2025-2026学年高一下学期物理暑假作业7-机械能守恒定律（1）

**基本信息** 聚焦功与机械能专项，以"概念-方法-实验"三维架构整合知识，通过典型题例渗透科学思维与能量观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |功与功率|3题（1-3）|恒力做功公式法、变力做功转换研究对象法、F-x图像面积法|从功的定义式出发，延伸到功率计算，通过图像深化功的几何意义| |势能|3题（4-6）|重力势能变化量计算、重心位置分析法|建立重力做功与势能变化关系，突出势能相对性与系统性| |机械能守恒|4题（7-10）|动能定理应用、实验误差控制、图像斜率分析法|从理论推导到实验验证，衔接动能定理与守恒条件，培养科学探究能力|

1.如图所示，在光滑的水平面上，物块在恒力作用下从A点运动到B点，不计滑轮的大小、绳和滑轮的质量及绳与滑轮间的摩擦，.，则拉力F所做的功为( ) A.20 J B.25 J C.37.5 J D.60 J 2.某块石头陷入淤泥过程中，其所受的阻力F与深度h的关系为（已知），石头沿竖直方向做直线运动，当时，石头陷入淤泥过程中克服阻力做的功为( ) A. B. C. D. 3.一根弹簧的弹力—位移图像如图所示，那么弹簧由伸长量为8 cm变到伸长量为4 cm的过程中( ) 功 必要因素：力、力的方向的位移 公式：（恒力） 正负功： 正功； 不做功； 负功 总功：代数和 / 合力做功 功率 定义：， 平均功率 瞬时功率： A.弹力所做的功是3.6 J，弹性势能减少了3.6 J B.弹力所做的功是1.8 J，弹性势能减少了1.8 J C.弹力所做的功是-3.6 J，弹性势能增加了3.6 J D.弹力所做的功是-1.8 J，弹性势能增加了1.8 J 4.关于重力做功和重力势能的变化，下列叙述正确的是( ) A.做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做负功，重力势能减少 B.做竖直上抛运动的物体，在下落阶段，重力做正功，重力势能增加 C.做平抛运动的物体，重力势能在不断减少 D.物体高度降低了，重力势能可能不变 5.如图所示，重物A的质量为m，置于水平地面上，一根轻质弹簧原长为L，劲度系数为k，下端与重物A相连接.初始时弹簧处于原长，现将弹簧上端P缓慢地竖直提起一段高度h，使重物A离开地面，这时重物A具有的重力势能为（以地面为零势能面，重力加速度为g）( ) A. B. C. D. 6.一根长为2 m、重力为200 N的均匀直木杆放在水平地面上，现将它的一端缓慢地从地面抬高0.5 m，另一端仍放在地面上，则重力势能增加量为( ) A.50 J B.100 J C.200 J D.400 J 7.在粗糙水平面上给滑块一定的初速度，使其沿粗糙水平面滑动，经测量描绘出了滑块的动能与滑块的位移的变化规律图线，如图所示.用μ表示 重力做的功 公式：特点：与路径无关，只与初末高度差有关 重力势能 定义式：（标量，单位J） 相对性：与参考平面有关 系统性：物体与地球共有 滑块与水平面之间的动摩擦因数，用t表示滑块在该水平面上滑动的时间，已知滑块的质量为.则μ和t分别等于( ) A.0.01，10 s B.0.01，5 s C.0.05，10 s D.0.05，5 s 8.从地面竖直向上抛出一物体，在运动过程中除受到重力外，还受到一大小恒定、方向始终与运动方向相反的空气阻力的作用.距地面高度h在0~3 m以内时，物体上升、下落过程中动能随h的变化如图所示，重力加速度g取，该物体运动过程中受到的空气阻力为( ) A.0.5 N B.1 N C.1.5 N D.2 N 9.用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落. （1）关于本实验，下列说法正确的是_______（填字母代号）. A.应选择质量大、体积小的重物进行实验 B.释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态 C.先释放纸带，后接通电源 （2）实验中，得到如图乙所示的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点，测得它们到起始点O（O点与下一点的间距接近2 mm）的距离分别为.已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T.设重物质量为m.从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量_______，动能变化量_______.