8.4 机械能守恒定律 第一课时（备作业）-【上好课】2021-2022学年高一物理同步备课系列（人教版2019 必修第二册）（解析版）

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8.4 机械能守恒定律 第一课时
一、选择题
1．在下列情况中，机械能守恒的是(　　)
A．飘落的树叶
B．沿着斜面匀速下滑的物体
C．被起重机匀加速吊起的物体
D．离弦的箭在空中飞行(不计空气阻力)
【答案】D
【解析】树叶在飘落过程中，空气阻力做负功，机械能减少，故 A错误；沿着斜面匀速下滑的物体，摩擦
力做功，故机械能不守恒，故 B错误；物体被起重机匀加速吊起时拉力对物体做功，故物体的机械能不守
恒，故 C错误；离弦的箭在空中飞行且不计空气阻力，只有重力做功，机械能守恒，故 D正确．
2. 如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（　　）
A. 甲图中，物体 A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒
B. 乙图中，A置于光滑水平面，物体 B沿光滑斜面下滑，物体 B机械能守恒
C. 丙图中，不计任何阻力时 A加速下落、B加速上升过程中，A、B系统机械能守恒
D. 丁图中，系在橡皮条一端的小球向下摆动时，小球的机械能守恒
【答案】C
【解析】A．若不计空气阻力，题图甲中重力和弹力做功，物体 A和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体
A机械能不守恒，选项 A错误；
B．题图乙中物体 B除受重力外，还受弹力，弹力对 B做负功，机械能不守恒，但 A、B组成的系统机械
能守恒，选项 B错误；
C．题图丙中绳子张力对 A做负功，对 B做正功，代数和为零，A、B系统机械能守恒，选项 C正确；
D．题图丁中小球的重力势能转化为小球的动能和橡皮条的弹性势能，小球的机械能不守恒，选项 D错误。
故选 C。
3．质量分别为 m和2m的两个小球 A和B，中间用轻质杆相连，在杆的中点 O处有一水平固定转动轴，把
杆置于水平位置后释放，在 B球顺时针转动到最低位置的过程中（　　）
A．B球的重力势能减少，动能增加，B球和地球组成的系统机械能守恒
B．A球的重力势能增加，动能也增加，A球和地球组成的系统机械能不守恒
C．A球、B球和地球组成的系统机械能守恒
D．A球、B球和地球组成的系统机械能不守恒
【答案】BC
【解析】B球从水平位置转到最低点的过程中，重力势能减少，动能增加，A球重力势能增加，动能增加，
A球和地球组成的系统机械能增加。 由于 A球、B球和地球组成的系统只有重力做功，故系统机械能守
恒，A球和地球组成的系统机械能增加，则 B球和地球组成的系统机械能一定减少，故 BC 正确，AD 错误。
故选 BC。
4.如图所示，将质量为 m的石块从离地面 h高处以初速度 v0斜向上抛出。以地面为参考平面，不计空气阻
力，当石块落地时(　　)
A.动能为 mv
B.机械能为 mgh＋mv
C.动能为 mgh＋mv
D.重力势能为 mgh
【答案】BC
【解析】不计空气阻力，石块的机械能守恒，机械能等于重力势能与动能之和，以地面为参考平面，落地
时石块的重力势能为零，则石块落地时机械能等于动能，即 E＝Ek＝mgh＋mv，故 B、C正确，A、D错误。
5.从地面竖直向上抛出一物体，其机械能 E总等于动能 Ek与重力势能 Ep之和。取地面为重力势能零点，该
物体的 E总和Ep随它离开地面的高度 h的变化如图所示。重力加速度取 10 m/s2。由图中数据可得(　　)
A.物体的质量为 2 kg
B.h＝0时，物体的速率为 20 m/s
C.h＝2 m 时，物体的动能 Ek＝50 J
D.从地面至 h＝4 m，物体的动能减少 100 J
【答案】ACD
【解析】由图知 h＝4 m 时，Ep＝80 J，由 Ep＝mgh 得m＝2 kg，故 A正确；h＝0时，Ep＝0，E总＝100 J，
则物体的动能为 Ek＝E总－Ep＝100 J，由 Ek＝mv，得 v0＝10 m/s，故 B错误；h＝2 m 时，Ep＝40 J，E总＝
90 J，则物体的动能为 Ek＝E总－Ep＝50 J，故 C正确；从地面至 h＝4 m，物体的机械能减少了 20 J，重力
势能增加了 80 J，因此，物体的动能减少 100 J，故 D正确。
6．如图所示，A、B、C、D四个图中的小球完全相同。现从同一高度 h处由静止释放小球，小球下落同样
的高度，然后进入不同的轨道。A图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管，其上部为直管，下部为圆
弧形，底端与斜面平滑衔接，管的高度高于 h；B图中的轨道是半圆轨道，其直径等于 h；C图中的轨道高
度低于 h；D图中的轨道是一段斜面，且高于 h。如果不计任何阻力和拐弯处的能量损失，小球进入轨道后
不能运动到 h高度的图是（　　）
A．B．
C．D．
【答案】BC
【解析】A．A中小球离开轨道后做竖直上抛运动，运动到最高点时的速度为零，根据机械能守恒定律得
mgh＋0=mgh′＋0
则有 h=h′,故能运动到 h高度，故 A不符合题意；
B．B中小球在内轨道运动，假设小球能通过圆轨道最高点，则小球通过最高点的最小速度为 v=，故
小球在最高点的速度不为零，根据机械能守恒定律可知假设不成立，故小球不能运动到 h高度，故 B符合
题意；
C．C中小球离开轨道后做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，运动到最高点时在水平方向上有速度，
即在最高点的速度不为零，根据机械能守恒定律可知，小球不能运动到 h高度，故 C符合题意；
D．D中小球到达右侧斜面上最高点时的速度为零，根据机械能守恒定律得 mgh＋0=mgh′＋0
则有 h=h′,故能运动到 h高度，故 D不符合题意。
故选 BC。
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