《初中物理专题训练：机械能守恒定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《初中物理专题训练：机械能守恒定律（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 8机械能守恒定律 对点训练 知识点一机械能守恒的判定 1(多选 )在下列所述实例中， 若不计空气阻力， 机械能守恒 的是 () A.石块自由下落的过程 B.电梯加速上升的过程 C.抛出的铅球在空中运动的过程 D.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程 2(多选)下列物体中，机械能守恒的是() A做平抛运动的物体 B被匀速吊起的集装箱 C光滑曲面上自由运动的物体 D物体以 4 5g 的加速度竖直向上做匀减速运动 3下列关于物体的机械能是否守恒的叙述正确的是() A物体做匀速直线运动时，机械能一定守恒 B物体做匀变速直线运动时，机械能一定守恒 2 C外力对物体所做的功等于0 时，机械能一定守恒 D只有重
2、力对物体做功时，机械能一定守恒 4(多选)下列说法中正确的是() A物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化 B物体的动能不变，所受合力可能为零 C做匀变速运动的物体的机械能可能守恒 D只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒 知识点二机械能守恒定律的基本应用 图 L781 5(多选 )如图 L781 所示，细绳的一端固定于O 点，另 一端系一小球，在O 点的正下方钉一个钉子C.小球从一定高度 处释放，不考虑细绳的质量和形变，不计一切阻力，细绳摆到竖 直位置时，被钉子挡住，比较细绳被钉子挡住前、后瞬间() A小球的动能变小B小球的动能不变 C小球的重力势能变小D小球的机械能不变 6(多选
3、)如图 L782 所示，半径分别为r 和 R 的两个光 3 滑半圆形槽的圆心在同一水平面上，质量相等的两物体分别自两 个半圆形槽左边缘的最高点无初速度地释放，在下滑过程中， 两 物体 () 图 L782 A机械能均逐渐减小 B经最低点时动能相等 C均能到达半圆形槽右边缘最高点 D机械能总是相等的 知识点三曲线运动中的机械能守恒问题 图 L783 7一根长为l 且不可伸长的轻质细绳一端固定于O 点，另 一端拴一个质量为m 的小球现将小球拉至细绳沿水平方向绷 紧的状态，由静止释放小球，如图L783 所示若不考虑空 气阻力的作用， 重力加速度为g，则小球摆到最低点A 时的速度 大小为 _，此时绳对小
4、球的拉力大小为_ 4 8如图 L784 所示，在水平台面上的A 点有一个质量 为 m 的小球以初速度v0被抛出，不计空气阻力，重力加速度为 g，求它到达台面下方h 处的 B 点时的速度大小 图 L784 综合拓展 9图 L785 是某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨 道有一个小坡度，电车进站要上坡，出站要下坡已知坡高为 2m，电车到a 点时的速度为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，则电车能否冲上站台？如果 电车不能冲上站台，请说明理由；如果电车能冲上站台，求它到 达 b 点时的速度大小 (g 取 10m/s2) 图 L785 10以 20m/s的初速度将
5、一物体从地面竖直上抛，若忽略空 气阻力， g 取 10m/s2，试求： 5 (1) 物体上升的最大高度； (2) 以地面为参考平面时，物体在上升过程中重力势能和动 能相等时离地面的高度 11如图 L786 所示，光滑的倾斜轨道与半径为R 的光 滑圆弧轨道相连接，圆弧轨道的最低点B 和最高点 C 与圆心 O 在同一竖直线上，质量为m 的小球在倾斜轨道上A 点由静止释 放，重力加速度为g.要使小球恰能通过圆弧轨道的最高点，小球 释放点离圆弧轨道的最低点为多高？通过轨道最低点时球对轨 道的压力为多大？ 图 L786 12如图 L787 所示，竖直放置的半径R80cm 的半圆 形光滑轨道与水平轨道相连
6、接，连接点为P.质量为 m50g 的小 球以一定的初速度沿水平轨道向左运动，并沿圆轨道的内壁运动 到最高点 M，如果小球经过N 点时速度 vN8m/s，经过 M 点时 对轨道的压力为0.5Ng 取 10m/s2.求： (1)小球经过半圆轨道的P点时对轨道的压力大小 6 (2)小球从 N 点运动到 M 点的过程中克服摩擦阻力做的功 图 L787 1AC解析 石块自由下落的过程和抛出的铅球在空中运 动的过程，只有重力做功，机械能守恒；电梯加速上升的过程中 除重力做功外， 钢索的拉力也对电梯做正功，所以机械能不守恒； 木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程，除重力做功外， 要克服摩擦力 做功，所以机械能不守恒
