新人教版必修2高中物理第七章机械能守恒定律单元测试(八)
2019-2020学年人教版高中物理必修二练习:第七章 8.机械能守恒定律 Word版含解析
姓名,年级:时间:8。
机械能守恒定律课后篇巩固提升基础巩固1。
下列运动过程中,机械能守恒的是( )A 。
热气球缓缓升空B 。
树叶从枝头飘落C 。
掷出的铅球在空中运动D 。
跳水运动员在水中下沉,空气的浮力做功,机械能不守恒,选项A 错误;树叶从枝头飘落,所受的空气阻力不能忽略,空气阻力做负功,其机械能不守恒,选项B 错误;掷出的铅球在空中运动时,所受空气的阻力对其运动的影响可以忽略,只有重力做功,其机械能守恒,选项C 正确;跳水运动员在水中下沉时,所受水的浮力做负功,其机械能不守恒,选项D 错误。
2如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在弹簧压缩到最短的整个过程中,下列关于能量的叙述正确的应是( ) A 。
重力势能和动能之和总保持不变B 。
重力势能和弹性势能之和总保持不变C 。
动能和弹性势能之和总保持不变D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变,弹力做负功,重力势能、弹性势能及动能都要发生变化,任意两种能量之和都不会保持不变,但三种能量有相互转化,总和不变,选项D 正确。
3一物体从H 高处自由下落,当其动能等于重力势能时(以地面为零势能面),物体的速度为( ) A 。
√gH B 。
√2gH C 。
2√gHD 。
12√2gHm ,其下落过程机械能守恒,有mgH=12mv 2+E p ,E p =12mv 2,解得v=√gH ,选项A 正确。
4以相同大小的初速度v 0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑,如图所示,三种情况达到的最大高度分别为h 1、h 2和h 3,不计空气阻力(斜上抛物体在最高点的速度方向水平),则( )A.h1=h2>h3B.h1=h2〈h3C。
h1=h3<h2D。
h1=h3>h2,上升到最高点时,速度均为0,由机械能守恒定律得mgh=12m v02,所以h=v022g,斜上抛物体在最高点速度不为零,设为v1,则mgh2=12m v02−12m v12,所以h2〈h1=h3,故D对。
人教版高中物理必修二第七章机械能守恒定律检测题.docx
高中物理学习材料第七章机械能守恒定律检测题(时间:60分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分。
在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。
)1.竖直上抛一球,球又落回原处,空气阻力的大小正比于球的速度,则( ) A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B.上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功C.上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率D.上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率解析因为重力做的功只与物体的重力和高度的变化有关,故上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功,故A、B错误;由于空气阻力的作用,上升过程的加速度大于下降过程的加速度,所以上升时间比较短,由P=Wt知过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率,选项C正确,D错误。
答案 C2.如图1所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下,然后在水平面上前进至B点停下。
已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数都为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m。
A、B两点间的水平距离为L。
在滑雪者经过AB 段运动的过程中,克服摩擦力做的功( )图1A.大于μmgL B.等于μmgLC.小于μmgL D.以上三种情况都有可能解析设斜面的倾角为θ,则滑雪者从A到B的运动过程中克服摩擦力做的功为W f=μmg AC cos θ+μmg CB,由题图可知AC cos θ+CB=L,联立两式可得:W f=μmgL,故B正确。
答案 B3.如图2所示,用外力F=20 N沿斜面将一个质量m=2 kg的木块,从斜面底端由静止开始拉到斜面顶端时速度为v=10 m/s。
若斜面的摩擦力恒为重力的0.2,斜面的高度h=5 m,则下列说法正确的是(g=10 m/s2)( )图2A .合力做功为100 JB .重力做功为100 JC .摩擦力做功为-200 JD .外力F 做功为200 J解析 根据动能定理有W 合=12mv 2-0,代入数据,得W 合=100 J ,选项A 正确;重力做功为W G =-mgh =-100 J ,选项B 错误;物体沿斜面上滑的过程中,拉力F 做正功,摩擦力f 做负功,重力做负功,有W 合=Fx -fx -mgh (其中x 为斜面的长度),又F =20 N 、f =0.2G =4 N ,W G =-mgh =-100 J ,解得Fx =250 J ,fx =50 J ,选项C 、D 错误。
高中物理第七章机械能守恒定律8机械能守恒定律习题新人教版必修2(2021年整理)
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8 机械能守恒定律对点训练知识点一机械能守恒的判定1.(多选)在下列所述实例中,若不计空气阻力,机械能守恒的是( )A.石块自由下落的过程B。
电梯加速上升的过程C.抛出的铅球在空中运动的过程D。
木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程2.(多选)下列物体中,机械能守恒的是()A.做平抛运动的物体B.被匀速吊起的集装箱C.光滑曲面上自由运动的物体D.物体以错误!g的加速度竖直向上做匀减速运动3.下列关于物体的机械能是否守恒的叙述正确的是()A.物体做匀速直线运动时,机械能一定守恒B.物体做匀变速直线运动时,机械能一定守恒C.外力对物体所做的功等于0时,机械能一定守恒D.只有重力对物体做功时,机械能一定守恒4.(多选)下列说法中正确的是( )A.物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化B.物体的动能不变,所受合力可能为零C.做匀变速运动的物体的机械能可能守恒D.只有重力对物体做功,物体的机械能一定守恒知识点二机械能守恒定律的基本应用图L7-8-15.(多选)如图L7-8-1所示,细绳的一端固定于O点,另一端系一小球,在O点的正下方钉一个钉子C.小球从一定高度处释放,不考虑细绳的质量和形变,不计一切阻力,细绳摆到竖直位置时,被钉子挡住,比较细绳被钉子挡住前、后瞬间( )A.小球的动能变小B.小球的动能不变C.小球的重力势能变小D.小球的机械能不变6.(多选)如图L7-8-2所示,半径分别为r和R的两个光滑半圆形槽的圆心在同一水平面上,质量相等的两物体分别自两个半圆形槽左边缘的最高点无初速度地释放,在下滑过程中,两物体( )图L7-8-2A.机械能均逐渐减小B.经最低点时动能相等C.均能到达半圆形槽右边缘最高点D.机械能总是相等的知识点三曲线运动中的机械能守恒问题图L7-8-37.一根长为l且不可伸长的轻质细绳一端固定于O点,另一端拴一个质量为m的小球.现将小球拉至细绳沿水平方向绷紧的状态,由静止释放小球,如图L7-8-3所示.若不考虑空气阻力的作用,重力加速度为g,则小球摆到最低点A时的速度大小为________,此时绳对小球的拉力大小为________.8.如图L7-8-4所示,在水平台面上的A点有一个质量为m的小球以初速度v0被抛出,不计空气阻力,重力加速度为g,求它到达台面下方h处的B点时的速度大小.图L7-8-4综合拓展9.图L7-8-5是某轻轨车站的设计方案,与站台连接的轨道有一个小坡度,电车进站要上坡,出站要下坡.已知坡高为2m,电车到a点时的速度为25.2km/h,此后便切断电动机的电源,如果不考虑电车所受的摩擦力,则电车能否冲上站台?如果电车不能冲上站台,请说明理由;如果电车能冲上站台,求它到达b点时的速度大小.(g取10m/s2)图L7-8-510.以20m/s的初速度将一物体从地面竖直上抛,若忽略空气阻力,g取10m/s2,试求:(1)物体上升的最大高度;(2) 以地面为参考平面时,物体在上升过程中重力势能和动能相等时离地面的高度.11.如图L7-8-6所示,光滑的倾斜轨道与半径为R的光滑圆弧轨道相连接,圆弧轨道的最低点B和最高点C与圆心O在同一竖直线上,质量为m的小球在倾斜轨道上A点由静止释放,重力加速度为g.要使小球恰能通过圆弧轨道的最高点,小球释放点离圆弧轨道的最低点为多高?通过轨道最低点时球对轨道的压力为多大?图L7-8-612.如图L7-8-7所示,竖直放置的半径R=80cm的半圆形光滑轨道与水平轨道相连接,连接点为P。
【学练考】人教版物理必修2第七章机械能守恒定律(练习册含单元测评)
