机械能守恒定律习题课-课后练习.pdf

第 1 页，总 3 页 机械能守恒定律习题课课后作业 1关于机械能守恒，以下说法正确的是（）A做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B外力对物体做功为零时，物体的机械能一定守恒 C只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒 D物体在运动过程中除重力以外还有其他力做功，则物体的机械能一定不守恒 2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 3如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径0.4r m，最低点处有一小球（半径比r小很多）。现给小球一水平向右的初速度0v，则要使小球不脱离圆轨道运动，0v应当满足g=10m/s2（）A00v B04v m/s C02 5v m/s D02 2v m/s 42015 年亚洲杯小组赛中，中国队2:1战胜朝鲜队，以小组第一身份出线比赛中守门员将静止在地面上的足球用大脚踢出，足球飞行最高高度为 10m，在最高点速度为20m/s，已知足球质量为 450g，以地面为零势能面，210m/sg，不计空气阻力，求：（1）在最高点足球的重力势能为多少？（2）在最高点足球的动能为多少？（3）足球被守门员刚踢出的瞬间速度大小为多少？5如图所示，一足够长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻定滑轮，绳两端各系一小球a 和 b，a 球静置于地面，并用手托住 b 球，使轻绳刚好绷紧，此时 b 球距地面高度0.6mh 由静止释放b球，在b球着地前的瞬间，a球立即与轻绳脱离.已知1kgam，2kgbm，g 取210m/s，不计空气阻力。求：1 b球着地时的速度大小；2 a球从开始脱离轻绳至再次回到地面的时间；3若以地面为零势能面，求 a 球再次回到地面前的机械能。第 2 页，总 3 页 参考答案 1【答案】C【解析】A.做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒，如匀速下降的降落伞，机械能是减少的，选项 A 错误；B.外力对物体做功为零时，物体的机械能不一定守恒，如在空中匀速下落的物体，合力为零，外力对物体做功为零，但物体的机械能减少，选项 B 错误；C.只有重力对物体做功，符合机械能守恒的条件，物体的机械能一定守恒，选项 C 正确；D.物体在运动过程中除重力以外还有其他力作用，若这个其他力是弹簧的弹力，物体的机械能守恒。2【答案】A【解析】由于不计空气的阻力，所以三个球的机械能守恒，由于它们的初速度的大小相同，又是从同一个位置抛出的，最后又都落在了地面上，所以它们的初末的位置高度差相同，初动能也相同，由机械能守恒可知，末动能也相同，所以末速度的大小相同 故选 A 3【答案】CD【解析】小球不脱离圆轨道时，最高点的临界情况为 2vmgmr 解得 2vgrm/s 根据机械能守恒定律得 22011222mvmg rmv 解得 02 5v m/s 故要使小球做完整的圆周运动，必须满足02 5v m/s；若不通过四分之一圆周小球也不会脱离圆轨道，根据机械能守恒定律有 2012mgrmv 第 3 页，总 3 页 解得 02 2v m/s 故小球不越过四分之一圆周，必须满足02 2v m/s，所以要使小球不脱离圆轨道运动，v0应当满足02 5v m/s 或02 2v m/s，故 CD 正确，AB 错误。故选 CD。4【答案】（1）45J （2）90J（3）24.5m/s 【解析】（1）最高点的重力势能为：0.45 10 1045JPEmgh；（2）最高点的动能为：2110.45 40090J22PEmv；（3）对球飞出至最高点过程由机械能守恒定律可知：2201122mvmghmv 解得：024.5m/sv；5【答案】1 b球着地时的速度大小是2/m s；2 a球从开始脱离轻绳至再次回到地面的时间是0.6s；3 a球再次回到地面前的机械能是 8J。【解析】1 b下落的过程，对小球 a 和 b，由系统的机械能守恒得：21 2baabm ghm ghmmv 代入数据得：2m/sv 2 a球脱离轻绳后做竖直上抛运动，可以看成一种匀减速直线运动，取竖直向上为正方向，小球 a 落地时通过的位移为h，由运动学规律得：21 2hvtgt 解得：0.6ts，(0.2ts 舍去)3脱离绳子之后，a 球机械能守恒218J2aaEm vm gh