机械能守恒定律
1.关于机械能守恒,下列说法正确的是( )
A.物体匀速运动,其机械能一定守恒
B.物体所受合外力不为零,其机械能一定不守恒
C.物体所受合外力做功不为零,其机械能一定不守恒
D.物体沿竖直方向向下做加速度为5 m/s2的匀加速运动,其机械能减少
【答案】D
【解析】机械能是否守恒,可从机械能守恒的条件或机械能的转化来分析.物体做匀速运动其动能不变,若是匀速上升,重力势能增大,匀速下降重力势能减小,故A错;物体做自由落体或沿光滑的斜面下滑合力都不为零,但物体的机械能守恒,故B、C错,物体沿竖直方向向下做加速度为5 m/s2的匀加速运动时由牛顿第二定律得mg-F=ma,F做负功,即重力势能的减少大于动能的增加,故D选项正确.
2.用弹簧枪将一质量为m的小钢球以初速度v0竖直向上弹出,不计空气阻力,当小钢球的速度减为时,钢球的重力势能为(取弹出钢球点所在水平面为参考面)( )
A.mv B.mv
C.mv D.mv
【答案】A
【解析】由mv=Ep+m2得Ep=mv.
3.静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升,在某一高度撤去恒力.不计空气阻力,在整个上升过程中,物体机械能随时间变化的关系是( )
A B C D
【答案】C
【解析】设在恒力作用下的加速度为a,则机械能增量E=Fh=F·at2,知机械能随时间不是线性增加,撤去拉力后,机械能守恒,则机械能随时间不变.故C正确,A、B、D错误.
4.(2017浙江卷)火箭发射回收是航天技术的一大进步,如图所示,火箭在返回地面前的某段运动,可看成先匀速后减速的直线运动,最后撞落在地面上,不计火箭质量的变化,则( )
A.火箭在匀速下降过程中,机械能守恒
B.火箭在减速下降过程中,携带的检测仪器处于失重状态
C.火箭在减速下降过程中合力做功等于火箭机械能的变化
D.火箭着地时,火箭对地的作用力大于自身的重力
【答案】D
【解析】火箭匀速下降阶段,说明阻力等于重力,除重力做功外,阻力做负功,所以其机械能不守恒,故A错误;火箭在减速阶段,加速度向上,所以处于超重状态,故B错误.由动能定理知合外力做功等于动能改变量,不等于火箭机械能的变化.由功能关系知阻力做功等于火箭机械能的变化,故C错误.火箭着地做减速运动时,加速度向上,处于超重状态,则
地面给火箭的力大于火箭重力,由牛顿第三定律知,火箭对地的作用力大于自身的重力,故D正确.故选D.
5.(多选)如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧上端悬挂在天花板上,下端连接一个质量为M的物块A,A下面用细线挂一质量为m的物块B,处于静止状态.现剪断细线使B自由下落,当A向上运动到最高点时,弹簧对A的拉力大小为mg,此时B尚未着地.运动过程中空气阻力不计,重力加速度为g,则在A从最低点运动到最高点的过程中( )
A.A、B两物体的机械能守恒
B.A、B两物体总的机械能增大
C.A运动到最高点时的加速度为
D.弹簧对A做的功为