第5節(jié) 機械能守恒定律2 機械能守恒條件的判斷（答題時間：30分鐘）1. 把小球放在豎立的彈簧上，并把球往下按至A位置，如圖甲所示。迅速松手后，球升高至最高位置C（圖丙），途中經(jīng)過位置B時彈簧正處于原長（圖乙）。忽略彈簧的質(zhì)量和空氣阻力。則小球從A運動到C的過程中，下列說法正確的是（ ）A. 經(jīng)過位置B時小球的加速度為0B. 經(jīng)過位置B時小球的速度最大C. 小球、地球、彈簧所組成系統(tǒng)的機械能守恒D. 小球、地球、彈簧所組成系統(tǒng)的機械能先增大后減小2. 如圖所示，斜面體置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下滑，在物體下滑的過程中，下列說法正確的是（ ）A. 物體的重力勢能減小，動能增加 B. 斜面體的機械能不變C. 斜面對物體的彈力垂直于接觸面，不對物體做功D. 物體和斜面組成的系統(tǒng)機械能守恒3. 如圖所示，一顆隕星墜落在俄羅斯中西部地區(qū)，造成數(shù)百人受傷。在影響最嚴重的車里雅賓斯克州，爆炸造成玻璃窗破碎和人員受傷。忽略隕星的質(zhì)量變化，在隕星靠近地球的過程中，下列說法正確的是（ ）A. 隕星的重力勢能隨時間增加均勻減小B. 隕星與地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒C. 隕星減少的重力勢能等于隕星增加的內(nèi)能D. 隕星的機械能不斷減小4. 質(zhì)量為m的物體在豎直向上的拉力F作用下堅直向上運動，不計空氣阻力。下列說法正確的是（ ） A. 如果物體向上做減速運動，物體的機械能可能減小 B. 如果物體向上做勻速運動，物體的機械能一定不變 C. 如果物體向上做加速運動，物體的機械能才能增大 D. 不論物體向上做什么運動，物體的機械能一定增加 5. 如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P栓接，另一端與物體A相連，物體A靜置于光滑水平桌面上，右端接一細線，細線繞過光滑的定滑輪與物體B相連。開始時用手托住B，讓細線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至B獲得最大速度。下列有關(guān)該過程的分析，正確的是（ ）A. B物體的機械能一直減小B. B物體的動能增加量等于B物體重力勢能的減少量C. B物體機械能的減少量等于彈簧的彈性勢能的增加量D. 細線拉力對A做的功等于A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機械能的增加量6. 如圖，傾角為的光滑斜面體C固定于水平地面上，小物塊B置于斜面上，通過細繩跨過光滑的定滑輪與物體A相連接，釋放后，A將向下運動，則在A碰地前的運動過程中（ ）A. A的加速度大小為gB. A物體機械能不守恒C. 由于斜面光滑，所以B物塊機械能守恒 D. A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒7. 如圖所示的裝置中，木塊通過一細線系在O點，子彈沿水平方向射入木塊（子彈射入木塊過程時間極短，可認為細線不發(fā)生擺動）后留在木塊內(nèi)，接著細線擺過一角度。若不考慮空氣阻力，對子彈和木塊組成的系統(tǒng)，下列說法正確的是（ ）A. 在子彈射入木塊的過程中，機械能守恒B. 在子彈射入木塊后，細線擺動的過程，機械能守恒C. 從子彈開始射入木塊到細線擺過角的整個過程機械能守恒D. 無論是子彈射入木塊的過程，還是子彈射入木塊后細線擺動的過程，機械能都不守恒8. 我國的月球探測計劃“嫦娥工程”分為“繞、落、回”三步。“嫦娥三號”的任務(wù)是“落”。2013年12月2日，“嫦娥三號”發(fā)射，經(jīng)過中途軌道修正和近月制動之后，“嫦娥三號”探測器進入繞月的圓形軌道。12月12日，衛(wèi)星成功變軌，進入遠月點P、近月點Q的橢圓形軌道。如圖所示。2013年12月14日，“嫦娥三號”探測器在Q點附近制動，由大功率發(fā)動機減速，以拋物線路徑下降到距月面100米高處進行30s懸停避障，之后再緩慢豎直下降到距月面高度僅為數(shù)米處，為避免激起更多月塵，關(guān)閉發(fā)動機，做自由落體運動，落到月球表面。已知引力常量為G，月球的質(zhì)量為M，月球的半徑為R，“嫦娥三號”在軌道上運動時的質(zhì)量為m，P、Q點距月球表面的高度分別為h1、h2。（1）求“嫦娥三號”在圓形軌道上運動的速度大?。唬?）已知“嫦娥三號”與月心的距離為r時，引力勢能為（取無窮遠處引力勢能為零），其中m為此時“嫦娥三號”的質(zhì)量。