2018高中物理第七章机械能守恒定律7.9精准把握机械能守恒定律练习新人教版必修2

精准把握机械能守恒定律（答题时间30分钟）

1.如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是（　　）A.弹簧的弹性势能逐渐减少B.物体的机械能不变C.弹簧的弹性势能先增加后减少D.弹簧的弹性势能先减少后增加

2.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g的加速度竖直向上做匀减速运动

3.如图所示，质量为m的钩码在弹簧秤的作用下竖直向上运动设弹簧秤的示数为FT，不计空气阻力，重力加速度为g则（　　）A.FT＝mg时，钩码的机械能不变B.FTmg时，钩码的机械能减小C.FTmg时，钩码的机械能增加D.FT＞mg时，钩码的机械能增加

4.关于机械能是否守恒，下列说法正确的是（　　）A.做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒B.做圆周运动的物体，机械能一定守恒C.做变速运动的物体，机械能可能守恒D.合外力对物体做功不为零，机械能一定不守恒

5.如图所示，将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一固定的竖直墙壁现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落，从A点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是（　　）A.小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功B.小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，小球处于失重状态C.小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒D.小球从下落到从右侧离开槽的过程中，机械能守恒

6.如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P栓接，另一端与物体A相连，物体A置于光滑水平桌面上（桌面足够大），A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连开始时托住B，让A处于静止且细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度下列有关该过程的分析中，正确的是（　　）A.B物体受到细线的拉力保持不变B.B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量C.A物体动能的增量等于B物体重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和D.A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功

7.如图所示是全球最高的（高度为208米）北京朝阳公园摩天轮，一质量为m的乘客坐在摩天轮中以速率v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，假设t＝0时刻乘客在最低点且重力势能为零，那么，下列说法正确的是（　　）A.乘客运动的过程中，重力势能随时间的变化关系为Ep＝mgR（1－cost）B.乘客运动的过程中，在最高点受到座位的支持力为m－mgC.乘客运动的过程中，机械能守恒，且机械能为E＝mv2D.乘客运动的过程中，机械能随时间的变化关系为E＝mv2＋mgR（1－cost）

8.AB是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，在下端B与水平直轨道相切，如图所示，一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑已知圆轨道半径为R，小球的质量为m，不计各处摩擦，求

（1）小球运动到B点时的动能；

（2）小球下滑到距水平轨道的高度为R时速度的大小和方向；

（3）小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时，所受轨道的支持力、各是多大？

1.D解析开始时弹簧处于压缩状态，撤去力F后，物体先向右加速运动，然后向右减速运动，所以物体的机械能先增大后减小，所以B错；弹簧先恢复原长后又逐渐伸长，所以弹簧的弹性势能先减少后增加，D对，A、C错

2.AC解析物体做平抛运动或沿光滑曲面自由运动时，不受摩擦力作用，在曲面上弹力不做功，只有重力做功，机械能守恒；匀速吊起的集装箱，绳的拉力对它做功，不满足机械能守恒的条件，机械能不守恒；物体以g的加速度向上做匀减速运动时，由牛顿第二定律知mg－F＝m×g，有F＝mg，则物体受到竖直向上大小为mg的外力作用，该力对物体做了正功，机械能不守恒

3.CD解析无论FT与mg的关系如何，FT与钩码位移的方向一致，FT做正功，钩码的机械能增加，选项C、D正确

4.C解析做匀速直线运动的物体与做圆周运动的物体，如果是在竖直平面内，则机械能不守恒，A、B错误；做自由落体运动的物体，合外力做功不为零，且为变速运动，但机械能守恒，C正确，D错误

5.C解析小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，半圆形槽有向左运动的趋势，但是实际上没有动，整个系统只有重力做功，所以小球与槽组成的系统机械能守恒而小球过了半圆形槽的最低点以后，半圆形槽向右运动，由于系统没有其他形式的能量产生，满足机械能守恒的条件，所以系统的机械能守恒小球到达槽最低点前，小球先失重，后超重当小球向右上方滑动时，半圆形槽向右移动，半圆形槽对小球做负功，小球的机械能不守恒综合以上分析可知选项C正确

6.BD解析对物体A、B进行运动分析可知，A、B做加速度越来越小的加速运动，直至A和B达到最大速度，从而可以判断细线对B物体的拉力越来越大，A选项错误；根据能量守恒定律知，B的重力势能的减少转化为A、B的动能与弹簧的弹性势能的增加，据此可判断B选项正确，C选项错误；而A物体动能的增量为细线拉力与弹簧弹力对A做功之和，由此可知D选项正确

7.AD解析在最高点，根据牛顿第二定律可得，mg－FN＝m，乘客受到座位的支持力为FN＝mg－m，B项错误；由于乘客在竖直平面内做匀速圆周运动，其动能不变，重力势能发生变化，所以乘客在运动的过程中机械能不守恒，C项错误；在时间t内转过的弧度为t，所以对应t时刻的重力势能为Ep＝mgR（1－cost），总的机械能为E＝Ek＋Ep＝mv2＋mgR（1－cost），A、D项正确

8.解以BC面所在的平面为零势能面

（1）根据机械能守恒定律得Ek＝mgR；

（2）根据机械能守恒定律得ΔEk＝ΔEp，mv2＝mgR小球速度大小为v＝速度方向沿圆弧的切线向下，与竖直方向成30°角；

（3）根据牛顿运动定律及机械能守恒定律，在B点－mg＝m，mgR＝解得＝3mg，在C点＝mg。