第8节 机械能守恒定律课时训练(含解析).doc

第8节　机械能守恒定律 机械能守恒的判断 1.下列运动过程满足机械能守恒的是(　C　) A.电梯匀速下降过程 B.起重机吊起重物过程 C.物体做自由落体运动过程 D.考虑阻力条件下滑雪者沿斜面下滑过程 解析:电梯匀速下降过程中,重力做正功,拉力做负功,机械能减少,选项A错误;起重机吊起重物过程,重力做负功,拉力做正功,机械能增加,选项B错误;物体做自由落体运动过程,只有重力做功,机械能守恒,选项C正确;考虑阻力条件下滑雪者沿斜面下滑过程,重力做正功,支持力不做功,滑动摩擦力做负功,机械能减少,选项D错误. 2.物体在平衡力作用下运动的过程中,下列说法正确的是(　C　) A.机械能一定不变 B.物体的动能保持不变,而势能一定变化 C.若物体的势能变化,则机械能一定变化 D.若物体的势能变化,则机械能不一定变化 解析:由于物体在平衡力的作用下做匀速直线运动,所以物体的动能不变,而势能可能不变,也可能变化,当物体的势能变化时,机械能一定变化,当物体的势能不变时,机械能一定不变,故选项C正确,A,B,D错误. 3.(2016·辽宁大连质检)游乐场中的一种滑梯如图所示.小朋友从轨道顶端由静止开始下滑,沿水平轨道滑动了一段距离后停下来,则(　D　) A.下滑过程中支持力对小朋友做功 B.下滑过程中小朋友的重力势能增加 C.整个运动过程中小朋友的机械能守恒 D.在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功 解析:小朋友在运动过程中受阻力作用,机械能不守恒,因此选项C错误;在整个运动中支持力与运动方向垂直,因此对小朋友不做功,选项A错误;下滑过程中小朋友的重力势能减小,因此选项B错误;而运动过程中小朋友的机械能减少了,因此摩擦力做负功,所以选项D正确. 4.(2015·天津卷,5)如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态.现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中(　B　) A.圆环的机械能守恒 B.弹簧弹性势能变化了mgL C.圆环下滑到最大距离时,所受合力为零 D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变 解析:圆环在下滑过程中,圆环的重力和弹簧的弹力对圆环做功,圆环的机械能不守恒,圆环和弹簧组成的系统机械能守恒,系统的机械能等于圆环的动能和重力势能以及弹簧的弹性势能之和,选项A,D错误;对圆环进行受力分析,可知圆环从静止开始先向下加速运动且加速度逐渐减小,当弹簧对圆环的弹力沿杆方向的分力与圆环所受重力大小相等时,加速度减为0,速度达到最大,而后加速度反向且逐渐增大,圆环开始做减速运动,当圆环下滑到最大距离时,所受合力最大,选项C错误;由图中几何关系知圆环的下降高度为L,由系统机械能守恒可得mg×L=ΔEp,解得ΔEp= mgL,选项B正确. 机械能守恒定律的应用 5.(2016·江苏启东质检)一个质量为m的滑块,以初速度v0沿光滑斜面向上滑行,当滑块从斜面底端滑到高为h的地方时,以斜面底端为参考平面,滑块的机械能为(　A　) A.m B.mgh C.m+mgh D.m-mgh 解析:在整个过程中,只有重力做功,机械能守恒,总量都是m,选项A正确. 6.(多选)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)(　ABC　) 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mgh 解析:物体下落过程中机械能守恒,选项D错误,由mgh=mgh′+mv2=2×mgh′知h′=h/2,选项A正确;由mv2=mgh′,知v=,选项B正确;由t=v/g知t=,选项C 正确. 7.(多选)如图所示,小滑块从一个固定的光滑斜槽轨道顶端无初速开始下滑,用v,t和h分别表示小滑块沿轨道下滑的速率、时间和距轨道顶端的高度.如图所示的vt图像和v2h图像中可能正确的是(　BD　) 解析:小滑块下滑过程中,小滑块的重力沿斜轨道切向的分力逐渐变小,故小滑块的加速度逐渐变小,故选项A错误,B正确;由机械能守恒得mgh=mv2,故v2=2gh,所以v2与h成正比,选项C错误,D正确. 8.如图所示,轻弹簧一端与墙相连处于自然状态,质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s的速度运动并开始挤压弹簧,求: (1)弹簧的最大弹性势能; (2)木块被弹回速度增大到3 m/s时弹簧的弹性势能. 解析:(1)木块压缩弹簧的过程中,木块和弹簧组成的系统机械能守恒,弹性势能最大时,对应木块的动能为零,故有 Epm=m=×4×52 J=50 J. (2)由机械能守恒有m=Ep1+m ×4×52 J=Ep1+×4×32 J 得Ep1=32