物理人教2019必修第二册第8章：机械能守恒定律 练习附答案
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物理人教2019必修第二册第8章：机械能守恒定律 练习附答案一、选择题。1、如图所示，将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是( )A.弹力变大，弹性势能变小 B.弹力变小，弹性势能变大C.弹力和弹性势能都变小 D.弹力和弹性势能都变大2、关于功和物体动能变化的关系，下列说法不正确的是( )A.有力对物体做功，物体的动能就会变化B.合力不做功，物体的动能就不变C.合力做正功，物体的动能就增加D.所有外力做功代数和为负值，物体的动能就减少3、(双选)设匀速行驶的汽车，发动机的功率保持不变，则( )A.路面越粗糙，汽车行驶得越慢B.路面越粗糙，汽车行驶得越快C.在同一路面上，汽车不载货比载货时行驶得快D.在同一路面上，汽车不载货比载货时行驶得慢4、(多选)关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是( )A．弹簧的弹性势能跟拉伸(或压缩)的长度有关B．弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关C．同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大D．弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关5、两个物体质量之比为1∶4，速度大小之比为4∶1，则这两个物体的动能之比为( )A.1∶1 B.1∶4 C.4∶1 D.2∶16、下列说法正确的是( )A.机械能守恒时，物体一定不受阻力B.机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用C.物体做匀速运动时，机械能必守恒D.物体所受的外力不等于零，其机械能也可能守恒7、如图所示，AB＝3AE，AC＝2AE，AD＝1.5 AE，若把物体从斜面底部沿AB、AC、AD三个斜面匀速拉到顶端A时(不计摩擦)，则( )A.沿着AB用的拉力最小，做功最多B.沿着AC用的拉力最小，做功最多C.沿着AD用的拉力最小，做功也最少D.沿着三个斜面用的拉力不相等，做功一样多8、一个100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高处，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g取10 m/s2)( )A．重力做功为1.8 JB．重力做了0.55 J的负功C．物体的重力势能一定减少0.55 JD．物体的重力势能一定增加1.25 J9、(双选)一质量为0.1 kg的小球，以5 m/s的速度在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，若以弹回的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中速度的变化和动能的变化分别是( )A.Δv＝10 m/s B.Δv＝0 C.ΔEk＝1 J D.ΔEk＝010、(双选)如图，物体m机械能守恒的是(均不计空气阻力)( )11、如图所示，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力( )A.一直不做功 B.一直做正功C.始终指向大圆环圆心 D.始终背离大圆环圆心12、一棵树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上A处先落到地面C最后滚入沟底D.A、B、C、D、E水平面之间竖直距离如图所示．以地面C为零势能面，g取10 m/s2，则该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是( )A．15.6 J和9 J B．9 J和－9 JC．15.6 J和－9 J D．15.6 J和－15.6 J13、有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示。如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是( )A.木块所受的合力为零B.因木块所受的力对其都不做功，所以合力做的功为零C.重力和摩擦力的合力做的功为零D.重力和摩擦力的合力为零14、如图所示，木块均在固定的斜面上运动，其中选项A、B、C中斜面是光滑的，选项D中的斜面是粗糙的，选项A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，选项A、B、D中的木块向下运动，选项C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中木块机械能守恒的是( )15、在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，如图所示，并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门。球门高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球的质量为m，则红队球员将足球踢出时对足球做的功W(不计空气阻力，足球视为质点)( )A.等于mgh＋mv2B.大于mgh＋mv2C.小于mgh＋mv2D.因为球入球门过程中的曲线的形状不确定，所以球员对足球做功的大小无法确定二、非选择题。16、如图甲所示，电火花打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。(1)电火花打点计时器使用电压为________V的交流电源。(2)关于实验过程，下列操作正确的是________(填相应选项前的字母)。A．重物选用质量较大、体积较小的物体B．两限位孔在同一竖直平面内上下对正C．先接通电源，再释放重物D．若用秒表测出时间t，可用v＝gt求出瞬时速度(3)实验中选择一条较理想的纸带，如图乙所示。测出从起始点O依次到五个连续计时点A、B、C、D、E的距离x1、x2、x3、x4、x5。已知重物的质量为m，当地的重力加速度为g，电源频率为f。则从O到D的过程中，重物的动能增加了________，重物的重力势能减少了________。(4)该同学又根据这一条纸带来计算重物下落过程中的加速度a，要充分利用记录数据，尽可能减少实验操作和测量过程中的误差，加速度的计算式应为a＝________(用题中给出物理量的字母表示)。17、如图所示，用光电门等器材验证机械能守恒定律。