人教版高中物理必修二检测：课时训练20机械能守恒定律 word版含答案6页

课时训练 20　机械能守恒定律
题组一　对机械能守恒定律的理解
1.高台滑雪运动员腾空跃下,如果不考虑空气阻力则下落过程中该运动员机械能的转换关系
是 (　　)
A.动能减少,重力势能减少
B.动能减少,重力势能增加
C.动能增加,重力势能减少
D.动能增加,重力势能增加
解析:运动员腾空跃下,不考虑空气阻力,只受重力作用,故机械能守恒。下落过程中高度减小,
重力势能减少,速度增大,动能增加。故选项 C 正确。
答案:C
2.
如图所示,长为 L1 的橡皮条与长为 L2 的绳子一端固定于 O 点,橡皮条另一端系一 A 球,绳子
另一端系一 B 球,两球质量相等。现将橡皮条和绳子都拉至水平位置,由静止释放两球,摆至最
低点时,橡皮条和绳子的长度恰好相等。若不计橡皮条和绳子质量,两球在最低点时速度的大
小比较(　　)
A.A 球较大
B.B 球较大
C.两球一样大
D.条件不足,无法比较
解析:A 球摆至最低点时,重力势能的减少除转化为动能外,还转化为弹性势能。所以 A 球在最
低点时的速度较小。
答案:B
3.(多选)如图所示,弹簧固定在地面上,一小球从它的正上方 A 处自由下落,到达 B 处开始与弹
簧接触,到达 C 处速度为 0,不计空气阻力,则在小球从 B 到 C 的过程中(　　)
A.弹簧的弹性势能不断增大
B.弹簧的弹性势能不断减小
C.系统机械能不断减小
D.系统机械能保持不变
解析:从 B 到 C,小球克服弹力做功,弹簧的弹性势能不断增加,A 正确,B 错误;对小球、弹簧组
成的系统,只有重力和系统内弹力做功,系统机械能守恒,C 错误,D 正确。
答案:AD
题组二　机械能守恒定律的应用
4.如图所示,在水平台面上的 A 点,一个质量为 m 的物体以初速度 v0 抛出,不计空气阻力,以水

平地面为零势能面,则当它到达 B 点时的机械能为 (　　)
A.+mgh
B.+mgH
C.mgH-mgh
D.+mg(H-h)
解析:初状态物体的动能 Ek=,重力势能 Ep=mgH,机械能为 E=+mgH,运动过程
中机械能守恒,所以到达 B 点的机械能仍是+mgH。
答案:B
5.如图,一质量为 M 的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大环上质量为 m 的小
环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为 g。当小环滑到大环的最低
点时,大环对轻杆拉力的大小为(　　)
A.Mg-5mg
B.Mg+mg
C.Mg+5mg
D.Mg+10mg
解析:设大环半径为 R,质量为 m 的小环滑下过程中遵守机械能守恒定律,所以 mv2=mg·2R,小
环滑到大环的最低点时的速度为 v=2,根据牛顿第二定律得 FN-mg=,所以在最低点时大环对
小环的支持力 FN=mg+=5mg,根据牛顿第三定律知,小环对大环的压力 FN'=FN=5mg,方向向
下;对大环,据平衡条件,轻杆对大环的拉力 FT=Mg+FN'=Mg+5mg,根据牛顿第三定律,大环对
轻杆拉力的大小为 FT'=FT=Mg+5mg,C 正确,A、B、D 错误。
答案:C
6.某人站在离地面 h=10 m 高处的平台上以水平速度 v0=5 m/s 抛出一个质量 m=1 kg 的小球,
不计空气阻力,g 取 10 m/s2,求:
(1)人对小球做了多少功?
(2)小球落地时的速度为多大?
解析:(1)人对小球做的功等于小球获得的初动能,由动能定理得 W=×1×52 J=12.5 J。
(2)小球下落过程中,只有重力做功,取地面为零势能面,由机械能守恒定律得
mgh+mv2
解得 v= m/s=15 m/s。
答案:(1)12.5 J　(2)15 m/s
(建议用时:30 分钟)
1.如图所示实例中均不考虑空气阻力,系统机械能守恒的是(　　)

解析:人上楼、跳绳过程中机械能不守恒,从能量转化角度看都要消耗人体的化学能,从做功角
度看,上楼时除人所受重力做功外,楼梯对人的支持力也做功,人匀速上楼时,机械能增加;跳绳
时,人落地跳起时,地面支持力对人做功,故 A、B 两项机械能不守恒;水滴石穿,水滴的机械能
减少转变为内能;弓箭射出过程中是弹性势能与动能、重力势能的相互转化,只有重力和弹力
做功,机械能守恒。
答案:D
2.质量为 m 的物体,在距地面 h 高处以 g 的加速度由静止竖直下落到地面。下面说法中正确
的是(　　)
A.物体的重力势能减少 mgh
B.物体的机械能减少 mgh
C.物体的动能增加 mgh
D.重力做功 mgh
解析:物体在下落 h 过程中,重力做功为 mgh,所以重力势能减少 mgh,A、D 项错误;因为 a=,所
以 F 合=mg,W 合=...