（用已知字母表示） （3）某同学用如图丙所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上，将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为，已知小球质量为m，当地重力加速度为g.在误差允许范围内，当满足关系式_______时，可验证机械能守恒. 10.如图所示，是用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验.在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平气垫导轨上并静止在A处，并通过定滑轮的细绳与钩码相连，光电计时器安装在B处.测得滑块（含遮光板）质量为M、钩码总质量为m、遮光板宽度为d、当地的重力加速度为g.将滑块在图示A位置释放后，光电计时器记录下遮光板通过光电门的时间为. （1）实验中是否要求钩码总质量m远小于滑块质量M_______（填：是、否） （2）实验中还需要测量的物理量是______（用文字及相应的符号表示）. （3）本实验中验证机械能守恒的表达式为：________（用对应物理量的符号表示）. 2025-2026学年高一物理暑假作业7-机械能守恒定律（1） 答案以及解析 1.答案：B 解析：拉力F通过绳子拉动物块前进，物块受到绳子的拉力方向在改变，所以对物块来说F是变力，求F做功时可以把F作用的绳子端点作为研究对象，对该点来说F为恒力.设物块由A运动到B时，F的作用点由P点运动到Q点，由几何关系可得，拉力F所做的功为.故选B. 2.答案：C 解析：由于阻力与深度为线性关系，则克服阻力做的功为，故选C. 3.答案：B 解析：根据弹簧的弹力—位移图像可知，图线与x轴所围图形的面积表示弹力所做的功，由图像可得弹簧由伸长量为8 cm变到伸长量为4 cm过程弹力所做的功为，弹簧弹力做了多少正功，弹性势能就减少多少，所以弹性势能减少了1.8 J，B正确，A、C、D错误. 4.答案：C 解析：做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做负功，重力势能增加，故A错误；做竖直上抛运动的物体，在下落阶段，重力方向与位移方向相同，重力做正功，重力势能减少，故B错误；做平抛运动的物体，重力做正功，重力势能在不断减少，故C正确；只要物体高度降低了，重力就对物体做正功，重力势能就减少，故D错误. 5.答案：C 解析：重物A刚离开地面时，由平衡条件可知，解得弹簧的伸长量为，弹簧上端P缓慢竖直向上提起的距离为h，则重物上升的高度为，以地面为零势能面，重物A具有的重力势能为，C正确，A、B、D错误. 6.答案：A 解析：在抬高木杆一端的过程中，木杆的重心上升的距离为，则重力势能增加量为，A正确. 7.答案：A 解析：由题图可知，滑块以9.5 J的初动能滑行5 m后停止，滑块所受的合力大小等于滑动摩擦力大小，对滑块，由动能定理得，解得，设滑块的初速度大小为v，则有，解得，滑块的加速度大小为，则滑块在该水平面上滑动的时间为，A正确. 8.答案：D 解析：根据动能定理可知，则图像的斜率大小，上升过程中有，下落过程中有，联立解得，故D正确. 9.答案：（1）AB （2） （3） 解析：（1）重物体积小，所受空气阻力小，质量越大，空气阻力引起的相对误差就越小，所以应选择质量大、体积小的重物进行实验，A正确；为减小纸带与限位孔间的摩擦，释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态，B正确；由实验步骤可知，应先接通电源，当打点计时器工作稳定后，再释放纸带，C错误. （2）由重力做功与重力势能的关系可知，从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量，打下B点时重物的瞬时速度，该过程重物的动能变化量为，所以. （3）在最低点，由牛顿第二定律可得，此时小球的动能为，小球由静止释放到运动到最低点的过程中，若机械能守恒，则有，联立解得. 10.答案：（1）否（2）L（3） 解析：（1）本实验中不需要让钩码的重力等于绳子的拉力，故不要求钩码总质量m远小于滑块质量M； （2）为了求出运动过程中钩码减小的重力势能，则需要测量AB间的距离L； （3）我们验证的是与的关系，即验证：，代入得： 而 所以本实验中验证机械能守恒的表达式为 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.如图所示，在光滑的水平面上，物块在恒力作用下从A点运动到B点，不计滑轮的大小、绳和滑轮的质量及绳与滑轮间的摩擦，.，则拉力F所做的功为( ) A.20 J B.25 J C.37.5 J D.60 J 2.某块石头陷入淤泥过程中，其所受的阻力F与深度h的关系为（已知），石头沿竖直方向做直线运动，当时，石头陷入淤泥过程中克服阻力做的功为( ) A. B. C. D. 3.