第七章机械能守恒定律1追寻守恒量——能量2功知识点一能量转化与守恒思想的理解和应用1.下列实例中,动能转化为势能的是()A.竖直上抛的正在上升的石块B.上紧发条的玩具汽车正在行驶C.从高处下落的乒乓球D.从斜槽上滚下的钢珠2.(多选)关于伽利略的斜面实验,下列描述正确的是()A.伽利略斜面实验对于任意斜面都适用,都可以使小球在另一个斜面上上升到同样的高度B.只有斜面光滑时,才有可能重复伽利略实验C.在伽利略斜面实验中,只有斜面坡度较缓才有可能使小球上升到同样高度D.设想在伽利略斜面实验中,若斜面光滑,并且使斜面变成水平面,则可以使小球沿水平面运动到无穷远处知识点二恒力做功的分析和计算3.关于功的概念,以下说法正确的是()A.有力且有位移,该力一定做功B.力是矢量,位移是矢量,所以功也是矢量C.若某一个力对物体不做功,说明该物体一定没有位移D.一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移大小及力和位移夹角的余弦三者的乘积4.有以下几种情况:①用水平推力F推一个质量为m的物体在光滑的水平面上前进l距离;②用水平推力F推一个质量为2m的物体在粗糙的水平面上前进l距离;③用与水平面成60°角的斜向上的拉力F拉一个质量为m的物体在光滑水平面上前进2l距离;④用与斜面平行的力F拉一个质量为3m的物体在光滑的斜面上前进l距离.这几种情况下关于力F做功多少的判断正确的是()A.②做功最多B.④做功最多C.①做功最少D.四种情况做功相等5.用400 N的力在水平地面上拉车行走50 m,拉力与车前进的方向成30°角.那么拉力对车做的功是()A.2.0×104 J B.1.0×104 JC.1.7×104 J D.以上均不对6.(多选)如图L711所示,恒力F通过定滑轮将质量为m的物体P提升,物体P向上的加速度为a,在P上升h的过程中,力F做功为()图L711A.mghB.FhC.(F+ma)hD.m(g+a)h7.以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为F,则从抛出至落回到原出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为() A.0 B.-FhC.-2Fh D.-4Fh8.两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上,使物体运动,物体通过一段位移时,力F1对物体做功4 J,力F2对物体做功3 J,则力F1和F2的合力对物体做功为() A.7 J B.2 JC.5 J D.3.5 J知识点三对功的正负的理解和判定9.(多选)关于功的正负,下列叙述中正确的是()A.正功表示功的方向与物体运动方向相同B.负功表示功的方向与物体运动方向相反C.正功表示力和位移夹角小于90°,负功表示力和位移夹角大于90°D.正功表示做功的力为动力,负功表示做功的力为阻力10.(多选)关于力对物体做功,下列说法正确的是()A.静摩擦力对物体一定不做功,滑动摩擦力对物体一定做功B.静摩擦力对物体可能做正功C.作用力的功与反作用力的功的代数和可能不为零D.合外力对物体不做功,物体一定处于平衡状态11.如图L712所示,A、B叠放着,A用绳系在固定的墙上,用力F拉着B右移,F′、F AB和F BA分别表示绳对A的拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力,则(A、B视为质点)()图L712A.F做正功,F AB做负功,F BA做正功,F′不做功B.F和F BA做正功,F AB和F′做负功C.F做正功,其他力都不做功D.F做正功,F AB做负功,F BA和F′不做功12.起重机以1 m/s2的加速度将重1.0×104 N的货物由静止匀加速向上提升,则在第1 s 内起重机对货物做的功是(g取10 m/s2) ()A.500 J B.5000 JC.4500 J D.5500 J13.质量为m 的物体静止在倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g .现使斜面向右水平匀速移动一段距离L ,物体与斜面的相对位置不变,如图L713所示,在此过程中摩擦力对物体所做的功为( )图L713A .μmgL cos 2θB .mgL cos 2θC .mgL sin θcos θD .μmgL cos θsin θ14.人在A 点拉着绳子,通过一个定滑轮吊起一个质量m =50 kg 的物体,如图L714所示.开始时绳与水平方向的夹角为60°,在匀速提起物体的过程中,人由A 点沿水平方向运动了l =2 m 到达B 点,此时绳与水平方向成30°角.求人对绳的拉力做的功.(g 取10 m/s 2)图L71415.如图L715所示,一个人用与水平方向成60°角的力F =40 N 拉一个木箱,木箱在水平地面上沿直线匀速前进8 m ,求:(1)拉力F 对木箱所做的功; (2)摩擦力对木箱所做的功; (3)外力对木箱所做的总功.图L7153 功率知识点一 功率的理解和计算1.对公式P =Fv 的理解,下列说法中正确的是( ) A .F 一定是物体所受的合力 B .P 一定是合力的功率C .此公式中F 与v 必须共线D .此公式中F 与v 可以成任意夹角2.关于功率,以下说法中正确的是( )A .根据P =Wt 可知,机器做功越多,其功率就越大B .根据P =Fv 可知,汽车的牵引力一定与速度成反比C .根据P =Wt 可知,只要知道时间t 内机器做的功,就可以求得这段时间内任意时刻机器做功的功率D .根据P =Fv 可知,发动机的功率一定时,交通工具的牵引力与运动速率成反比 3.从空中以40 m /s 的初速度水平抛出一重为10 N 的物体,物体在空中运动3 s 落地.不计空气阻力,g 取10 m /s 2.当物体落地时,重力的瞬时功率为( )B.300 WC.500 WD.700 W4.同一恒力按同样方式施加在同一物体上,使它分别从静止开始沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同的一段距离,两次恒力的功和功率分别为W1、P1和W2、P2,则两者的关系是()A.W1>W2,P1>P2B.W1=W2,P1<P2C.W1=W2,P1>P2D.W1<W2,P1<P25.质量为2 kg的物体做自由落体运动,经过2 s落地.g取10 m/s2.关于重力做功的功率,下列说法正确的是()A. 下落过程中重力的平均功率是400 WB. 下落过程中重力的平均功率是100 WC. 落地前的瞬间重力的功率是400 WD. 落地前的瞬间重力的功率是200 W知识点二功率和速度的关系6.火车在一段平直的轨道上匀加速运动,若阻力不变,则牵引力F和它的瞬时功率P 的变化情况是()A.F不变,P变大B.F变小,P不变C.F变大,P变大D.F不变,P不变7.某同学的质量为50 kg,所骑自行车的质量为15 kg,设该同学在平直路面上正常骑行时脚踏自行车的功率为40 W.若人与车受到的阻力是其重力的0.02倍,则正常骑行时的速度大小约为(g取10 m/s2)()A.3 m/sB.4 m/sC.13 m/sD.30 m/s8.(多选)位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下做速度为v1的匀速运动;若作用力变为斜向上的恒力F2,物体做速度为v2的匀速运动,且F1与F2功率相同.则可能有()图L731A.F2=F1,v1>v2B.F2=F1,v1<v2C.F2>F1,v1>v2D.F2<F1,v1<v2知识点三生活中的功率问题9.某同学进行体能训练,用了100 s时间跑上20 m高的高楼,估测他登楼的平均功率最接近的数值是()B .100 WC .1 kWD .10 kW10.一个小孩站在船头,在如图L 732所示的两种情况下用同样大小的拉力拉绳,经过相同的时间t(船未碰)小孩所做的功W 1、W 2及在t 时刻小孩拉绳的瞬时功率P 1、P 2的关系为( )图L 732A .W 1>W 2,P 1=P 2B .W 1=W 2,P 1=P 2C .W 1<W 2,P 1<P 2D .W 1<W 2,P 1=P 211.(多选)质量为m 的物体静止在光滑水平面上,从t =0时刻开始受到水平力的作用.力的大小F 与时间t 的关系如图L 733所示,力的方向保持不变,则( )图L 733A .3t 0时刻的瞬时功率为5F 20t 02mB .3t 0时刻的瞬时功率为15F 20t 0mC .在0~3t 0这段时间内,水平力的平均功率为23F 20t 04mD .在0~3t 0这段时间内,水平力的平均功率为25F 20t 06m12.质量是5 t 的汽车在水平路面上由静止开始以加速度2.2 m /s 2做匀加速直线运动,所受的阻力是1.0×103 N ,则汽车启动后第1 s 末发动机的瞬时功率是( )A .2 kWB .11 kWC .20 kWD .26.4 kW 13.用一竖直向上的拉力F 将质量为m =10 kg 的物体以a =0.5 m /s 2的加速度自水平地面由静止开始向上拉起,求在向上拉动的前10 s 内拉力F 做功的平均功率.(g 取10 m /s 2)专题课:机车启动问题1.(多选)一辆汽车以恒定的输出功率以某一初速度冲上一斜坡,在上坡过程中,它的运动情况可能是( )A .先加速,后匀速B .先加速,后减速C .一直加速且加速度越来越小D .一直减速且加速度越来越大2.以恒定功率从静止开始运动的汽车,经时间t 1后速度达到最大值v m ,在此过程中汽车通过的位移为x ,则( )A .x>v m t 12B .x =v m t 12C .x<v m t 12D .无法判断3.汽车的质量为m ,其发动机的额定功率为P.当汽车开上一个倾角为θ的斜坡时,受到的阻力为重力的k 倍,重力加速度为g ,则它的最大速度为( )A .P mg sin θB .P cos θmg (k +sin θ)C .P cos θmgD .Pmg (k +sin θ)4.一辆小车在水平面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受的牵引力和阻力随时间变化规律如图LZ 31所示,则作用在小车上的牵引力F 1的功率随时间变化的图像是图LZ 32中的( )图LZ 31图LZ 325.(多选)一辆轿车在平直公路上运行,启动阶段轿车牵引力保持不变,而后以额定功率继续行驶,经过时间t0,其速度由零增大到最大值v m.若轿车所受的阻力f为恒力,关于轿车的速度v、牵引力F、功率P随时间t变化的情况,图LZ33中正确的是()图LZ336.(多选)火车从车站开出做匀加速运动,若阻力与速度成正比,则()A.火车发动机的功率一定越来越大,牵引力越来越大B.火车发动机的功率恒定不变,牵引力越来越小C.当火车达到某一速率时,若要保持此速率做匀速运动,则发动机的功率这时应减小D.当火车达到某一速率时,若要保持此速率做匀速运动,则发动机的功率一定跟此时速率的二次方成正比7.质量为m、发动机的额定功率为P0的汽车沿平直公路行驶,当它的加速度为a时,速度为v,测得发动机的实际功率为P1.假设运动中所受阻力恒定,则它在平直公路上匀速行驶的最大速度是()A.vB.P1maC.P0vP1-mavD.P1vP0-mav8.图LZ34为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做速度为v m=1.02 m/s的匀速运动.g 取10 m/s2,不计额外功.求:图LZ34(1)起重机允许输出的最大功率;(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2 s末的输出功率.9.汽车的额定功率为60 kW,总质量为2×103kg;运动中所受阻力恒为2000 N.若汽车在额定功率下运动,求:(1)当汽车的加速度是1 m/s2时的速度大小;(2)汽车行驶的最大速度;(3)10 s内牵引力做的功.10.