2.3机械能守恒定律及其应用（2）（练习）-高教版第三版《物理（通用类）》【上好课】（原卷版+解析版）

高教版第三版《物理（通用类）》 主题二 功和能 2.3机械能守恒定律及其应用（2） 一、选择题 1. 一小球从光滑轨道的较高位置向较低位置运动。若只受重力和轨道支持力作用，且支持力不做功，则运动过程中（　　） 动能和重力势能都增大 动能减小，重力势能增大 动能增大，重力势能减小，机械能不变 动能、重力势能和机械能都不变 2. 货物被起重机沿竖直方向匀速提升。以货物为研究对象，在提升过程中（　　） 动能增大，重力势能不变 动能不变，重力势能和机械能都增大 动能和重力势能都不变 只有重力做功，机械能守恒 3. 光滑水平面上，小车把弹簧压缩到最大形变量时，下列判断正确的是（　　） 小车速度最大，弹性势能最小 小车速度为零，弹性势能最大 小车动能和弹性势能都为零 系统机械能一定减小 4. 已经确认某过程中物体的机械能守恒。研究末状态时，最直接的方法是（　　） 逐一计算每个中间位置的受力 直接令始状态机械能等于末状态机械能 只比较物体在两状态的速度方向 把运动路径长度当作高度变化 二、填空题 5. 质量为的物体从离地处运动到离地处，过程中只有重力做功，取。物体的重力势能减少____，动能增加____。 6. 某抛出物体在运动中机械能守恒。它在点的动能为 、重力势能为 ；到达点时重力势能为 ，则在点的动能为____。 7. 某物体在光滑轨道上运动，机械能保持为 。当它的动能为 时，重力势能为____。 8. 光滑水平面上，滑块与弹簧组成的系统机械能为 。某时刻滑块的动能为 ，则弹簧的弹性势能为____。 一、选择题 9. 质量相同的甲、乙两小球从同一高度由静止开始运动，甲沿光滑轨道到达地面，乙沿粗糙轨道到达地面。关于两球到达地面时的速度，下列判断正确的是（　　） 两球速度相同，因为下降高度相同 甲球速度较大，因为甲球机械能守恒而乙球机械能减少 乙球速度较大，因为乙球受到摩擦力 两球机械能都守恒，但速度无法比较 10. 忽略空气阻力，斜向上抛的小球在上升和下降过程中先后经过同一高度的、两点。两点速度大小的关系是（　　） ＞ ＜ ＝ 无法由机械能守恒判断 11. 物体在光滑轨道上由状态运动到状态，取同一零势能面。若过程机械能守恒，下列关系式正确的是（　　） ＝ ＝ ＝ ＝ 二、填空题 12. 以的速度竖直上抛一个小球，忽略空气阻力，取。小球相对抛出点上升的最大高度为____。 13. 小车在光滑轨道点的速度为，点比轨道最低点高。取点为零势能面，取，则小车到达点时的速度为____。 14. 质量为的物体从高处由静止沿粗糙斜面滑到地面，末速度为，取。物体初态机械能为____，末态机械能为____，机械能减少____。 三、解答题 15. 质量为的滑块从光滑斜面上离水平面高处由静止滑下，随后在光滑水平面上压缩一端固定的弹簧。最大压缩时滑块恰好停止。取，求弹簧在最大压缩时的弹性势能。 　 　 　 学科网（北京）股份有限公司 $ 高教版第三版《物理（通用类）》 主题二 功和能 2.3机械能守恒定律及其应用（2） 一、选择题 1. 一小球从光滑轨道的较高位置向较低位置运动。若只受重力和轨道支持力作用，且支持力不做功，则运动过程中（　　） 动能和重力势能都增大 动能减小，重力势能增大 动能增大，重力势能减小，机械能不变 动能、重力势能和机械能都不变 【答案】 【解析】小球向低处运动时速度增大、高度降低，因此动能增大、重力势能减小。支持力不做功，过程中只有重力做功，机械能保持不变。 2. 货物被起重机沿竖直方向匀速提升。以货物为研究对象，在提升过程中（　　） 动能增大，重力势能不变 动能不变，重力势能和机械能都增大 动能和重力势能都不变 只有重力做功，机械能守恒 【答案】 【解析】货物匀速运动，动能不变；高度增加，重力势能增大，所以机械能增大。起重机对货物的拉力做正功，不满足机械能守恒条件。 3. 