7、选项A、C 正确 2AC解析 物体做平抛运动或沿光滑曲面自由运动时， 不受摩擦力，在曲面上弹力不做功， 只有重力做功，机械能守恒， 所以 A、 C 项正确；被匀速吊起的集装箱， 绳的拉力对它做正功， 机械能不守恒；物体以 4 5g 的加速度向上做匀减速运动时，由牛 顿第二定律得Fmgm 4 5g，有 F 1 5mg，可知物体受到竖直 向上的大小为 1 5mg 的外力作用， 该力对物体做了正功， 机械能不 7 守恒 3D解析 物体做匀速直线运动时，动能不变，势能仍可 能变化，选项A 错误；物体做匀变速直线运动时，动能不断改 变，机械能不一定守恒， 选项 B 错误；外力对物体所做的功等于 0 时，
8、动能不变，势能仍可能变化，选项C 错误；机械能守恒的 条件是只有重力或系统内弹力对物体做功，选项D 正确 4BCD解析若物体在合外力作用下做匀速圆周运动， 匀速圆周运动为变速运动，动能不变，A 错误；在光滑水平面上 匀速运动的物体所受的合力为0，机械能守恒， B 正确；平抛运 动为匀变速运动，做平抛运动的物体机械能守恒，C 正确；根据 机械能守恒条件可知D 正确 5BD解析 小球到达最低点时，速度方向沿水平方向， 在钉子挡住细绳瞬间， 合外力对小球做功为零，则小球的动能不 变，故 A 项错误， B 项正确；在钉子挡住细绳瞬间，小球的质量 和高度不变， 则小球的重力势能不变，故 C 项错误；在钉
9、子挡住 细绳瞬间，小球的动能与重力势能都不变，则小球的机械能不变， 故 D 项正确 6CD解析 两物体质量相等，开始时高度相同，释放时 8 两物体的机械能相同， 释放后两物体都是只有重力做功，机械能 都守恒，到最低点时下降高度不同，重力势能不同，动能不同， A、B 错误， D 正确；根据机械能守恒定律可知，两物体均能回 到等高的半圆形槽右边缘最高点，C 正确 7. 2gl3mg 解析 小球由最高点落下， 只有重力做功， 绳子的拉力不做 功，故机械能守恒，则mgl 1 2mv 2，故小球摆到最低点时的速度 大小为 v2gl，此时根据牛顿第二定律可得Fmgmv 2 l ，将 速度的大小代入可得F3
10、mg. 8.v202gh 解析 小球被抛出后运动过程中只有重力做功，机械能守恒， 选地面为参考平面，设A 点距地面高为H，则 mgH 1 2mv 2 0mg(Hh) 1 2mv 2 B 解得 vBv2 02gh. 另外，若选台面为参考平面，则 1 2mv 2 0mgh 1 2mv 2 B 9 同样可解得 vBv202gh. 9能3m/s 解析 电车电源切断后， 只有重力做功， 故机械能守恒 取 a点所在平面为参考平面，电车在a 点的机械能为 E1Ek11 2mv 2 1 其中 v125.2km/h7m/s 若将这些动能全部转化为势能，由机械能守恒定律得 1 2mv 2 1mgh 解得 h v2
11、1 2g 72 210 m2.45mh2m，所以电车能冲上站台 设电车到 b 点时的速度为v2，由机械能守恒定律得 1 2mv 2 1mgh 1 2mv 2 2 解得 v2v 2 12gh722102m/s3m/s. 10(1)20m(2)10m 解析 (1)设物体上升的最大高度为H， 对物体整个上升过程 应用机械能守恒定律，有 mgH 1 2mv 2 0 1 0 解得 H v20 2g20m. (2)设物体重力势能和动能相等的位置距地面的高度为h，此 时物体的速度为v，则有 mgh 1 2mv 2 对物体由抛出到运动至该位置的过程应用机械能守恒定律 有 mgh 1 2mv 21 2mv 2
12、0 联立解得 h v20 4g10m. 11. 5 2R 6mg 解析 小球在运动过程中受到重力和轨道支持力的作用，轨 道支持力对小球不做功，只有重力做功，小球机械能守恒，取轨 道最低点所在平面为参考平面 因小球恰能通过圆弧轨道的最高点，说明此时轨道对小球的 作用力为零，只有重力提供向心力，根据牛顿第二定律有mg mv 2 C R 得 vCgR 1 1 在圆弧轨道的最高点，小球的机械能为EC1 2mv 2 C2mgR 在释放点，小球的机械能为EAmgh 根据机械能守恒定律有ECEA 即 mgh1 2mv 2 C2mgR 联立解得 h 5 2R 同理，小球在圆弧轨道的最低点时的机械能为EB 1
13、2mv 2 B 根据机械能守恒定律有EBEC 得 vB5gR 小球在圆弧轨道的最低点受到轨道的支持力和重力，根据牛 顿第二定律有 FNmgmv 2 B R 得 FN6mg 根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力为F NFN6mg. 12(1)3.5N(2)0.4J 解析 (1)小球在最高点， 根据牛顿第三定律， 轨道对小球的 1 2 弹力 FN10.5N，由向心力公式有FN1mg mv 2 M R 解得 vM4m/s 由 P到 M，由机械能守恒定律有 1 2mv 2 P 1 2mv 2 Mmg 2R 解得 vP4 3m/s 在 P点，由向心力公式有FN2mg mv2P R 解得 FN23.5N 根据牛顿第三定律可知，在P 点小球对轨道的压力大小为 3.5N. (2)由 N 到 M，由动能定理有 mg 2R Wf 1 2mv 2 M 1 2mv 2 N 解得 Wf0.4J.