一辆重5 t、额定功率为80 kW的车以a=1 m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动,车受的阻力为车重的0.06倍,g取10 m/s2.(1)分析车从静止开始至刚匀速运动过程中车的牵引力和发动机的功率如何变化.(2)车做匀加速直线运动能维持多长时间?(3)车做匀加速直线运动过程的平均功率为多少?(4)车加速10 s末的瞬时功率为多少?(5)车速的最大值为多少?11.汽车的质量为2 t,额定功率为80 kW,在平直的公路上行驶的最大速度为20 m/s.如果汽车从静止开始以2 m/s2的加速度做匀加速直线运动,运动过程中阻力不变,则:(1)汽车受到的阻力为多大?(2)3 s末汽车的瞬时功率为多大?(3)汽车维持匀加速运动的时间为多长?4重力势能知识点一重力做功的计算1.将一个物体由A移至B,重力做功()A.与运动过程中是否存在阻力有关B.与物体沿直线或曲线运动有关C.与物体是做加速、减速还是匀速运动有关D.与物体初、末位置的高度差有关2.运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程,将人和伞看成一个系统,在这两个过程中,下列说法正确的是()A.阻力对系统始终做负功B.系统受到的合力始终向下C.重力做功使系统的重力势能增加D.任意相等的时间内重力做的功相等知识点二重力势能的计算3.(多选)下列关于重力势能的说法中正确的是()A.重力势能是物体和地球所共有的B.重力势能的变化只跟重力做功有关系,和其他力做功多少无关C.重力势能是矢量,在地球表面以下为负D.重力势能的增量等于重力对物体做的功4.沿高度相同而长度和粗糙程度均不同的斜面把同一物体从底端拉到顶端,比较重力势能的变化,正确的是()A.沿长度大的粗糙斜面拉,重力势能增加最多B.沿长度小的粗糙斜面拉,重力势能增加最少C.无论长度如何,都是斜面越粗糙重力势能增加越多D.几种情况下,重力势能增加一样多5.升降机中有一质量为m的物体,当升降机以加速度a匀加速上升h高度时,物体增加的重力势能为()A.mgh B.mgh+mahC.mah D.mgh-mah6.地面上竖直放置一根劲度系数为k、原长为l0的轻弹簧,在其正上方有一质量为m 的小球从h高处自由下落到轻弹簧上,弹簧被压缩,则小球速度最大时重力势能为(以地面为参考平面)()A.mg(l0-mgk) B.m2g2kC.mgl0D.mg(h+l0)知识点三对重力势能相对性的理解7.(多选)关于重力势能,下列说法中正确的是()A.重力势能是物体单独具有的B.重力势能有负值,因而是矢量C.重力势能是相对的,而重力势能的变化量是绝对的D.将一个物体由A处移至B处,重力做正功,减少的重力势能与运动路径无关8.关于重力势能,下列说法中正确的是()A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定B.物体与参考平面的距离越大,它的重力势能也越大C.一个物体的重力势能从-5 J变化到-3 J,重力势能变小了D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功9.一个实心的正方体铁块与一个实心的正方体木块质量相等,将它们放在水平地面上,下列结论正确的是(以地面处重力势能为零)()A.铁块的重力势能大于木块的重力势能B.铁块的重力势能等于木块的重力势能C.铁块的重力势能小于木块的重力势能D.上述三种情况都有可能10.关于重力做功和物体重力势能的变化,下列说法中错误的是()A.当重力对物体做正功时,物体的重力势能一定减少B.当物体克服重力做功时,物体的重力势能一定增加C.重力做功的多少与参考平面的选取无关D.重力势能的变化量与参考平面的选取有关11.质量是50 kg的人沿着长为150 m、倾角为30°的坡路走上土丘,重力对他所做的功是多少?他克服重力所做的功是多少?他的重力势能增加了多少?(g取10 m/s2)12.如图L741所示,质量为m的小球从高为h的斜面上的A点滚下经水平面BC后,再滚上另一斜面,当它到达h3高处的D点时,速度为零,此过程中重力做的功是多少?(重力加速度为g)图L74113.在离地80 m处由静止释放一个小球,小球的质量为m=200 g,不计空气阻力,g 取10 m/s2,取释放处所在水平面为参考平面.求:(1)在第2 s末小球的重力势能;(2)在第3 s内重力所做的功和重力势能的变化.14.工人通过滑轮装置将一质量是100 kg的料车沿倾角为30°的斜面由底端以加速度ɑ=2 m/s2匀加速拉到顶端,斜面长是4 m,如图L742所示.若不计滑轮的质量和各处的摩擦力,求这一过程中(g取10 m/s2):(1)人拉绳子的力做的功及料车的重力做的功;(2)料车运动到斜面顶端时克服重力做功的瞬时功率.图L7425探究弹性势能的表达式知识点一对弹性势能概念的理解1.(多选)关于弹性势能,下列说法中正确的是()A.发生形变的物体都具有弹性势能B.弹性势能是一个标量C.在国际单位制中,弹性势能的单位是焦耳D.弹性势能是状态量2.(多选)弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关()A.弹簧的长度B.弹簧的劲度系数C.弹簧的形变量D.弹簧的原长知识点二弹力做功与弹性势能变化的关系3.(多选)关于弹性势能,下列说法中正确的是()A.任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能B.物体只要发生形变,就一定具有弹性势能C.外力对弹性物体做功,物体的弹性势能就发生变化D.发生弹性形变的物体在恢复原状时都能对外界做功4.一根弹簧的弹力—伸长量图像如图L751所示,那么弹簧由伸长8 cm到伸长4 cm 的过程中,弹力做的功和弹性势能的变化量分别为()图L751A.3.6 J,-3.6 JB.-3.6 J,3.6 JC.1.8 J,-1.8 JD.-1.8 J,1.8 J5.如图L752所示,轻弹簧下端系一重物,O点为其平衡位置(即重力和弹簧弹力大小相等的位置),今用手向下拉重物,第一次把它直接拉到A点,弹力做功W1,第二次把它拉到B点后再让其回到A点,弹力做功W2,则这两次弹力做功的关系为()图L752A.W1<W2B.W1=2W2C.W2=2W1D.W1=W26.在光滑的水平面上,物体A以较大速度v a向前运动,与以较小速度v b向同一方向运动的连有轻质弹簧的物体B发生相互作用,如图L753所示.在相互作用的过程中,当系统的弹性势能最大时()图L753A.v a>v bB.v a=v bC.v a<v bD.无法确定7.如图L754所示,一根轻弹簧一端固定于O点,另一端系一个重物,将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放,让它自由摆下.不计空气阻力,在重物由A点摆向最低点B的过程中()图L754A.重力做正功,弹力不做功B.重力做正功,弹力做正功C.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后,重力做正功,弹力不做功D.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后,重力做功不变,弹力不做功8.如图L755所示,在一次蹦极运动中,人由高空跳下到最低点的整个过程中,下列说法中错误的是()图L755A.重力对人做正功B.人的重力势能减小C.橡皮绳对人做正功D.橡皮绳的弹性势能增加知识点三涉及弹性势能的计算9.光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切,轻弹簧的一端固定在轨道的左端,OP是可绕O 点转动的轻杆,且摆到某处就能停在该处;另有一小钢球.现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能.(1)还需要的器材是________、________.(2)该实验是把对弹性势能的测量转化为对________能的测量,进而转化为对________和对________的直接测量.图L75610.如图L757所示,质量相等的A、B两个物体之间连接一根轻弹簧,B物体放在水平地面上.今用力F缓慢向上拉A,直到B刚要离开地面,设开始时弹簧的弹性势能为E p1,B刚要离开地面时弹簧的弹性势能为E p2,试比较E p1、E p2的大小.图L75711.弹簧原长l0=15 cm,受拉力作用后弹簧逐渐伸长,当弹簧伸长到长度为l1=20 cm 时,作用在弹簧上的力为400 N.(1)弹簧的劲度系数k为多少?(2)在该过程中弹力做了多少功?(3)弹簧的弹性势能如何变化?6实验:探究功与速度变化的关系1.关于“探究功与速度变化的关系”的实验,下列叙述正确的是()A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C.放小车的长木板应该尽量保持水平D.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出2.在“探究功与速度变化的关系”的实验中,作出W-v图像如图L76-1所示,符合实际的是()图L7613.在本实验中,小车在运动中会受到阻力作用.这样,在小车沿木板运动的过程中,除橡皮筋对其做功以外,还有阻力做功,这会给实验带来误差.我们在实验中想到的办法是使木板略微倾斜.对于木板的倾斜程度,下列说法中正确的是()A.木板只要稍微倾斜一下即可,没有什么严格的要求B.木板的倾斜程度在理论上应满足下面条件:重力使小车沿木板运动的分力等于小车受到的阻力C.如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动,则木板的倾斜程度是符合要求的D.其实木板不倾斜,问题也不大,因为实验总是存在误差的4.关于“探究功与速度变化的关系”的实验,下列说法正确的是()A.可不必算出橡皮筋每次对小车做功的具体数值B.实验时,橡皮筋每次拉伸的长度必须保持一致C.将放小车的长木板倾斜的目的是让小车在松手后运动得更快些D.要使橡皮筋对小车做不同的功,应靠改变系在小车上的橡皮筋的根数来实现5.要求出每次拉力所做的功,直接去测量拉力是很困难的,巧妙地避开这个困难的方法是只需要测出每次实验时拉力对小车做的功是第一次实验时拉力做功的多少倍就可以了.据此,以下操作可行的是()A.每次用同样的力拉小车,让小车通过的距离依次为x、2x、3x、……那么拉力每次对小车做的功就分别是W、2W、3W、……B.让小车通过相同的距离,第一次力为F、第二次为2F、第三次为3F、……那么拉力每次对小车做的功就分别是W、2W、3W、……C.选用相同的橡皮筋合并起来拉小车,实验时保持每次橡皮筋拉伸的长度一致,第一次用1根、第二次用2根、第三次用3根、……那么每次橡皮筋对小车做的功就分别是W、2W、3W、……D.