機械能與動能轉(zhuǎn)換習(xí)題集及解答在物理學(xué)的廣闊領(lǐng)域中，機械能與動能的轉(zhuǎn)換是貫穿力學(xué)乃至整個物理學(xué)的重要概念。理解這一轉(zhuǎn)換規(guī)律，不僅能幫助我們解釋日常生活中的諸多現(xiàn)象，更是解決復(fù)雜物理問題的基石。掌握它，意味著我們能洞察運動的本質(zhì)，預(yù)見物體狀態(tài)的變化。下面，我們通過一系列精心挑選的習(xí)題，來檢驗并深化對這一知識點的理解與應(yīng)用。一、選擇題1.關(guān)于機械能，下列說法正確的是（）A.物體的機械能越大，其動能一定越大B.物體的機械能等于其動能與勢能之和C.做勻速直線運動的物體，其機械能一定守恒D.只有重力做功時，物體的機械能才守恒2.一個小球從光滑斜面頂端由靜止開始下滑，在下滑過程中，小球的（）A.動能減小，重力勢能增大，機械能守恒B.動能增大，重力勢能減小，機械能守恒C.動能增大，重力勢能減小，機械能減小D.動能減小，重力勢能增大，機械能增大3.忽略空氣阻力，將一小球豎直向上拋出，小球在上升過程中（）A.動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機械能守恒B.重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，機械能守恒C.動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機械能減小D.重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，機械能增大二、填空題1.質(zhì)量為m的物體，從高度為h處自由下落（不計空氣阻力），物體下落到地面時的速度大小為______，此過程中，物體的重力勢能轉(zhuǎn)化為______能。2.一個彈簧振子在光滑水平面上做簡諧運動，當(dāng)振子從最大位移處向平衡位置運動時，彈簧的彈性勢能逐漸______，振子的動能逐漸______，在整個運動過程中，振子和彈簧組成的系統(tǒng)機械能______。3.某同學(xué)將一個質(zhì)量為m的籃球從地面以初速度v豎直向上拋出，籃球到達最高點時，其動能為______，重力勢能為______（以地面為零勢能面，不計空氣阻力）。三、計算題1.一個質(zhì)量為2kg的物體，從距離地面3m高處自由下落，不計空氣阻力。取重力加速度g=10m/s2。求：（1）物體下落至地面時的動能；（2）物體下落至地面時的速度大小。2.如圖所示（此處假設(shè)有一個光滑曲面，物體從曲面頂端靜止滑下），一個質(zhì)量為1kg的滑塊，從光滑曲面的頂端A點由靜止開始滑下，A點距離底端B點所在水平面的高度為4m?；瑝K滑到B點時，與一個輕質(zhì)彈簧相碰并將彈簧壓縮至最短C點。已知彈簧的勁度系數(shù)足夠大，形變在彈性限度內(nèi)，不計一切摩擦。取g=10m/s2。求：（1）滑塊到達B點時的速度大?。唬?）彈簧被壓縮至最短時，彈簧所具有的彈性勢能。---解答部分一、選擇題1.答案：B解析：機械能是動能與勢能（包括重力勢能和彈性勢能）的總和，故B正確。物體的機械能大，可能是勢能大而動能小，A錯誤。做勻速直線運動的物體，若在豎直方向運動（如勻速上升的電梯），動能不變，重力勢能變化，機械能不守恒，C錯誤。除重力外，其他力做功的代數(shù)和為零時，機械能也守恒，D錯誤。2.答案：B解析：小球從光滑斜面下滑，重力做正功，重力勢能減小，動能增大。由于斜面光滑，只有重力做功，機械能守恒。故B正確。3.答案：A解析：小球豎直上拋，上升過程中，重力做負(fù)功，速度減小，動能減小，高度增加，重力勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。不計空氣阻力，只有重力做功，機械能守恒。故A正確。二、填空題1.答案：√(2gh)，動解析：自由下落過程機械能守恒，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。mgh=(1/2)mv2，解得v=√(2gh)。2.答案：減小，增大，守恒解析：振子從最大位移處向平衡位置運動時，彈簧形變量減小，彈性勢能減小，振子速度增大，動能增大。光滑水平面，無摩擦，系統(tǒng)機械能守恒。3.答案：0，(1/2)mv2解析：籃球到達最高點時，速度為0，動能為0。整個過程機械能守恒，初動能(1/2)mv2全部轉(zhuǎn)化為重力勢能。三、計算題1.解：（1）物體自由下落，只有重力做功，機械能守恒。物體下落至地面時的動能等于其初始的重力勢能。E_k=mgh=2kg×10m/s2×3m=60J。（2）由動能公式E_k=(1/2)mv2可得，v=√(2E_k/m)=√(2×60J/2kg)=√(60)≈7.75m/s。（或直接由v=√(2gh)=√(2×10×3)=√60≈7.75m/s）2.解：（1）滑塊從A到B，只有重力做功，機械能守恒。取B點所在水平面為零勢能面。則有mgh=(1/2)mv_B2解得v_B=√(2gh)=√(2×10×4)=√80=4√5≈8.94m/s。（2）滑塊從B點壓縮彈簧至C點最短時，滑塊速度為0。此過程中，滑塊的動能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。由于曲面光滑，整個過程（A到C）機械能守恒，滑塊在A點的重力勢能最終全部轉(zhuǎn)化為彈簧在C點的彈性勢能。所以E_p彈=mgh=1kg×10m/s2×4m=40J。（或：滑塊在B點的動能E_kB=(1/2)mv_B2=mgh=40J，此動能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢能，故E_p彈=40J。）---通過以上習(xí)題的練習(xí)，我們可以更清晰地認(rèn)識到