直径为d、质量为m的金属小球从A点由静止释放，下落过程中经过A点正下方的位置B，B处固定有光电门，测得AB间的距离为H（），光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则(1)小球通过光电门B时的速度表达式_____；(2)多次改变高度H，重复上述实验，描点作出随H的变化图象如图所示，若作出的图线为通过坐标原点的直线，且斜率为______（表达式用已给的物理量表达），可判断小球下落过程中机械能守恒；(3)实验中发现动能增加量总是_______（填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能减少量，增加下落高度后，则（）_______将（填“增加”、“减小”或“不变”）；(4)小明用AB段的运动来验证机械能守恒时，他用，计算与B点对应的小球的瞬时速度，得到动能的增加量，你认为这种做法正确还是错误？答：_________。18、（计算题）如图所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力F作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动。已知物体质量为10 kg，F的大小为100 N，方向与速度v的夹角为37°，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，g＝10 m/s2(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。(1)第2 s末，拉力F对物体做功的功率是多大？(2)从运动开始，物体前进12 m过程中拉力对物体做功的平均功率是多大？19、（计算题）如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度s＝5 m，轨道CD足够长，且倾角θ＝37°，A、D两点离轨道BC的高度分别为h1＝4.30 m、h2＝1.35 m。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放，已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小；(2)小滑块最终停止的位置距B点的距离。20、（计算题）滑板是年轻人十分喜欢的极限运动，现有一场地规格如图，是用钢制作的，阻力非常小，可以忽略。取重力加速度g＝10 m/s2。(1)一人以6 m/s的速度从4 m的高台滑下，求滑到2 m高台处其速度的大小；(2)在(1)的条件下，求他所能到达的离地最大高度为多少？(3)若他从2 m高台开始下滑，为能到达4 m高台，求下滑最小速度是多少？ 2022—2023学年物理人教2019必修第二册第8章：机械能守恒定律 练习附答案一、选择题。1、如图所示，将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是( )A.弹力变大，弹性势能变小 B.弹力变小，弹性势能变大C.弹力和弹性势能都变小 D.弹力和弹性势能都变大【答案】D 2、关于功和物体动能变化的关系，下列说法不正确的是( )A.有力对物体做功，物体的动能就会变化B.合力不做功，物体的动能就不变C.合力做正功，物体的动能就增加D.所有外力做功代数和为负值，物体的动能就减少【答案】A 3、(双选)设匀速行驶的汽车，发动机的功率保持不变，则( )A.路面越粗糙，汽车行驶得越慢B.路面越粗糙，汽车行驶得越快C.在同一路面上，汽车不载货比载货时行驶得快D.在同一路面上，汽车不载货比载货时行驶得慢【答案】AC 4、(多选)关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是( )A．弹簧的弹性势能跟拉伸(或压缩)的长度有关B．弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关C．同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大D．弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关【答案】ABC 5、两个物体质量之比为1∶4，速度大小之比为4∶1，则这两个物体的动能之比为( )A.1∶1 B.1∶4 C.4∶1 D.2∶1【答案】C 6、下列说法正确的是( )A.机械能守恒时，物体一定不受阻力B.机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用C.物体做匀速运动时，机械能必守恒D.物体所受的外力不等于零，其机械能也可能守恒【答案】D 7、如图所示，AB＝3AE，AC＝2AE，AD＝1.5 AE，若把物体从斜面底部沿AB、AC、AD三个斜面匀速拉到顶端A时(不计摩擦)，则( )A.沿着AB用的拉力最小，做功最多B.沿着AC用的拉力最小，做功最多C.沿着AD用的拉力最小，做功也最少D.沿着三个斜面用的拉力不相等，做功一样多【答案】D 8、一个100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高处，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g取10 m/s2)( )A．重力做功为1.8 JB．重力做了0.55 J的负功C．物体的重力势能一定减少0.55 JD．物体的重力势能一定增加1.25 J【答案】C 9、(双选)一质量为0.1 kg的小球，以5 m/s的速度在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，若以弹回的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中速度的变化和动能的变化分别是( )A.Δv＝10 m/s B.Δv＝0 C.ΔEk＝1 J D.ΔEk＝0【答案】AD 10、(双选)如图，物体m机械能守恒的是(均不计空气阻力)( )【答案】CD 11、如图所示，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力( )A.一直不做功 B.一直做正功C.始终指向大圆环圆心 D.始终背离大圆环圆心【答案】A 12、一棵树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上A处先落到地面C最后滚入沟底D.A、B、C、D、E水平面之间竖直距离如图所示．以地面C为零势能面，g取10 m/s2，则该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是( )A．15.6 J和9 J B．9 J和－9 JC．15.6 J和－9 J D．15.6 J和－15.6 J【答案】C 13、有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示。