利用弹簧测力计测量对小车的拉力F,利用直尺测量小车在力的作用下移动的距离x,便可以求出每次拉力对小车所做的功,设法控制F、x,使F的功分别为W、2W、3W、……6.“探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系”的实验装置如图L762所示,实验主要过程如下:图L762设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……;分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度v1、v2、v3、……;作出W-v草图;分析W-v图像,如果图像是一条直线,表明W∝v;如果不是直线,可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝v等关系.以下关于该实验的说法中有一项不正确,它是________.A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致,当用1条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为W,用2条、3条、……伸长量与第一条伸长量相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、……B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法是可以使木板适当倾斜C.某同学在一次实验中得到一条记录纸带,纸带上打出的点两端密、中间疏,出现这种情况的原因可能是没有使木板倾斜或倾角太小D.根据记录纸带上打出的点求小车获得的速度的方法是以纸带上第一个点到最后一个点的距离来进行计算7.在“探究功与速度变化的关系”的实验中,某同学设计了如图L763甲所示的实验.将纸带固定在重物上,让纸带穿过电火花计时器.先用手提着纸带,使重物静止在靠近计时器的地方,然后接通电源,松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列小点.得到的纸带如图乙所示,O点为计时器打下的第1个点.该同学对数据进行了下列处理:取OA=AB=BC,并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为v A=0.12 m/s,v B=0.17 m/s,v C=0.21 m/s.根据以上数据你能否大致判断W∝v2?甲乙图L7638.在“探究功与速度变化的关系”的实验中,某同学在一次实验中得到了一条如图L764所示的纸带,这条纸带上的点两端密,中间疏,出现这种情况的原因可能是()图L764A.电源的频率不稳定B.木板倾斜程度太大C.没有使木板倾斜或倾角太小D.小车受到的阻力较大9.为了探究功与物体速度变化的关系,某同学做了如下实验,他让滑块在某一水平面上滑行,利用速度采集器获取其初速度v,并测量出不同初速度的最大滑行距离x,得到下表所(1)该同学做出如下推理:根据x-v图像大致是一条抛物线,可以猜想,x可能与v2成正比.请在图乙所示坐标纸上作出图线验证该同学的猜想.甲乙图L765(2)根据你所作的图像,你认为滑块滑行的最大距离x与滑块初速度的二次方v2的关系是________.10.质量为1 kg的重锤自由下落,通过打点计时器在纸带上记录运动过程,打点计时器所接电源为6 V、50 Hz的交流电源.如图L766所示,纸带上O点为重锤自由下落时纸带打点起点,选取的计数点A、B、C、D、E、F、G依次间隔一个点(图中未画出),各计数点与O点距离依次为31.4 mm、70.6 mm、125.4 mm、195.9 mm、282.1 mm、383.8 mm、501.2 mm,重力加速度取9.8 m/s2.图L766(1)求出B、C、(2)(3)适当选择坐标轴作出图线,其中纵坐标表示________,横坐标表示________.图L7677动能和动能定理知识点一动能的理解和计算1.两个物体质量之比为1∶4,速度大小之比为4∶1,则这两个物体的动能之比为()。
人教版高中物理必修二第七章《机械能守恒定律》单元测试题(解析版)
人教版高中物理必修二第七章《机械能守恒定律》单元测试题(解析版)一、单项选择题(每题只要一个正确答案)1.质量为50 kg、高为1.8 m的跳高运发动,背越式跳过2 m高的横杆而平落在高50 cm的垫子上,整个进程中重力对人做的功大约为()A. 1 000 J B. 750 J C. 650 J D. 200 J2.物体在下落进程中,那么()A.重力做负功,重力势能减小B.重力做负功,重力势能添加C.重力做正功,重力势能减小D.重力做正功,重力势能添加3.如下图,质量为m的物体在水平传送带上由运动释放,传送带由电动机带动,一直坚持以速度v 匀速运动,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,物体过一会儿能坚持与传送带相对运动,关于物体从运动释放到相对运动这一进程,以下说法正确的选项是()A.电动机多做的功为mv2B.物体在传送带上的划痕长C.传送带克制摩擦力做的功为mv2D.电动机添加的功率为μmgv4.热现象进程中不可防止地出现能量耗散现象.所谓能量耗散是指在能量转化进程中无法把流散的能量重新搜集、重新加以应用.以下关于能量耗散说法中正确的选项是()A.能量耗散说明能量不守恒B.能量耗散不契合热力学第二定律C.能量耗散进程中能量仍守恒,只是说明能量的转化有方向性D.能量耗散进程中仍听从能的转化与守恒定律:机械能可以转化为内能;反过去,内能也可以全部转化为机械能而不惹起其他变化5.竖直上抛一小球,小球又落回原处,空气阻力的大小正比于小球的速度.以下说法正确的选项是()A.上升进程中克制重力做的功大于下降进程中重力做的功B.上升进程中克制重力做的功小于下降进程中重力做的功C.上升进程中克制重力做功的平均功率大于下降进程中重力的平均功率D.上升进程中克制重力做功的平均功率小于下降进程中重力的平均功率6.下面罗列的状况中所做的功不为零的是()A.举重运发动,举着杠铃在头上方停留3 s,运发动对杠铃做的功B.木块在粗糙的水平面上滑动,支持力对木块做的功C.一团体用力推一个轻巧的物体,但没推进,人的推力对物体做的功D.自在落体运动中,重力对物体做的功7.一质量为5 000 kg的汽车,以额外功率由运动启动,它在水平面上运动时所受的阻力为车重的0.1倍,发起机额外功率为50 kW.那么汽车在此路面下行驶的最大速度为()A. 5 m/s B. 7 m/s C. 8 m/s D. 10 m/s8.以下说法中,正确的选项是()A.物体的动能不变,那么物体所受的外力的合力肯定为零B.物体的动能变化,那么物体所受的外力的合力肯定不为零C.物体的速度变化,那么物体的动能肯定发作变化D.物体所受的合外力不为零,物体的动能肯定发作变化9.以下关于静摩擦力的表达中,正确的选项是()A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反且做负功B.静摩擦力的方向不能够与物体的运动方向相反而做正功C.静摩擦力的方向能够与物体的运动方向垂直而不做功D.运植物体所受静摩擦力一定为零而不做功10.物体在水平方向上遭到两个相互垂直大小区分为3 N和4 N的恒力,从运动末尾运动10 m,每个力做的功和这两个力的合力做的总功区分为 ().A. 30 J、40 J、70 J B. 30 J、40 J、50 JC. 18 J、32 J、50 J D. 18 J、32 J、36.7 J11.如下图是蹦床运发动在空中扮演的情形.在运发动从最低点末尾反弹至行将与蹦床分别的进程中,蹦床的弹性势能和运发动的重力势能变化状况区分是()A.弹性势能减小,重力势能增大B.弹性势能减小,重力势能减小C.弹性势能增大,重力势能增大D.弹性势能增大,重力势能减小12.如下图,自动卸货车运动在水平空中上,车厢在液压机的作用下,θ角缓慢增大,在货物相对车厢依然运动的进程中,以下说法正确的选项是()A.货物遭到的支持力变小B.货物遭到的摩擦力变小C.货物遭到的支持力对货物做负功D.货物遭到的摩擦力对货物做负功二、多项选择题(每题至少有两个正确答案)13.(多项选择)如下图,以下关于机械能守恒条件的判别正确的选项是()A.甲图中,火箭升空的进程中,假定匀速升空机械能守恒,假定减速升空机械能不守恒B.乙图中物体匀速运动,机械能守恒C.丙图中小球做匀速圆周运动,机械能守恒D.丁图中,轻弹簧将A、B两小车弹开,两小车组成的系统机械能不守恒,两小车和弹簧组成的系统机械能守恒14.(多项选择)一质点末尾时做匀速直线运动,从某时辰起遭到一恒力作用.尔后,该质点的动能能够()A.不时增大B.先逐渐减小至零,再逐渐增大C.先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小D.先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大15.(多项选择)由润滑细管组成的轨道如下图,其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧,轨道固定在竖直平面内.一质量为m的小球,从距离水平空中高为H的管口D处运动释放,最后可以从A端水平抛出落到空中上.以下说法正确的选项是()A.小球落到空中时相关于A点的水平位移值为2B.小球落到空中时相关于A点的水平位移值为2C.小球能从细管A端水平抛出的条件是H>2RD.小球能从细管A端水平抛出的最小高度H min=R16.(多项选择)如下图,是一儿童游戏机的任务表示图.润滑游戏面板与水平面成一夹角θ,半径为R的四分之一圆弧轨道BC与AB管道相切于B点,C点为圆弧轨道最高点,轻弹簧下端固定在AB 管道的底端,上端系一轻绳,绳经过弹簧外部连一手柄P.将球投入AB管内,缓慢下拉手柄使弹簧被紧缩,释放手柄,弹珠被弹出,与游戏面板内的阻碍物发作一系列碰撞后落入弹槽里,依据入槽状况可以取得不同的奖励.假定一切轨道均润滑,疏忽空气阻力,弹珠视为质点.某次缓慢下拉手柄,使弹珠距B点为L,释放手柄,弹珠被弹出,抵达C点速度为v,以下说法正确的选项是()A.弹珠从释放手柄末尾到触碰阻碍物之前的进程中机械能不守恒B.调整手柄的位置,可以使弹珠从C点分开后做匀变速直线运动,直到碰到阻碍物C.弹珠脱离弹簧的瞬间,其动能和重力势能之和到达最大D.此进程中,弹簧的最大弹性势能为mg(L+R)sinθ+mv217.(多项选择)如下图,一小球贴着润滑曲面自在滑下,依次经过A、B、C三点.以下表述正确的选项是()A.假定以空中为参考平面,小球在B点的重力势能比C点大B.