2020春(新)人教高一物理必修第二册第8章机械能守恒定律练习含答案

2020春（新）人教物理必修第二册第8章机械能守恒定律练习含答案
*新教材必修第二册第8章机械能守恒定律*
1、一辆汽车从静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速运动．假设汽车所受阻力恒定，下列汽车牵引力的功率P与时间t的关系图象中，能描述上述过程的是()
2、(多选)如图所示是汽车牵引力F和车速倒数1
v的关系图象，若汽车质量为
2×103 kg，由静止开始沿平直公路行驶，阻力恒定，最大车速为30 m/s，则以下说法正确的是()
A．汽车的额定功率为6×104W
B．汽车运动过程中受到的阻力为6×103N
C．汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动
D．汽车做匀加速运动的时间是5 s
3、如图所示，在水平地面上平铺着n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h.如果工人将砖一块一块地叠放起来，那么工人至少做功()
A．n(n－1)mgh B.1
2n(n－1)mgh
C．n(n＋1)mgh D.1
2n(n＋1)mgh
4、关于动能定理，下列说法中正确的是()
A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和
B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变
C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用
D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程
5、(多选)神舟号载人飞船从发射至返回的过程中，以下哪些阶段返回舱的机械能是守恒的()
A．飞船升空的阶段
B．只在地球引力作用下，返回舱沿椭圆轨道绕地球运行的阶段
C．只在地球引力作用下，返回舱飞向地球的阶段
D．临近地面时返回舱减速下降的阶段
6、(多选)下列说法中正确的是()
A．功是矢量，正、负表示方向
B．功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功
C．力对物体做正功还是做负功，取决于力和位移的方向关系
D．力做功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量
7、如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则()
A．沿轨道1滑下重力做的功多
B．沿轨道2滑下重力做的功多
C．沿轨道3滑下重力做的功多
D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多
8、一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v(方向与原来相反)，在这段时间内，水平力所做的功为()
A.32m v 2
B ．－32m v 2 C.52m v 2 D ．－52m v 2
9、(多选)竖直放置的轻弹簧下连接一个小球，用手托起小球，使弹簧处于压缩状态，如图所示．则迅速放手后(不计空气阻力)( )
A ．放手瞬间小球的加速度等于重力加速度
B ．小球与弹簧与地球组成的系统机械能守恒
C ．小球的机械能守恒
D ．小球向下运动过程中，小球动能与弹簧弹性势能之和不断增大
10、如图所示，小明同学用大小F ＝200 N 的水平推力，推着质量m ＝50 kg 的木箱沿水平地面从静止开始运动，若木箱与地面之间的动摩擦因数μ＝0.2.重力加速度g 取10 m/s 2.求：
(1)木箱运动加速度的大小；
(2)第3 s 末，小明同学对木箱做功的功率；
(3)若3 s 末后，小明同学停止推力作用，则此后运动木箱克服摩擦力所做的功是多少？
11、如图所示，有一质量为m 、长为L 的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为θ，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，以斜面顶点为重力势能零点，求：
(1)开始时和链条刚好从右侧面全部滑出斜面时重力势能各多大？
(2)此过程中重力做了多少功？
12、质量为m＝50 kg的滑雪运动员，以初速度v0＝4 m/s从高度为h＝10 m的弯曲滑道顶端A滑下，到达滑道底端B时的速度v1＝10 m/s.求滑雪运动员在这段滑行过程中克服阻力做的功．(g取10 m/s2)
13、如图所示，轻弹簧一端与墙相连处于自然状态，质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：
