点距O点距离如图乙所示。当打点计时器打下点B时，重物减少的重力势能表达式为 ， 重物增加的动能表达式为 。（已知重力加速度为g） 【答案】 D 【详解】（1）[1] A．选用重物时，选用体积较小的比较好，阻力影响较小，选项A错误； B．实验时应先接通电源打点，后释放纸带，选项B错误； C．打点计时器是计时工具，不需使用秒表测出重物下落的时间，选项C错误； D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度，选项D正确。 故选D。 （2）当打点计时器打下点B时，重物减少的重力势能表达式为 打点计时器打下点B时，重物的速度 重物增加的动能表达式为 6．（2020·江苏）用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为d，质量为m的小球从A点由静止下落，下方处固定一个光电门B，小球经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，重力加速度为g。 （1）小球经过光电门时的速度 ； （2）小球从A下落到B的过程中，重力势能减少量 ；（用题中字母表示） （3）改变H重复实验得到多组数据，用图象法处理数据，为了形象直观，应该画 ； A．图象    B．图象    C．图象    D．图象 （4）小球下落时由于球心偏向光电门激光束的左侧，俯视图如图乙所示。由此测量小球经过光电门B时的动能比真实值 。（选填“大”、“小”或“相等”） 【答案】 C 大 【详解】 （1）小球经过光电门时的速度 （2）小球从A下落到B的过程中，重力势能减少量 （3）本实验验证机械能守恒则有即 用图象法处理数据，为了形象直观，应该画图像，故选C （4）小球下落时由于球心偏向光电门激光束的左侧，可知用小球的直径表示挡光的位移，挡光的位移偏大，根据知，速度测量值偏大，则测量小球经过光电门B时的动能比真实值大 7．（2020·江苏）如图所示为某同学在“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置． （1）该同学开始实验时情形如图所示，接通电源释放纸带. 请指出该同学在实验操作中存在的明显错误或不当的地方： （2）实验中实验仪器有：重锤，打点计时器和纸带，复写纸片，学生电源，除了以上仪器外，还需要的仪器是 A．秒表       B．弹簧测力计    C．毫米刻度尺    D．天平 （3）由于重锤在运动过程中受到阻力作用，这样会导致实验结果为mgh mv2（选填“<”或“>”） 【答案】应使用交流电源 C > 【详解】 （1）打点计时器应该使用交流电源，故不当的地方为：应使用交流电源； （2）本实验中需要测量加速度，不需要测量质量，故还需要米尺； （3）由于重锤在运动过程中受到阻力作用，一部分机械能转化为了内能，故重力势能减少量大于动能增加量，故填“>”。 8．（2019·江苏）如图所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置． （1）关于本实验，下列说法中正确的是 ． A．必须用秒表测出重物下落的时间 B．打点计时器应连接直流电源 C． 验证时，必须测量重物的质量或重力 D．选择质量较大、体积较小的重物，可以减小实验误差 （2）若已知打点计时器的电源频率为50 Hz，当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，重物的质量为0.2 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，打O点时，重物的速度为零，A、B、C为另外三个连续点．根据图中的数据可知，重物由O点运动到B点的过程中，重力势能减少量ΔEp＝ J．（计算结果保留三位有效数字） （3）由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到的阻力较大，这样会导致实验结果mgh （选填“<”或“>”） mv2. 【答案】 D 0.921 > 【详解】 （1） A．因为打点计时器本身就能测量时间，所以该实验没有必要用秒表测出重物下落的时间，故A错误；B．打点计时器工作时必须用交流电源，连接交流电源，故B错误；C．验证时重物机械能守恒时 ，方程式两边都有质量可以消去，所以没有必要测量重物的质量或重力，故C说法错误； D．选择质量较大、体积较小的重物，可以减小空气阻力的影响，从而减小实验误差，故D正确。 故本题选择D选项。 （2）根据重力做功公式可知 （3）根据能量守恒关系可知减少的重力势能一部分通过摩擦力做功生热，一部分转化为重物的动能，所以减小的重力势能大于增加的动能。 9．（2019·江苏）验证机械能守恒定律的实验装置如图所示。 （1）关于该实验，下列说法中正确的是 A．打点计时器应接直流电源 B．重物下落的时间需用秒表测出 C．释放纸带前，重物应靠近打点计时器 D．释放纸带前，手捏住纸带中部并使纸带上部自由下垂 （2）如图为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点，分别测出若干连续打出的点A、B、C……与O点之间的距离hA、hB、hC，已知打点计时器的打点周期为T。若重物质量为m，则在O到B的过程中，重物增加的动能为： （3）实验中发现重物重力势能的减少量略大于动能的增加量，其主要原因是 A．电源电压偏低          B．重物的体积过小 C．重物下落的距离过小         D．重物及纸带在下落时受到阻力 【答案】 C D 【详解】 （1）打点计时器应接交流电源，故A错误；重物下落时间可根据纸带求出，故B错误；释放纸带前，重物应靠近打点计时器，充分利用纸带，故C正确；释放纸带前，应捏住纸带的顶部，使纸带保持竖直状态，减少阻力，故D错误；故选C。 （2）由可得，B点的速度为，故重物增加的动能为。 （3）重物在下落过程中，由于不可避免的受到阻力，故重力势能增量一定大于动能增量，D正确。 10．（2017·江苏）（1）如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。关于这一实验，下列说法中正确的是 A．打点计时器应接直流电源 B．应先释放纸带，后接通电源打点 C．需使用秒表测出重物下落的时间 D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度 （2）在用电火花计时器（或电磁打点计时器）研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了一条纸带，已知计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为 s。用刻度尺量得OA＝1.50cm、AB＝1.90cm、BC＝2.30cm、CD＝2.70cm。由此可知，纸带做 运动（选填“匀加速”或“匀减速”），打C点时纸带的速度大小为 m/s。 【答案】D 0.1 匀加速 0.25 【详解】 （1）A．打点计时器应接交流电源，故A错误； B．开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故B错误； C．我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表，故C错误； D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度，故D正确。 故选D； （2）按打点先后顺序每5个点取1个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔 纸带上相邻计数点的距离在增大，而且相邻计数点的距离之差不变，所以纸带做匀加速运动。利用匀变速直线运动的推论得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$