假定以A点所在的水平面为参考平面,小球在B点的重力势能比C点小C.假定以B点所在的水平面为参考平面,小球在C点的重力势能大于零D.无论以何处水平面为参考平面,小球在B点的重力势能均比C点大三、实验题18.如图甲所示,某组同窗借用〝探求a与F、m之间的定量关系〞的相关实验思想、原理及操作,停止〝研讨合外力做功和动能变化的关系〞的实验:(1)为到达平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,经过调整垫片的位置,改动长木板倾斜水平,依据打出的纸带判别小车能否做__________运动.(2)衔接细绳及托盘,放入砝码,经过实验失掉如图乙所示的纸带.纸带上O为小车运动起始时辰所打的点,选取时间距离为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N,小车的质量为0.2 kg.乙请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔE k,补填表中空格(结果保管至小数点后第四位).剖析上述数据可知:在实验误差允许范围内W=ΔE k,与实际推导结果分歧.(3)实验前已测得托盘质量为7.7×10-3kg,实验时该组同窗放入托盘中的砝码质量应为________ kg(g取9.8 m/s2,结果保管至小数点后第三位).19.应用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置表示图如下图.(1)实验步骤:①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1 m,将导轨调至水平.①用游标卡尺测出挡光条的宽度d=9.30 mm.①由导轨标尺读出两光电门中心间的距离s=________ cm.①将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码运动不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已经过光电门2.①从数字计时器(图中未画出)上区分读出挡光条经过光电门1和光电门2所用的时间Δt1和Δt2.①用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m.(2)用直接测量的字母表示写出以下物理量的表达式.①滑块经过光电门1和光电门2时,瞬时速度区分为v1=________和v2=________.①当滑块经过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能区分为E k1=________和E k2=________.①在滑块从光电门1运动到光电门2的进程中,系统势能的减大批ΔE p=________(重力减速度为g).(3)假设ΔE p=________,那么可以为验证了机械能守恒定律.四、计算题20.如下图,润滑水平桌面上开一个润滑小孔,从孔中穿一根细绳,绳一端系一个小球,另一端用力F1向下拉,以维持小球在润滑水平面上做半径为R1的匀速圆周运动.今改动拉力,当大小变为F2时,使小球仍在水平面上做匀速圆周运动,但半径变为R2,小球运动半径由R1变为R2进程中拉力对小球做的功多大?21.一根长度为L的轻绳一端悬挂在固定点O,另一端拴一质量为m的小球,假定在悬点O的正下方、距O点为OC=的C点处钉一小钉.现将小球拉至细绳绷直在水平位置时,由运动释放小球,如下图.假定细绳一直不会被拉断,求:(1)细绳碰到钉子前、后的瞬间,细绳对小球的拉力各多大.(2)要使细绳碰钉子后小球可以做完整的圆周运动,那么释放小球时绷直的细绳与竖直方向的夹角至少为多大.答案解析1.【答案】D【解析】思索运发动重心的变化高度,起跳时站立,离空中0.9 m,平落在50 cm的垫子上,重心下落了约0.4 m,重力做功W G=mgh=200 J.2.【答案】C【解析】3.【答案】D【解析】电动机多做的功转化成了物体的动能和内能,物体在这个进程中取得动能是mv2,由于滑动摩擦力做功,所以电动机多做的功一定大于mv2,故A错误;物体做匀减速直线运动的减速度a=μg,那么匀减速直线运动的时间为:t==,在这段时间内传送带的位移为:x1=vt=,物体的位移为:x2==,那么相对运动的位移,即划痕的长度为:Δx=x1-x2=,故B错误;传送带克制摩擦力做功为:W f=μmgx1=mv2,故C错误;电动机添加的功率即为克制摩擦力做功的功率,大小为F f v=μmgv,故D正确.4.【答案】C【解析】5.【答案】C【解析】重力是保守力,做功的大小只与小球的初末位置有关,与小球的途径等有关,所以在上升和下降的进程中,重力做功的大小是相等的,故上升进程中克制重力做的功等于下降进程中重力做的功,故A、B错误;小球在上升进程中,遭到的阻力向下,在下降进程中遭到的阻力向上,所以在上升时小球遭到的合力大,减速度大,此时小球运动的时间短,在上升和下降进程中小球重力做功的大小是相反的,由P=可知,上升进程中的重力的平均功率较大,故C正确,D错误.6.【答案】D【解析】A选项,举重运发动举着杠铃在头上方停留3 s的时间内,运发动对杠铃施加了竖直向上的支持力,但杠铃在支持力方向上没有位移,所以运发动对杠铃没有做功;B选项,木块滑动进程中,在支持力的方向上没有位移,故支持力对木块没有做功;C选项,推而不动,只要力而没有位移,做的功等于零;D选项,重力竖直向下,物体的位移也竖直向下,故重力对物体做了功,D选项正确.7.【答案】D【解析】当汽车以额外功率行驶时,做减速度减小的减速运动,当减速度减到零时,速度最大,此时牵引力等于阻力,即F=F f=kmg=0.1×5 000×10 N=5 000 N;此时的最大速度为:v m==m/s=10 m/s,选项D正确.8.【答案】B【解析】假设动能不变说明合力对物体做的功为零,能够是合力与速度方向垂直,但是合力不一定为零,比如匀速圆周运动,故A错误;物体的动能变化,那么合力做功一定不为零,那么合力肯定不为零,故B正确;物体的速度变化,能够只是速度的方向变化而速度大小不变,那么动能不变,故C错误;物体所受的合外力不为零,但假定合外力与速度方向垂直,那么合外力做功为零,依据动能定理那么物体的动能不变,故D错误.9.【答案】C【解析】10.【答案】C【解析】合力大小为5 N,合力方向即合位移方向与3 N的力夹角α1=53°,与4 N的力夹角α2=37°,各个力及合力做功区分为W1=F1l cosα1=18 J,W2=F2l cosα2=32 J,W合=50 J,C对.11.【答案】A【解析】在运发动从最低点末尾反弹至行将与蹦床分别的进程中,运发动被弹起时,弹性势能减小,而质量不变,高度增大,所以重力势能增大,故A正确,B、C、D错误.12.【答案】A【解析】货物受重力、支持力、摩擦力的作用,依据平衡条件得F N=mg cosθ,F f=mg sinθ,θ角缓慢增大的进程中,支持力变小,摩擦力增大,所以A正确;B错误;依据做功的公式知,支持力做正功,故C错误;摩擦力不做功,所以D错误.13.【答案】CD【解析】A中火箭升空的进程中,外力对火箭做了功,故火箭的机械能不守恒,无论匀速升空还是减速升空都不守恒,A错误;B中物体在外力的作用下上升,外力对物体做了功,故机械能不守恒,B错误;C中小球做匀速圆周运动,其速度不变,动能不变,小球的高度不变,重力势能不变,故其机械能守恒,C正确;D中关于小车而言,由于弹簧对它们做了功,故机械能不守恒,而关于小车与弹簧而言,整个系统没有遭到外力的作用,其整个系统的机械能是守恒的,D正确.14.【答案】ABD【解析】当恒力方向与速度方向相反时,质点减速,动能不时增大,故A正确;当恒力方向与速度方向相反时,质点末尾减速至零,再反向减速,动能先减小再增大,故B正确;当恒力方向与速度方向成小于90°夹角时,把速度沿恒力方向和垂直恒力方向分解,质点做曲线运动,速度不时增大,故C错误;当恒力方向与速度方向成大于90°的夹角时,把速度沿恒力方向和垂直恒力方向分解,末尾在与恒力相反方向上质点做减速运动直至速度为0,而在垂直恒力方向上质点的速度不变,某一时辰质点速度最小,尔后,质点在恒力作用下速度添加,其动能阅历一个先减小到某一数值,再逐渐增大的进程,故D正确.15.【答案】BC【解析】由于轨道润滑,所以小球从D点运动到A点的进程中机械能守恒,依据机械能守恒定律有mgH=mg(R+R)+mv,解得v A=,从A端水平抛出到落到空中上,依据平抛运动规律有2R=gt2,水平位移x=v A t=·=2,故A错误,B正确;由于小球能从细管A端水平抛出的条件是v A>0,所以要求H>2R,C正确,D错误.16.【答案】ACD【解析】在释放手柄的进程中,弹簧对弹珠做正功,其机械能添加,故A正确;弹珠从C点分开后初速度水平向左,合力等于重力沿斜面向下的分力,两者垂直,所以弹珠做匀变速曲线运动,直到碰到阻碍物,故B错误;在释放手柄的进程中,弹簧的弹力对弹珠做正功,弹珠的动能和重力势能之和不时增大,依据弹珠和弹簧组成的系统机械能守恒,知弹珠脱离弹簧的瞬间,弹簧的弹性势能全部转化为弹珠的动能和重力势能,所以此瞬间动能和重力势能之和到达最大,故C正确;依据系统机械能守恒得,弹簧的最大弹性势能等于弹珠在C点的机械能,为mg(L+R)sinθ+mv2,故D正确.17.【答案】AD【解析】18.【答案】(1)匀速直线(2)0.111 50.110 5(3)0.015【解析】(1)取下细绳与托盘后,当摩擦力恰恰被平衡时,小车与纸带所受合力为零,取得初速度后应做匀速直线运动.(2)由题图可知=55.75 cm,再结合=可得打下计数点F时的瞬时速度v F==1.051 m/s,故W=F·=0.111 5 J,ΔE k=Mv≈0.110 5 J.(3)依据牛顿第二定律有:对小车F=Ma,得a=1.0 m/s2;对托盘及砝码(m+m0)g-F=(m+m0)a,故有m=-m0=kg-7.7×10-3kg≈0.015 kg.19.【答案】(1)60.00(59.96~60.04之间)(2)①①(M+m)2(M+m)2①mgs(3)E k2-E k1【解析】(1)距离s=80.30 cm-20.30 cm=60.00 cm.(2)①由于挡光条宽度很小,因此可以将挡光条经过光电门时的平均速度当成瞬时速度,挡光条的宽度d可用游标卡尺测量,挡光时间Δt可从数字计时器读出.因此,滑块经过光电门1和光电门2的瞬时速度区分为v1=,v2=.①当滑块经过光电门1和光电门2时,系统的总动能区分为E k1=(M+m)v=(M+m)2;E k2=(M+m)v=(M+m)2.①在滑块从光电门1运动到光电门2的进程中,系统势能的减大批ΔE p=mgs.(3)假设在误差允许的范围内ΔE p=E k2-E k1,那么可以为验证了机械能守恒定律.20.【答案】(F2R2-F1R1)【解析】设半径为R1和R2时小球做圆周运动的线速度大小区分为v1和v2,由向心力公式得:F1=mF2=m由动能定理得拉力对小球做的功W=mv-mv联立得W=(F2R2-F1R1).21.【答案】(1)细绳碰到钉子前、后的瞬间,细绳对小球的拉力各为3mg和11mg(2)60°【解析】(1)设小球运动到最低点的速度为v1,取最低点水平面为零势能面.关于小球下摆进程,依据机械能守恒定律有:mgL=mv设细绳碰到钉子前、后瞬间对球的拉力区分为F T1和F T2,那么依据牛顿第二定律有:F T1-mg=mF T2-mg=m解得F T1=3mg,F T2=11mg(2)假定小球恰恰做完整的圆周运动,在最高点,绳的拉力为零,重力提供向心力.设球在最高点时的速度为v2,依据牛顿第二定律,对小球在最高点有:mg=m设小球末尾下摆时细绳与竖直方向的最小夹角为θ,那么关于小球从末尾下摆至运动到最高点的进程,运用机械能守恒定律有:mg·L+mv=mgL(1-cosθ)解得:θ=60°。