(1)弹簧的最大弹性势能；
(2)木块被弹回速度增大到3 m/s时弹簧的弹性势能．
1、解析：匀加速运动时牵引力大于阻力，F不变，v随时间均匀增大，根据P ＝F v分析知P随时间均匀增大，故选项A、D错误；当匀速时牵引力等于阻力，说明F突变小，速度不变，故功率突变小，以后保持不变，故选项B错误，C 正确．
答案：C
2、AD[由图象可知，汽车先做牵引力恒定的匀加速运动，再做额定功率恒定的变加速运动，P
额
＝F·v＝2×103×30 W＝6×104 W，A正确，C错误；当汽车
速度最大时牵引力F＝f＝2×103 N，B错误；汽车匀加速运动的加速度a＝F－f m
＝2 m/s2，汽车刚达到额定功率时的速度v＝P额
F＝10 m/s，所以汽车做匀加速运
动的时间t ＝v a ＝5 s ，D 正确．]
3、B [把n 块砖看成一个整体，其总质量是M ＝nm ，以地面为零势能面，n
块砖都平放在地上时，其重心都在h 2高处，所以n 块砖的初始重力势能为E 1＝
nmgh 2.当n 块砖叠放在一起时，其总高度为H ＝nh ，其总的重心位置在H 2＝nh 2处，
所以末态重力势能为E 2＝nmg H 2＝n 2mgh 2，人做的功至少等于重力势能的增量，
即W ＝ΔE p ＝E 2－E 1＝n (n －1)mgh 2
.] 4、B [公式W ＝ΔE k 中W 为合外力做的功，也可以是各力做功的代数和，A 错，B 对；动能不变，只能说明合外力的总功W ＝0，动能定理仍适用，C 错；动能定理既适用于恒力做功，也可适用于变力做功，D 项错误．]
5、BC [飞船升空的阶段，推力做正功，机械能增加，故A 错误；飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段，只受重力作用，重力势能和动能之和保持不变，故B 正确；返回舱在大气层外向着地球做无动力飞行阶段，只有重力做功，重力势能减小，动能增加，机械能总量守恒，故C 正确；降落伞张开后，返回舱下降的阶段，克服空气阻力做功，故机械能减小，故D 错误．]
6、BCD [理解功的概念，功有正、负之分，但功是标量，A 错误，B 正确；由W ＝Flcos θ可知力对物体做正功还是负功主要取决于力和位移的方向关系，C 正确；力做功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量，D 正确．]
7、D [重力做功的多少只与初、末位置的高度差有关，与路径无关，D 选项正确．]
8、A [由动能定理得：W F ＝12m(－2v )2－12m v 2＝32m v 2，A 正确．]
9、BD [放手瞬间小球加速度大于重力加速度，A 错；整个系统(包括地球)的机械能守恒，B 对，C 错；向下运动过程中，由于重力势能减小，所以小球的动能与弹簧弹性势能之和增大，D 对．]
10、解析：(1)分析木箱的受力情况，根据牛顿第二定律可知，F －μmg ＝ma ，解得a ＝2 m/s 2.
(2)3 s 末，木箱的速度为v .
根据匀变速直线运动速度—时间公式可知，v ＝at
功率公式P ＝F v ，
联立解得小明做功的功率P ＝1 200 W.
(3)撤去力后，木箱受到摩擦力作用．
根据牛顿第二定律，μmg ＝ma 1
根据运动学公式可知v 2＝2a 1s
联立解得s ＝9 m.
木箱克服摩擦力做功W ＝μmgs ＝900 J.
答案：(1)2 m/s 2 (2)1 200 W (3)900 J
11、[解析] (1)开始时，左边一半链条重力势能为E p1＝－mg 2·L 4sin θ，右边一半
的重力势能E p2＝－mg 2·L 4；左右两部分总的重力势能为E p ＝E p1＋E p2＝－18
mgL(sin θ＋1)
链条从右侧刚好全部滑出时，重力势能为E p ′＝－12mgL
(2)此过程重力势能减少了ΔE p ＝E p －E p ′＝18mgL(3－sin θ)，故重力做的功为
W G ＝18mgL(3－sin θ)
[答案] (1)－18mgL(1＋sin θ) －12mgL
(2)18mgL(3－sin θ)
12、[解析] 从A 运动到B ，运动员所受摩擦力随之变化，所以克服摩擦力所做的功不能直接由功的公式求得，此时要根据动能定理求解．
设摩擦力做的功为W ，根据动能定理
mgh －W ＝12m v 21－12m v 20
代入数值得：W ＝2 900 J.
[答案] 2 900 J
13、[解析] (1)木块压缩弹簧的过程中，木块和弹簧组成的系统机械能守恒，弹性势能最大时，对应木块的动能为零，故有：
E pm ＝12m v 20＝12×4×52 J ＝50 J.
(2)由机械能守恒有
12m v 20＝E p1＋12
m v 21 12×4×52 J ＝E p1＋12
×4×32 J 得E p1＝32 J.
[答案] (1)50 J (2)32 J。