一根弹簧的弹力—位移图像如图所示，那么弹簧由伸长量为8 cm变到伸长量为4 cm的过程中( ) 功 必要因素：力、力的方向的位移 公式：（恒力） 正负功： 正功； 不做功； 负功 总功：代数和 / 合力做功 功率 定义：， 平均功率 瞬时功率： A.弹力所做的功是3.6 J，弹性势能减少了3.6 J B.弹力所做的功是1.8 J，弹性势能减少了1.8 J C.弹力所做的功是-3.6 J，弹性势能增加了3.6 J D.弹力所做的功是-1.8 J，弹性势能增加了1.8 J 4.关于重力做功和重力势能的变化，下列叙述正确的是( ) A.做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做负功，重力势能减少 B.做竖直上抛运动的物体，在下落阶段，重力做正功，重力势能增加 C.做平抛运动的物体，重力势能在不断减少 D.物体高度降低了，重力势能可能不变 5.如图所示，重物A的质量为m，置于水平地面上，一根轻质弹簧原长为L，劲度系数为k，下端与重物A相连接.初始时弹簧处于原长，现将弹簧上端P缓慢地竖直提起一段高度h，使重物A离开地面，这时重物A具有的重力势能为（以地面为零势能面，重力加速度为g）( ) A. B. C. D. 6.一根长为2 m、重力为200 N的均匀直木杆放在水平地面上，现将它的一端缓慢地从地面抬高0.5 m，另一端仍放在地面上，则重力势能增加量为( ) A.50 J B.100 J C.200 J D.400 J 7.在粗糙水平面上给滑块一定的初速度，使其沿粗糙水平面滑动，经测量描绘出了滑块的动能与滑块的位移的变化规律图线，如图所示.用μ表示 重力做的功 公式：特点：与路径无关，只与初末高度差有关 重力势能 定义式：（标量，单位J） 相对性：与参考平面有关 系统性：物体与地球共有 滑块与水平面之间的动摩擦因数，用t表示滑块在该水平面上滑动的时间，已知滑块的质量为.则μ和t分别等于( ) A.0.01，10 s B.0.01，5 s C.0.05，10 s D.0.05，5 s 8.从地面竖直向上抛出一物体，在运动过程中除受到重力外，还受到一大小恒定、方向始终与运动方向相反的空气阻力的作用.距地面高度h在0~3 m以内时，物体上升、下落过程中动能随h的变化如图所示，重力加速度g取，该物体运动过程中受到的空气阻力为( ) A.0.5 N B.1 N C.1.5 N D.2 N 9.用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落. （1）关于本实验，下列说法正确的是_______（填字母代号）. A.应选择质量大、体积小的重物进行实验 B.释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态 C.先释放纸带，后接通电源 （2）实验中，得到如图乙所示的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点，测得它们到起始点O（O点与下一点的间距接近2 mm）的距离分别为.已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T.设重物质量为m.从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量_______，动能变化量_______.（用已知字母表示） （3）某同学用如图丙所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上，将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为，已知小球质量为m，当地重力加速度为g.在误差允许范围内，当满足关系式_______时，可验证机械能守恒. 10.如图所示，是用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验.在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平气垫导轨上并静止在A处，并通过定滑轮的细绳与钩码相连，光电计时器安装在B处.测得滑块（含遮光板）质量为M、钩码总质量为m、遮光板宽度为d、当地的重力加速度为g.将滑块在图示A位置释放后，光电计时器记录下遮光板通过光电门的时间为. （1）实验中是否要求钩码总质量m远小于滑块质量M_______（填：是、否） （2）实验中还需要测量的物理量是______（用文字及相应的符号表示）. （3）本实验中验证机械能守恒的表达式为：________（用对应物理量的符号表示）. 2025-2026学年高一物理暑假作业7-机械能守恒定律（1） 学科网（北京）股份有限公司 $