人教版物理必修2第七章机械能守恒定律 复习测试题【含答案】
机械能守恒定律复习测试题一、选择题(共10小题,每小题6分,共60分)1.下列关于做功的说法正确的是( )A.力对物体做功越多,说明物体的位移一定越大B.静摩擦力总是做正功,滑动摩擦力总是做负功C.作用力做正功,反作用力就一定做负功D.一个质点受到一对平衡力做功的代数和为零2.下列关于能量的说法中正确的是( )A.能量的概念是牛顿最早提出来的B.能量有不同的表现形式,并可以相互转化,但总量不变C.伽利略的理想斜面实验体现出能量是守恒的D.能量的单位是焦耳,功的单位是瓦特3.冲击钻是一种打孔的工具,工作时,钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔。
冲击钻在工作的过程中( )A.有电能和机械能、内能的转化B.只有电能和机械能的转化C.只有电能和内能的转化D.只有机械能和内能的转化4.有报道说:我国一家厂商制作了一种特殊的手机,在电池电能耗尽时,摇晃手机,即可产生电能维持通话,摇晃过程是将机械能转化为电能。
如果将该手机摇晃一次,相当于将100g的重物缓慢举高20cm所需的能量,若每秒摇两次,取g=10m/s2,则摇晃手机的平均功率为( )A.0.04WB.0.4WC.4WD.40W5.如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的光滑半圆形导轨在B点相接,半圆形导轨的半径为R。
一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧,之后继续运动恰能到达C点,则下列说法中正确的有( )A.压缩弹簧时储存的弹性势能为2mgRB.物体从A到B做加速度逐渐减小的加速运动C.物体运动到B点时对轨道的压力为5mgD.物体落在水平面上距B点的距离为2R6.竖直上抛一球,球又落回原处,已知空气阻力的大小正比于球的速度,则以下说法中正确的有( )A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B.上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功C.上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率D.上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率7.轻质弹簧竖直放在地面上,物块P 的质量为m ,与弹簧连在一起保持静止。
人教版高中物理必修二 第七章 机械能守恒定律 单元测试题(解析版)
第七章《机械能守恒定律》单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中,正确的是()A.重物质量的称量不准会造成较大误差B.重物质量选用得大些,有利于减小误差C.重物质量选用得较小些,有利于减小误差D.纸带下落和打点不同步一定会造成较大误差2.如图所示,质量为m的小球以初速度v0水平抛出,恰好垂直打在倾角为θ的斜面上,(不计空气阻力),则球落在斜面上时重力的瞬时功率为()A.mgv0tanθB.C.D.mgv0cosθ3.如图甲所示,用n条相同材料制成的橡皮条彼此平行地沿水平方向拉一质量为m的物块.改变橡皮条条数进行多次实验,保证每次橡皮条的伸长量均相同,则物块的加速度a与所用橡皮条的数目n的关系如图乙所示.若更换物块所在水平面的材料,再重复做这个实验,则图乙中直线与水平轴线间的夹角将()A.增大B.不变C.减小D.先增大后减小4.如图所示,物体A和B叠放在光滑水平面上,它们的质量分别为mA=1 kg,mB=2 kg,在物体B 上作用一个大小等于3 N的水平拉力F后,A和B一起前进了4 m,在这一过程中,物体B对物体A做的功是()A. 0B. 4 JC. 8 JD. 12 J5.一个物体在粗糙的水平面上运动,先使物体向右滑动距离s,再使物体向左滑动距离s,正好回到起点,来回所受摩擦力大小都为F f,则整个过程中摩擦力做功为()A. 0B.-2F f sC.-F f sD.无法确定6.如图所示,在加速运动的车厢中,一个人用力沿车前进的方向推车厢,已知人与车厢始终保持相对静止,那么人对车厢做功的情况是()A.做正功B.做负功C.不做功D.无法确定7.北京时间2019 年12 月22 日9 时29 分,美国太空探索公司(SpaceX)成功发射新型火箭Falcon 9FT,并在发射10 分钟后非常完美地回收了一级火箭,并成功将Orbcomm公司的11 颗通讯卫星送入预定轨道.一级火箭的回收将大幅降低火箭发射费用,人类前往太空不再昂贵,廉价太空时代即将到来.如图为火箭通过尾部喷气正竖直向着降落平台减速降落的情景.火箭质量为m,喷出气体的质量相对于火箭质量很小,在离平台高h时速度为v,降落过程中受空气的浮力和阻力大小之和为F f,刚要落在平台上时的速度可忽略,降落过程中各力均可视为恒定.下列关于上述过程的描述正确的是()A.火箭处于失重状态B.降落过程中喷气推力为mg-m-F fC.火箭的机械能减少了F f hD.火箭的重力势能减少了mgh8.一质量分布均匀的不可伸长的绳索重为G,A、B两端固定在水平天花板上,如图所示,今在绳索的最低点C处施加一竖直向下的力将绳索绷直,在此过程中,绳索AB的重心位置将() A.逐渐升高B.逐渐降低C.先降低后升高D.始终不变9.下列运动的物体,机械能守恒的是()A.物体沿斜面匀速下滑B.物体从高处以0.9g的加速度竖直下落C.物体沿光滑曲面滑下D.拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升10.如图,在竖直平面内滑道ABC关于B点对称,且A、B、C三点在同一水平面上.若小滑块第一次由A滑到C、第二次由C滑到A,小滑块运动过程始终沿着滑道滑行,两次运动的初速度大小分别为v1、v2,而末速度大小相等.小滑块与滑道的动摩擦因数恒定,则两次运动的初速度() A.v1>v2B.v1<v2C.v1=v2D.v1、v2大小无法比较11.在射箭比赛中,如图所示,运动员右手向后拉弓弦的过程中,她对弓弦的做功情况是() A.一直做正功B.一直做负功C.先做正功,后做负功D.先做负功,后做正功12.如图所示圆锥摆,当摆球m在某一水平面上做匀速圆周运动时,下列说法中正确的是() A.摆球的重力不做功,绳的拉力做功B.摆球的重力做功,绳的拉力不做功C.摆球的重力和绳的拉力都不做功D.摆球的重力和绳的拉力都做功13.如图所示,质量相同的物体a和b,用不可伸长的轻绳跨接在光滑的轻质定滑轮两侧,a在水平桌面的上方,b在光滑的水平桌面上.初始时用力拉住b使a、b静止,撤去拉力后,a开始运动,在a下降的过程中,b始终未离开桌面.在此过程中()A.a物体的机械能守恒B.a、b两物体机械能的总和不变C.a物体的动能总等于b物体的动能D.绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和不为零14.一质量为5 000 kg的汽车,以额定功率由静止启动,它在水平面上运动时所受的阻力为车重的0.1倍,发动机额定功率为50 kW.则汽车在此路面上行驶的最大速度为()A. 5 m/sB. 7 m/sC. 8 m/sD. 10 m/s15.在光滑水平面上,有一块长木板,长木板左端放一个木块,木块与长木板间有摩擦,先后两次用相同的水平力F将木块拉离木板,第1次将长木板固定,第2次长木板不固定,比较这两种情况下,下列说法中正确的是 ()A.木块受到摩擦力的大小不相同B.因摩擦产生的热相同C.恒力F对木块做的功相同D.木块获得的动能相同二、多选题(每小题至少有两个正确答案)16.(多选)光滑楔形木块放在水平面上,斜面上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的铁球,如图所示,当整个装置沿水平面向左运动的过程中,铁球所受各力做功的情况是()A.斜面对球弹力做正功B.球受的重力不做功C.挡板对球弹力不做功D.不知运动具体情况,无法判断17.(多选)如图所示,一轻弹簧固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在重物由A点摆向最低点的过程中()A.重物的机械能减少B.系统的机械能不变C.系统的机械能增加D.系统的机械能减少18.(多选)下列说法正确的是()A.-10 J的功大于+5 J的功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.一个力对物体做了负功,则说明这个力一定阻碍物体的运动D.功是矢量,正、负表示方向19.(多选)一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s内做匀加速直线运动,5 s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v-t图象如图所示.已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,( 取g=10 m/s2)则( )A.汽车在前5 s内的牵引力为4×103NB.汽车在前5 s内的牵引力为6×103NC.汽车的额定功率为60 kWD.汽车的最大速度为20 m/s20.(多选)下列四幅图片所描述的情景中,人对物体做功的是()A.答案AB.答案BC.答案CD.答案D三、填空题21.下面是“探究功与速度变化的关系”实验的步骤,其合理顺序是________.①将小车拉至图中C处,使A,B和B,C间距离大致相等,接通打点计时器电源,放开小车,小车带动纸带运动,打下一系列的小点,由纸带分析求出小车通过B位置时的速度v,设第1次橡皮筋对小车做的功为W.