1、训练10机械能守恒定律题组一机械能是否守恒的判断1下列物体在运动过程中，可视为机械能守恒的是()A飘落中的树叶B乘电梯匀速上升的人C被掷出后在空中运动的铅球D沿粗糙斜面匀速下滑的木箱2以下说法正确的是()A物体做匀速运动，它的机械能一定守恒B物体所受合力的功为零，它的机械能一定守恒C物体所受的合力不等于零，它的机械能可能守恒D物体所受的合力等于零，它的机械能一定守恒3如图1所示，下列几种情况，系统的机械能守恒的是()图1A图甲中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动B图乙中运动员在蹦床上越跳越高C图丙中小车上放一木块，小车的左侧由弹簧与墙壁相连小车在左右运动时，木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩
2、擦不计)D图丙中如果小车运动时，木块相对小车有滑动4下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中选项A、B、C中斜面是光滑的，选项D中的斜面是粗糙的，选项A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，选项A、B、D中的木块向下运动，选项C中的木块自由向上滑行运动在这四个图所示的运动过程中木块机械能守恒的是()题组二机械能守恒定律的应用5(2015四川理综1)在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小()A一样大 B水平抛的最大C斜向上抛的最大 D斜向下抛的最大6.把质量为3 kg的石块从20 m高的山崖上以沿水平方
3、向成30角斜向上的方向抛出(如图2所示)，抛出的初速度v05 m/s，石块落地时的速度大小与下面哪些量无关(g取10 m/s2，不计空气阻力)()图2A石块的质量 B石块初速度的大小C石块初速度的仰角 D石块抛出时的高度7一物体从高h处自由下落，落至某一位置时其动能与重力势能恰好相等(取地面为零势能面)()A此时物体所处的高度为B此时物体的速度为C这段下落的时间为D此时机械能可能小于mgh8图3是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B处安装一个压力传感器，其示数N表示该处所受压力的大小某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑，通过B时，下列表述正确的有()图3AN小于滑块重力
4、 BN大于滑块重力CN越大表明h越大 DN越大表明h越小9由光滑细管组成的轨道如图4所示，其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内一质量为m的小球，从距离水平地面高为H的管口D处静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上下列说法正确的是()图4A小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2B小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2C小球能从细管A端水平抛出的条件是H2RD小球能从细管A端水平抛出的最小高度HminR10以10 m/s的速度将质量为m的物体从地面上竖直向上抛出，若忽略空气阻力，取地面为零势能面，g取10 m/s2，则：(1)物体上升的最大高度是多少？(2)上升
5、过程中在何处重力势能与动能相等？题组三综合应用11.如图5所示，质量为m的物体，以某一初速度从A点向下沿光滑的轨道运动，不计空气阻力，若物体通过轨道最低点B时的速度为3，求：图5(1)物体在A点时的速度大小；(2)物体离开C点后还能上升多高12.一质量为m2 kg的小球从光滑的斜面上高h3.5 m处由静止滑下，斜面底端平滑连接着一个半径R1 m的光滑圆环，如图6所示，求：图6(1)小球滑到圆环顶点时对圆环的压力的大小；(2)小球至少应从多高处由静止滑下才能越过圆环最高点？(g取10 m/s2)答案精析训练10机械能守恒定律1CA项中，空气阻力对树叶做功，机械能不守恒；B项中人的动能不变，重力势
6、能变化，机械能变化；C项中，空气阻力可以忽略不计，只有重力做功，机械能守恒；D项中，木箱动能不变，重力势能减小，机械能减小2C做匀速运动的物体，动能不变，但机械能不一定守恒，如：匀速上升的物体，机械能就不断增大，选项A错误；合力的功为零，物体的动能不变，但机械能不一定守恒，如匀速上升(或下降)的物体，机械能就增大(或减小)，故B、D错误；自由落体运动的物体，所受的合力为重力即不等于零，但它的机械能守恒，故C正确3AC弹丸在碗内运动时，只有重力做功，系统机械能守恒，故A对；运动员越跳越高，表明她不断做功，机械能不守恒，故B错；由于木块与小车之间是一对静摩擦力，系统中只有弹簧弹力做功，机械能守恒，
7、故C对；滑动摩擦力做功，系统机械能不守恒，故D错4C根据机械能守恒条件：只有重力(或弹力)做功的情况下，物体的机械能才能守恒，由此可见，A、B均有外力F参与做功，D中有摩擦力做功，故A、B、D均不符合机械能守恒的条件，故答案为C.5A由机械能守恒定律mghmvmv知，落地时速度v2的大小相等，故A正确6AC以地面为参考平面，石块运动过程中机械能守恒，则mghmvmv2，即v22ghv，所以v由v可知，v与石块的初速度大小v0和高度h有关，而与石块的质量和初速度的方向无关7ABC物体下落过程中机械能守恒，D错；由mghmghmv22mgh知h，A对；由mv2mgh，hh知v，B对；由t知t，C对
8、8BC设滑块质量为m，在B点所受支持力为FN，圆弧半径为R.滑块从高度h处由静止下滑至B点过程中，由机械能守恒定律有mvmgh，在B点滑块所需向心力由合外力提供，得FNmgm.由牛顿第三定律知，传感器示数N等于FN，解得Nmg，由此式知Nmg且h越大，N越大选项B、C正确9BC因为轨道光滑，所以小球从D点运动到A点的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律有mgHmg(RR)mv，解得vA，从A端水平抛出到落到地面上，根据平抛运动规律有2Rgt2，水平位移xvAt2，故选项A错误，B正确；因为小球能从细管A端水平抛出的条件是vA0，所以要求H2R，选项C正确，D错误10(1)5 m(2)2.5 m
9、解析(1)由于物体在运动过程中只受重力做功，所以机械能守恒设物体上升的最大高度为h，则E1mv，在最高点动能为0，故E2mgh，由机械能守恒定律E1E2，可得：mvmgh，所以h m5 m.(2)开始时物体在地面上，E1mv，设重力势能与动能相等时在距离地面h1高处，E2mvmgh12mgh1，由机械能守恒定律可得：mv2mgh1，所以h12.5 m.11(1)(2)3.5R解析(1)物体在运动的全过程中只有重力做功，机械能守恒，选取B点为零势能点设物体在B处的速度为vB，则mg3Rmvmv，得v0.(2)设从B点上升到最高点的高度为HB，由机械能守恒可得mgHBmv，HB4.5R所以离开C点后还能上升HCHBR3.5R.12(1)40 N(2)2.5 m解析(1)小球从开始下滑至滑到圆环顶点的过程中，只有重力做功，故可用机械能守恒定律求出小球到半圆环最高点时的速度，再由牛顿第二定律求压力由机械能守恒定律得mg(h2R)mv2小球在圆环最高点时，由牛顿第二定律，得FNmgm联立上述两式，代入数据得FN40 N由牛顿第三定律知，小球对圆环的压力大小为40 N.(2)小球能越过圆环最高点的临界条件是在最高点时只有重力提供向心力，即mgm设小球应从H高处滑下，由机械能守恒定律得mg(H2R)mv2由得H2.5R2.5 m.