若“嫦娥三號”在軌道上運動的過程中，動能和引力勢能相互轉(zhuǎn)化，它們的總量保持不變。已知“嫦娥三號”經(jīng)過Q點的速度大小為v，請根據(jù)能量守恒定律求它經(jīng)過P點時的速度大小。9. 如圖所示，光滑固定的豎直桿上套有一個質(zhì)量m=0.4 kg的小物塊A，不可伸長的輕質(zhì)細繩通過固定在墻壁上、大小可忽略的定滑輪D，連接小物塊A和小物塊B，虛線CD水平，且間距d=1.2 m，此時連接小物塊A的細繩與豎直桿的夾角為37，小物塊A恰能保持靜止。現(xiàn)在在小物塊B的下端掛一個小物塊Q（未畫出），小物塊A可從圖示位置上升并恰好能到達C處，不計摩擦和空氣阻力，cos37=0.8、sin37=0.6，重力加速度取l0m/s2。求：（1）小物塊A到達C處時的加速度大?。唬?）小物塊B的質(zhì)量；（3）小物塊Q的質(zhì)量。1. C 解析：經(jīng)位置B時，小球只受重力，加速度為重力加速度g，A錯誤；在運動到B位置之前，彈簧的彈力等于重力時，小球的加速度為零，那時速度最大，B錯誤；由于在運動過程中，只有重力，彈簧的彈力做功，只有動能，重力勢能和彈性勢能之間相互轉(zhuǎn)化，因此小球、地球、彈簧所組成系統(tǒng)的機械能守恒，C正確，D錯誤。2. AD 解析：物體沿斜面下滑重力勢能減小，動能增加，所以A項正確；物體與斜面間有因相互擠壓而產(chǎn)生的作用力，故斜面會向右運動，具有動能，機械能增加，B項錯誤；由于系統(tǒng)不受外力，所以系統(tǒng)機械能守恒，即D項正確，系統(tǒng)機械能守恒，而斜面體的機械能增加，所以物體的機械能減小，即斜面體對物體做負功，C項錯誤。3. BD 解析：隕星靠近地球的過程受到重力和阻力的作用，做加速運動，故重力勢能隨時間增加不是均勻減小，故A錯誤；由于克服空氣阻力做功，隕星與地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒，故B正確；由于克服空氣阻力做功，隕星減小的重力勢能等于動能增加量和內(nèi)能增加量之和，故C錯誤；由于克服空氣阻力做功，隕星的機械能不斷減小，故D正確。故選BD。4. D 解析：因為除重力以外的其他力做功等于物體機械能的增量，而F一定做正功，故物體的機械能一定是增加的，選項D正確。5. AD 解析：從開始到B物體速度達到最大的過程中，繩子的拉力對B物體一直做負功，所以B物體的機械能一直減小，故A正確；對于B物體，只有重力與細線拉力做功，根據(jù)動能定理可知，B物體動能的增量等于它所受重力與拉力做功之和，故B錯誤；整個系統(tǒng)中，根據(jù)功能關(guān)系可知，B物體減小的機械能能轉(zhuǎn)化為A物體的機械能以及彈簧的彈性勢能，故B物體機械能的減少量大于彈簧彈性勢能的增加量，故C錯誤；系統(tǒng)機械能的增加量等于系統(tǒng)除重力和彈簧彈力之外的力所做的功，A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機械能的增加量等于細線拉力對A做的功，故D正確。故選AD。6. BD 解析：據(jù)題意，物體A受到重力和拉力，加速度應小于g，故選項A錯誤；除了重力對物體A做功還有拉力做功，物體A機械能不守恒，故選項B正確；除了重力對物塊B做功還有拉力做功，物塊B機械能不守恒，選項C錯誤；A、B組成的系統(tǒng)只有重力對系統(tǒng)做功，則系統(tǒng)A、B機械能守恒，選項D正確。7. B 解析：在子彈射入木塊的過程中，子彈和木塊組成的系統(tǒng)機械能減少，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯誤；在子彈射入木塊后，細線擺動的過程中，細線的拉力不做功，對于子彈與木塊組成的系統(tǒng)，只有重力做功，其機械能守恒，故B正確，C、D錯誤。8. 解：（1）“嫦娥三號”在軌道上運動的過程中 解得；（2）“嫦娥三號”在軌道上運動的過程中，由機械能守恒定律有：解得： 9. 解：（1）當小物塊A到達C處時，經(jīng)受力分析可知：水平方向受力平衡，豎直方向只受重力作用，所以小物塊A的加速度ag10 m/s2；（2）設(shè)小物塊B的質(zhì)量為mB，繩子拉力為FT；根據(jù)平衡條件：FTcos37mg FTmBg 聯(lián)立解得mB0.5 kg；（3）設(shè)小物塊Q的質(zhì)量為m0，hAC為AC段的長度，hB為B、Q兩物體下降的人高度，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒得mghAC（mBm0）ghB 由幾何知識hACdcot371.6 m hBd0.8 m 解得：m0=0.3kg