光滑水平面上，小车把弹簧压缩到最大形变量时，下列判断正确的是（　　） 小车速度最大，弹性势能最小 小车速度为零，弹性势能最大 小车动能和弹性势能都为零 系统机械能一定减小 【答案】 【解析】弹簧达到最大压缩量时，小车瞬时速度为零，动能为零，系统的机械能转化为弹性势能；光滑水平面上的支持力不做功，系统机械能保持不变。 4. 已经确认某过程中物体的机械能守恒。研究末状态时，最直接的方法是（　　） 逐一计算每个中间位置的受力 直接令始状态机械能等于末状态机械能 只比较物体在两状态的速度方向 把运动路径长度当作高度变化 【答案】 【解析】守恒原理允许用守恒量直接联系过程的始、末状态。机械能守恒时，可列出始状态机械能等于末状态机械能，不必逐点研究中间过程。 二、填空题 5. 质量为的物体从离地处运动到离地处，过程中只有重力做功，取。物体的重力势能减少____，动能增加____。 【答案】； 【解析】高度降低，重力势能减少量为 。只有重力做功，机械能守恒，因此动能增加 。 6. 某抛出物体在运动中机械能守恒。它在点的动能为 、重力势能为 ；到达点时重力势能为 ，则在点的动能为____。 【答案】 【解析】点机械能为 。机械能守恒，所以点动能为 。 7. 某物体在光滑轨道上运动，机械能保持为 。当它的动能为 时，重力势能为____。 【答案】 【解析】机械能等于动能与重力势能之和，因此重力势能为 。 8. 光滑水平面上，滑块与弹簧组成的系统机械能为 。某时刻滑块的动能为 ，则弹簧的弹性势能为____。 【答案】 【解析】系统只有弹力做功，机械能守恒。弹性势能为 。 一、选择题 9. 质量相同的甲、乙两小球从同一高度由静止开始运动，甲沿光滑轨道到达地面，乙沿粗糙轨道到达地面。关于两球到达地面时的速度，下列判断正确的是（　　） 两球速度相同，因为下降高度相同 甲球速度较大，因为甲球机械能守恒而乙球机械能减少 乙球速度较大，因为乙球受到摩擦力 两球机械能都守恒，但速度无法比较 【答案】 【解析】甲球在光滑轨道上运动，支持力不做功，机械能守恒；乙球受到的摩擦力做负功，机械能减少。两球初态相同，因此甲球到达地面时的动能和速度较大。 10. 忽略空气阻力，斜向上抛的小球在上升和下降过程中先后经过同一高度的、两点。两点速度大小的关系是（　　） ＞ ＜ ＝ 无法由机械能守恒判断 【答案】 【解析】小球离手后只有重力做功，机械能守恒。、两点高度相同，重力势能相同，所以动能相同，速度大小相等，即＝。 11. 物体在光滑轨道上由状态运动到状态，取同一零势能面。若过程机械能守恒，下列关系式正确的是（　　） ＝ ＝ ＝ ＝ 【答案】 【解析】机械能等于动能与势能之和。机械能守恒表示始、末两状态的机械能相等，因此＝。 二、填空题 12. 以的速度竖直上抛一个小球，忽略空气阻力，取。小球相对抛出点上升的最大高度为____。 【答案】 【解析】从抛出点到最高点只有重力做功，机械能守恒；最高点速度为。由动能减少量等于重力势能增加量，得上升高度为 。 13. 小车在光滑轨道点的速度为，点比轨道最低点高。取点为零势能面，取，则小车到达点时的速度为____。 【答案】 【解析】支持力不做功，机械能守恒。由始、末状态关系可得，所以。 14. 质量为的物体从高处由静止沿粗糙斜面滑到地面，末速度为，取。物体初态机械能为____，末态机械能为____，机械能减少____。 【答案】；； 【解析】取地面为零势能面，初态机械能为 ；末态机械能为 ；机械能减少 。斜面粗糙，摩擦力做功，因此机械能不守恒。 三、解答题 15. 质量为的滑块从光滑斜面上离水平面高处由静止滑下，随后在光滑水平面上压缩一端固定的弹簧。最大压缩时滑块恰好停止。取，求弹簧在最大压缩时的弹性势能。 【答案】 。 【解析】以滑块、弹簧和地球组成的系统为研究对象。斜面和水平面的支持力均不做功，过程中只有重力和弹力做功，系统机械能守恒。初态滑块静止且弹簧未形变，机械能为 ；最大压缩时滑块静止且位于水平面，系统机械能全部转化为弹性势能。因此弹簧的弹性势能为 。 学科网（北京）股份有限公司 $