1、高中物理 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453. 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。
2、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，
3、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
4、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 t0 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 EpmgR （1cos t）vRB. 乘客运动的过程中，在最高点受到座位的支持力为 m
5、mg2vC. 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 mv2mgR（1cos t）vR8. 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；12（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 、BNF各是多大？CNF1. 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
6、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45二定律知 mgFm g，有 F mg，则物体受到竖直向上大小为 mg 的外力作用，45115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，F T 与钩码位移的方向一致
7、，F T 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，
8、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 F Nm ，乘客受到座位的支2vR持力为 FNmgm ，B 项错
9、误；由于乘客在竖直平面内做匀速圆周运动，其动能不变，2vR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 EpmgR （1cos t） ，总的机械能为vRE EkE p mv2mgR（1 cos t） ，A 、D 项正确。v8. 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：E kmgR ；（2）根据机械能守恒定律得：E kE p，mv2 mgR小球速度大小为：v gR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： mgm ，mgRBNF2BvR21Bmv解得 3mg，在 C 点： mg。C