如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是( )A.木块所受的合力为零B.因木块所受的力对其都不做功，所以合力做的功为零C.重力和摩擦力的合力做的功为零D.重力和摩擦力的合力为零【答案】C 14、如图所示，木块均在固定的斜面上运动，其中选项A、B、C中斜面是光滑的，选项D中的斜面是粗糙的，选项A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，选项A、B、D中的木块向下运动，选项C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中木块机械能守恒的是( )【答案】 C15、在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，如图所示，并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门。球门高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球的质量为m，则红队球员将足球踢出时对足球做的功W(不计空气阻力，足球视为质点)( )A.等于mgh＋mv2B.大于mgh＋mv2C.小于mgh＋mv2D.因为球入球门过程中的曲线的形状不确定，所以球员对足球做功的大小无法确定【答案】A 二、非选择题。16、如图甲所示，电火花打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。(1)电火花打点计时器使用电压为________V的交流电源。(2)关于实验过程，下列操作正确的是________(填相应选项前的字母)。A．重物选用质量较大、体积较小的物体B．两限位孔在同一竖直平面内上下对正C．先接通电源，再释放重物D．若用秒表测出时间t，可用v＝gt求出瞬时速度(3)实验中选择一条较理想的纸带，如图乙所示。测出从起始点O依次到五个连续计时点A、B、C、D、E的距离x1、x2、x3、x4、x5。已知重物的质量为m，当地的重力加速度为g，电源频率为f。则从O到D的过程中，重物的动能增加了________，重物的重力势能减少了________。(4)该同学又根据这一条纸带来计算重物下落过程中的加速度a，要充分利用记录数据，尽可能减少实验操作和测量过程中的误差，加速度的计算式应为a＝________(用题中给出物理量的字母表示)。【答案】(1)220 (2)ABC (3)m(x5－x3)2f2 mgx4 (4)(x5－2x3＋x1)f2 17、如图所示，用光电门等器材验证机械能守恒定律。直径为d、质量为m的金属小球从A点由静止释放，下落过程中经过A点正下方的位置B，B处固定有光电门，测得AB间的距离为H（），光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则(1)小球通过光电门B时的速度表达式_____；(2)多次改变高度H，重复上述实验，描点作出随H的变化图象如图所示，若作出的图线为通过坐标原点的直线，且斜率为______（表达式用已给的物理量表达），可判断小球下落过程中机械能守恒；(3)实验中发现动能增加量总是_______（填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能减少量，增加下落高度后，则（）_______将（填“增加”、“减小”或“不变”）；(4)小明用AB段的运动来验证机械能守恒时，他用，计算与B点对应的小球的瞬时速度，得到动能的增加量，你认为这种做法正确还是错误？答：_________。【答案】 小于 增加 错误 18、（计算题）如图所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力F作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动。已知物体质量为10 kg，F的大小为100 N，方向与速度v的夹角为37°，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，g＝10 m/s2(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。(1)第2 s末，拉力F对物体做功的功率是多大？(2)从运动开始，物体前进12 m过程中拉力对物体做功的平均功率是多大？【答案】(1)960 W (2)480 W 【解析】(1)对物体受力分析得FN＝mg－Fsin 37°＝100 N－100×0.6 N＝40 N由牛顿第二定律得物体的加速度a＝＝ m/s2＝6 m/s2第2 s末，物体的速度v＝at＝12 m/s拉力F对物体做功的功率P＝Fvcos 37°＝960 W。(2)从运动开始，前进12 m用时t′＝＝ s＝2 s该过程中拉力对物体做功W＝Fxcos 37°＝100×12×0.8 J＝960 J拉力对物体做功的平均功率P′＝＝ W＝480 W。 19、（计算题）如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度s＝5 m，轨道CD足够长，且倾角θ＝37°，A、D两点离轨道BC的高度分别为h1＝4.30 m、h2＝1.35 m。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放，已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小；(2)小滑块最终停止的位置距B点的距离。【答案】(1)3 m/s (2)1.4 m 【解析】(1)如图所示，小滑块从A→B→C→D过程中，由动能定理得mg(h1－h2)－μmgs＝mv－0将h1、h2、s、μ、g代入得vD＝3 m/s。(2)对小滑块运动全过程应用动能定理，设小滑块在水平轨道上运动的总路程为s总。有mgh1＝μmgs总将h1、μ代入得s总＝8.6 m故小滑块最终停止的位置距B点的距离为2s－s总＝1.4 m。 20、（计算题）滑板是年轻人十分喜欢的极限运动，现有一场地规格如图，是用钢制作的，阻力非常小，可以忽略。取重力加速度g＝10 m/s2。(1)一人以6 m/s的速度从4 m的高台滑下，求滑到2 m高台处其速度的大小；(2)在(1)的条件下，求他所能到达的离地最大高度为多少？(3)若他从2 m高台开始下滑，为能到达4 m高台，求下滑最小速度是多少？【答案】(1)8.72 m/s (2)5.8 m (3)6.32 m/s 【答案】(1)人从4 m的高台滑到2 m高台的过程，根据动能定理得：mg(h0－h1)＝mv12－mv02代入数据解得：v1＝ m/s≈8.72 m/s。(2)设上升离地的最大高度为H，对全过程运用动能定理得：－mg(H－h0)＝0－mv02代入数据解得：H＝5.8 m。(3)设下滑的最小速度为vx，根据动能定理得：－mg(h0－h1)＝0－mvx2代入数据解得：vx≈6.32 m/s。