②作出W-v、W-v2的图象,分析图象的特点,得出结论.③如图所示,先固定打点计时器,在长木板的两侧A处钉两个小钉,小车放在B处挂上一根橡皮筋(即图示情况),使橡皮筋处于自由长度.④用2条、3条…同样的橡皮筋进行第2次、第3次…实验,每次实验保持橡皮筋拉伸的长度不变,用同样的方法测出v2、v3…记下W、3W…记入表格.22.如图所示,在没有空气阻力和摩擦力时(实际很小),从斜面A上由静止释放小球,会发现无论θ角怎样变化,小球最后总能达______________的位置,在物理学中,把这一事实说成是有某个量是守恒的,并且把这个量叫________.23.质量为20 kg的薄铁板平放在二楼的地面上,二楼地面与楼外地面的高度差为5 m.这块铁板相对二楼地面的重力势能为________ J,相对楼外地面的重力势能为________ J;将铁板提高 1 m,若以二楼地面为参考平面,则铁板的重力势能变化了________ J;若以楼外地面为参考平面,则铁板的重力势能变化了________ J.24.(多选)在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列说法中正确的是A.要用天平称量重物质量B.选用重物时,同样大小、形状的重物应选重一点的比较好C.要选用第1、2两点距离接近2 mm的纸带D.实验时,当松开纸带让重物下落的同时,立即接通电源E.实验结果总是动能增加量略小于重力势能的减少量25.如图所示,处于自然长度的轻质弹簧一端与墙接触,另一端与置于光滑地面上的物体接触,现在物体上施加一水平推力F,使物体缓慢压缩弹簧,当推力F做功100 J时,弹簧的弹力做功________ J,以弹簧处于自然长度时的弹性势能为零,则弹簧的弹性势能为________ J.四、实验题26.某实验小组用图甲所示装置“探究功与物体速度变化的关系”.(1)为平衡小车运动过程中受到的阻力,应该采用下面所述方法中的________(填入选项前的字母代号).A.逐步调节木板的倾斜程度,让小车能够自由下滑B.逐步调节木板的倾斜程度,让小车在橡皮条作用下开始运动C.逐步调节木板的倾斜程度,给小车一初速度,让拖着纸带的小车匀速下滑D.逐步调节木板的倾斜程度,让拖着纸带的小车自由下滑(2)图乙是该实验小组在实验过程中打出的一条纸带,已知打点计时器连接的电源的频率为50 Hz,则橡皮筋恢复原长时小车的速度为________m/s(结果保留3位有效数字).27.小玲同学平时使用带弹簧的圆珠笔写字,她想估测里面小弹簧在圆珠笔尾端压紧情况下的弹性势能的增加量.请你帮助她完成这一想法.(1)写出实验所用的器材:________________________________________________________________________.(2)写出实验的步骤和所要测量的物理量(用字母量表示):(要求能符合实际并尽量减少误差)____________________.(3)弹性势能的增加量的表达式ΔE p=________________________________________________________________________.五、计算题28.如图所示是一个横截面为半圆、半径为R的光滑柱面,一根不可伸长的细线两端分别系着物体A、B,且mA=2mB,由图示位置从静止开始释放A物体,当物体B达到圆柱顶点时,求绳的张力对物体B所做的功.六、简答题29.“神舟十号”飞船返回舱进入地球大气层以后,由于它的高速下落,而与空气发生剧烈摩擦,返回舱的表面温度达到1 000摄氏度.(1)该过程动能和势能怎么变化?机械能守恒吗?(2)该过程中什么能向什么能转化?机械能和内能的总量变化吗?答案解析1.【答案】B【解析】从需要验证的关系式ghn=看,与质量无关,A错误;当重物质量大一些时,有利于减小误差,B正确,C错误;纸带先下落而后打点,此时,纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大,用此纸带进行数据处理,其结果是重物在打第一个点时就有了初动能,如果仍认为打第1个点时重物的速度为零,此时重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大,若不用第1个点,另选纸带上的A,B两点,此时重力势能的变化量mg(hB-hA)与动能的增加量12m(v B2-v A2)仍然可以相互对应,进而验证机械能守恒定律,D错误.2.【答案】B【解析】如图所示,由于v垂直于斜面,可求出小球落在斜面上时速度的竖直分量v2=,此时重力做功的瞬时功率为P=mgv2=,B正确.3.【答案】B【解析】设摩擦力为F f,每条橡皮条的拉力为F,由牛顿第二定律则得:F合=nF-F f=ma,解得:加速度a==·n-在a-n的函数表达式中斜率为,可见斜率与摩擦力无关,若更换物块所在水平面的材料,再重复做这个实验,摩擦力发生变化,而F、m不变,即斜率不变,所以夹角不变.故B正确,A、C、D错误.4.【答案】B【解析】5.【答案】B【解析】由题意可知,物体运动过程可分两段,两段内摩擦力做功均为负功,为W=-F f s;则全程摩擦力所做的功W总=-2F f s.6.【答案】B【解析】人随车一起向车前进的方向加速运动,表明车对人在水平方向上的合力向前,根据牛顿第三定律,人对车在水平方向的合力与车运动方向相反,由于人对车的压力对车不做功,故人对车做负功,B正确.7.【答案】D【解析】火箭减速降落时,加速度向上,由牛顿运动定律知火箭处于超重状态,故A错误;根据动能定理得:(mg-F-F f)h=0-12mv2,解得推力F=mg+m-F f,故B错误;C、根据功能原理知,火箭的机械能减少了(F+F f)h,故C错误;重力做功mgh,则火箭的重力势能减少了mgh,故D正确.8.【答案】A【解析】本题直接求解很困难,因为重心不在绳索上,但可以通过功和能的关系来处理.在用力向下拉绳索的过程中,外界对绳索做功,消耗了能量,一定转化为绳索的某种能量,而整个过程中绳索只有重力势能发生了变化,其他各种能量均不变,所以绳索的重力势能肯定在逐渐增加,从而其重心位置也逐渐升高,故A正确.9.【答案】C【解析】物体沿斜面匀速下滑时,动能不变,重力势能减小,所以机械能减小.物体以0.9g的加速度下落时,除重力外,其他力的合力向上,大小为0.1mg,合力在物体下落时对物体做负功,物体机械能不守恒.物体沿光滑曲面滑下时,只有重力做功,机械能守恒.拉着物体沿斜面上升时,拉力对物体做功,物体机械能不守恒.综上,机械能守恒的是C项.10.【答案】B【解析】设AB轨道上有某一点D,从A到C的过程和C到A的过程,都通过D点时,由牛顿第二定律知,径向的合力提供向心力,从A到B时速度较大,则支持力较小,摩擦力较小,同理在BC 段,径向的合力提供向心力,从A到B,在BC段的速度较小,支持力较小,摩擦力较小,结合动能定理知,从A到C过程中克服摩擦力做功小于从C到A过程中克服摩擦力做功,而末速度大小相等,知v1<v2,故B正确.11.【答案】A【解析】在运动员向后拉弓弦的过程,人对弓弦的作用力和其运动位移方向相同,故人一直做正功.12.【答案】C【解析】13.【答案】B【解析】a物体下落过程中,有绳子的拉力做功,其机械能不守恒,故A错误;对于a、b两个物体组成的系统,只有重力做功,所以a、b两物体机械能守恒,故B正确;将b的实际速度进行分解,如图:由图可知v a=v b cosθ,即a的速度小于b的速度,故a的动能小于b的动能,故C错误;在极短时间t内,绳子对a的拉力和对b的拉力大小相等,绳子对a做的功等于-F T v a t,绳子对b的功等于拉力与拉力方向上b的位移的乘积,即:F T v b cosθt,又v a=v b cosθ,所以绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的绝对值相等,二者代数和为零,故D错误.14.【答案】D【解析】当汽车以额定功率行驶时,做加速度减小的加速运动,当加速度减到零时,速度最大,此时牵引力等于阻力,即F=F f=kmg=0.1×5 000×10 N=5 000 N;此时的最大速度为:v m==m/s=10 m/s,选项D正确.15.【答案】B【解析】两次压力(大小等于木块的重力)大小相同,动摩擦因数没变,所以摩擦力大小相同,故A 错误;摩擦产生的热等于摩擦力所做的功,由A知道摩擦力不变,距离为两物体的相对位移即木板的长度.因为在两个过程中摩擦力不变,距离不变(木板长)所以因摩擦产生的热相同,故B正确;木板固定时候木块移动距离比木板不固定时候移动的距离短,所以恒力F做功不相同,故C错误;由B可知F对木块做功不同,由动能定理:动能的变化等于合外力所做的功,摩擦力做功相等,F 做功不等,所以木块获得的动能不相同,故D错误.16.【答案】AB【解析】17.【答案】AB【解析】重物自由摆下的过程中,弹簧拉力对重物做负功,重物的机械能减少,选项A正确;对系统而言,除重力、弹力外,无其他外力做功,故系统的机械能守恒,选项B正确.18.【答案】ABC【解析】功是标量,功的正负既不表示方向也不表示功的大小,而是表示力对物体起动力作用(即力对物体做功)还是力对物体起阻力作用(即物体克服外力做功).选项A,B,C正确.19.【答案】BC【解析】由于汽车受到的阻力为F f=0.1mg=2×103N,而汽车在前5 s内的加速度为a===2 m/s2,由牛顿第二定律得,牵引力为F=ma+F f=2×103kg×2 m/s2+2×103N=6×103N,A错误,B正确;由于5 s末达到额定功率,故汽车的额定功率P=Fv=6×103N×10 m/s=6×104W =60 kW,C正确;汽车的最大速度v max===30 m/s,D错误.20.【答案】AD【解析】A项中人对物体做正功;B项中力和位移垂直,不做功;C项中重物位移为零,不做功;D项中人对拖把做正功.故A,D正确.21.【答案】③①④②【解析】实验步骤应包括仪器安装、进行实验、数据处理几个环节,所以正确顺序应该是③①④②.22.【答案】斜面B上距斜面底端竖直高度为h能量【解析】通过“小球从斜面A滚上斜面B”的多次重复性实验,看到了“小球都到达斜面B上距斜面底端竖直高度为h的同一点”的现象,分析这个现象得出“有一个量是守恒的”这一结论,从而确定这个守恒量的名字叫能量.23.【答案】010*******【解析】根据重力势能的定义式,以二楼地面为参考平面:E p=0.以楼外地面为参考平面:E p′=mgh=20×10×5 J=103J.以二楼地面为参考平面:ΔE p=E p2-E p1=mgh1-0=20×10×1 J=200 J.以楼外地面为参考平面:ΔE p=E p2′-E p1′=mg(h+h1)-mgh=mgh1=20×10×1 J=200 J.24.【答案】BCE【解析】该实验不需要测重物的质量,A错.为了减小由于空气阻力带来的实验误差,应选用密度较大的重物,B对.为使打第1个点时的速度为零,实验时应先接通电源,让打点计时器打点后再释放重物,选取第1、2点间的距离约为2 mm的纸带,C对,D错.由于实验中不可避免地受到阻力作用,重物的机械能总有损失,动能的增加总是略小于重力势能的减少量,E对.25.【答案】-100100【解析】在物体缓慢压缩弹簧的过程中,推力F始终与弹簧弹力等大反向,所以力F做的功等于克服弹簧弹力所做的功,即W弹=-WF=-100 J.由弹力做功与弹性势能的变化关系知,弹性势能增加了100 J.26.【答案】(1)C(2)1.45【解析】(1)平衡摩擦力的方法是:逐步调节木板的倾斜程度,给小车一初速度,让拖着纸带的小车匀速下滑,故选C;(2)从C点到F点小车做匀速运动,则速度为v==1.45 m/s27.【答案】(1)天平直尺(2)①将圆珠笔紧靠直尺竖直放在桌面上并将尾端压紧,记下笔尖处的读数x1;①突然放开圆珠笔,观察并记下笔尖到达最高处的读数x2;①多次测量笔尖到达最高处的读数x2并取平均值2;①用天平测出圆珠笔的质量m.(注:步骤①①可对调).(3)ΔE p=mg(2-x1)【解析】28.【答案】mBgR【解析】由于柱面是光滑的,故系统的机械能守恒,系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量.系统重力势能的减少量为:ΔE p=mAg-mBgR,系统动能的增加量为ΔE k=12(mA+mB)v2由ΔE p=ΔE k得:v2=23(π-1)gR绳的张力对B做的功:W=12mBv2+mBgR=mBgR.29.【答案】(1)动能增加,势能减少,机械能不守恒.(2)减少的势能一部分转化为动能,一部分转化为内能.或者说一部分机械能转化成了内能.机械能和内能的总量不变,即能量守恒.【解析】第 11 页。
人教版高中物理必修二第七章机械能守恒定律单元测试题(解析版)
人教版高中物理必修二第七章机械能守恒定律单元测试题(解析版)一、单项选择题(每题只要一个正确答案)1.以下关于〝验证机械能守恒定律〞实验的实验误差的说法中,正确的选项是()A.重物质量的称量不准会形成较大误差B.重物质量选用得大些,有利于减小误差C.重物质量选用得较小些,有利于减小误差D.纸带下落和打点不同步一定会形成较大误差2.如下图,质量为m的小球以初速度v0水平抛出,恰恰垂直打在倾角为θ的斜面上,(不计空气阻力),那么球落在斜面上时重力的瞬时功率为()A.mgv0tanθB.C.D.mgv0cosθ3.如图甲所示,用n条相反资料制成的橡皮条彼此平行地沿水平方向拉一质量为m的物块.改动橡皮条条数停止屡次实验,保证每次橡皮条的伸长量均相反,那么物块的减速度a与所用橡皮条的数目n的关系如图乙所示.假定改换物块所在水平面的资料,再重复做这个实验,那么图乙中直线与水平轴线间的夹角将()A.增大B.不变C.减小D.先增大后减小4.如下图,物体A和B叠放在润滑水平面上,它们的质量区分为mA=1 kg,mB=2 kg,在物体B上作用一个大小等于3 N的水平拉力F后,A和B一同行进了4 m,在这一进程中,物体B对物体A 做的功是()A. 0B. 4 JC. 8 JD. 12 J5.一个物体在粗糙的水平面上运动,先使物体向右滑动距离s,再使物体向左滑动距离s,正好回到终点,来回所受摩擦力大小都为F f,那么整个进程中摩擦力做功为()A. 0B.-2F f sC.-F f sD.无法确定6.如下图,在减速运动的车厢中,一团体用力沿车行进的方向推车厢,人与车厢一直坚持相对运动,那么人对车厢做功的状况是()A.做正功B.做负功C.不做功D.无法确定7.北京时间2021 年12 月22 日9 时29 分,美国太空探求公司(SpaceX)成功发射新型火箭Falcon 9FT,并在发射10 分钟后十分完美地回收了一级火箭,并成功将Orbcomm公司的11 颗通讯卫星送入预定轨道.一级火箭的回收将大幅降低火箭发射费用,人类前往太空不再昂贵,廉价太空时代行将到来.如图为火箭经过尾部喷气正竖直向着下降平台减速下降的情形.火箭质量为m,喷出气体的质量相关于火箭质量很小,在离平台高h时速度为v,下降进程中受空气的浮力和阻力大小之和为F f,刚要落在平台上时的速度可疏忽,下降进程中各力均可视为恒定.以下关于上述进程的描画正确的选项是()A.火箭处于失重形状B.下降进程中喷气推力为mg-m-F fC.火箭的机械能增加了F f hD.火箭的重力势能增加了mgh8.一质量散布平均的不可伸长的绳索重为G,A、B两端固定在水平天花板上,如下图,今在绳索的最低点C处施加一竖直向下的力将绳索绷直,在此进程中,绳索AB的重心位置将()A.逐渐降低B.逐渐降低C.先降低后降低D.一直不变9.以下运动的物体,机械能守恒的是()A.物体沿斜面匀速下滑B.物体从高处以0.9g的减速度竖直下落C.物体沿润滑曲面滑下D.拉着一个物体沿润滑的斜面匀速上升10.如图,在竖直平面内滑道ABC关于B点对称,且A、B、C三点在同一水平面上.假定小滑块第一次由A滑到C、第二次由C滑到A,小滑块运动进程一直沿着滑道滑行,两次运动的初速度大小区分为v1、v2,而末速度大小相等.小滑块与滑道的动摩擦因数恒定,那么两次运动的初速度()A.v1>v2B.v1<v2C.v1=v2D.v1、v2大小无法比拟11.在射箭竞赛中,如下图,运发动右手向后拉弓弦的进程中,她对弓弦的做功状况是() A.不时做正功B.不时做负功C.先做正功,后做负功D.先做负功,后做正功12.如下图圆锥摆,当摆球m在某一水平面上做匀速圆周运动时,以下说法中正确的选项是() A.摆球的重力不做功,绳的拉力做功B.摆球的重力做功,绳的拉力不做功C.摆球的重力和绳的拉力都不做功D.摆球的重力和绳的拉力都做功13.如下图,质量相反的物体a和b,用不可伸长的轻绳跨接在润滑的轻质定滑轮两侧,a在水平桌面的上方,b在润滑的水平桌面上.初始时用力拉住b使a、b运动,撤去拉力后,a末尾运动,在a下降的进程中,b一直未分开桌面.在此进程中()A.a物体的机械能守恒B.a、b两物体机械能的总和不变C.a物体的动能总等于b物体的动能D.绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和不为零14.一质量为5 000 kg的汽车,以额外功率由运动启动,它在水平面上运动时所受的阻力为车重的0.1倍,发起机额外功率为50 kW.那么汽车在此路面下行驶的最大速度为()A. 5 m/sB. 7 m/sC. 8 m/sD. 10 m/s15.在润滑水平面上,有一块长木板,长木板左端放一个木块,木块与长木板间有摩擦,先后两次用相反的水平力F将木块拉离木板,第1次将长木板固定,第2次长木板不固定,比拟这两种状况下,以下说法中正确的选项是 ()A.木块遭到摩擦力的大小不相反B.因摩擦发生的热相反C.恒力F对木块做的功相反D.木块取得的动能相反二、多项选择题(每题至少有两个正确答案)16.(多项选择)润滑楔形木块放在水平面上,斜面上用固定的竖直挡板挡住一个润滑的铁球,如下图,当整个装置沿水平面向左运动的进程中,铁球所受各力做功的状况是()A.斜面对球弹力做正功B.球受的重力不做功C.挡板对球弹力不做功D.不知运动详细状况,无法判别17.(多项选择)如下图,一轻弹簧固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧坚持原长的A点无初速度地释放,让它自在摆下,不计空气阻力,在重物由A点摆向最低点的进程中()A.重物的机械能增加B.系统的机械能不变C.系统的机械能添加D.系统的机械能增加18.(多项选择)以下说法正确的选项是()A.-10 J的功大于+5 J的功B.功是标量,正、负表示外力对物体做功还是物体克制外力做功C.一个力对物体做了负功,那么说明这个力一定阻碍物体的运动D.功是矢量,正、负表示方向19.(多项选择)一辆小汽车在水平路面上由运动启动,在前5 s内做匀减速直线运动,5 s末到达额外功率,之后坚持额外功率运动,其v-t图象如下图.汽车的质量为m=2×103kg,汽车遭到空中的阻力为车重的0.1倍,( 取g=10 m/s2)那么( )A.汽车在前5 s内的牵引力为4×103NB.汽车在前5 s内的牵引力为6×103NC.汽车的额外功率为60 kWD.汽车的最大速度为20 m/s20.(多项选择)以下四幅图片所描画的情形中,人对物体做功的是()A.答案AB.答案BC.答案CD.答案D三、填空题21.下面是〝探求功与速度变化的关系〞实验的步骤,其合理顺序是________.①将小车拉至图中C处,使A,B和B,C间距离大致相等,接通打点计时器电源,放开小车,小车带动纸带运动,打下一系列的小点,由纸带剖析求出小车经过B位置时的速度v,设第1次橡皮筋对小车做的功为W.②作出W-v、W-v2的图象,剖析图象的特点,得出结论.③如下图,先固定打点计时器,在长木板的两侧A处钉两个小钉,小车放在B处挂上一根橡皮筋(即图示状况),使橡皮筋处于自在长度.④用2条、3条…异样的橡皮筋停止第2次、第3次…实验,每次实验坚持橡皮筋拉伸的长度不变,用异样的方法测出v2、v3…记下W、3W…记入表格.22.如下图,在没有空气阻力和摩擦力时(实践很小),从斜面A上由运动释放小球,会发现无论θ角怎样变化,小球最后总能达______________的位置,在物理学中,把这一理想说成是有某个量是守恒的,并且把这个量叫________.23.质量为20 kg的薄铁板平放在二楼的空中上,二楼空中与楼外空中的高度差为5 m.这块铁板相对二楼空中的重力势能为________ J,相对楼外空中的重力势能为________ J;将铁板提高 1 m,假定以二楼空中为参考平面,那么铁板的重力势能变化了________ J;假定以楼外空中为参考平面,那么铁板的重力势能变化了________ J.24.(多项选择)在〝验证机械能守恒定律〞的实验中,以下说法中正确的选项是A.要用天平称量重物质量B.选用重物时,异样大小、外形的重物应选重一点的比拟好C.要选用第1、2两点距离接近2 mm的纸带D.实验时,当松开纸带让重物下落的同时,立刻接通电源E.实验结果总是动能添加量略小于重力势能的减大批25.如下图,处于自然长度的轻质弹簧一端与墙接触,另一端与置于润滑空中上的物体接触,如今物体上施加一水平推力F,使物体缓慢紧缩弹簧,当推力F做功100 J时,弹簧的弹力做功________ J,以弹簧处于自然长度时的弹性势能为零,那么弹簧的弹性势能为________ J.四、实验题26.某实验小组用图甲所示装置〝探求功与物体速度变化的关系〞.(1)为平衡小车运动进程中遭到的阻力,应该采用下面所述方法中的________(填中选项前的字母代号).A.逐渐调理木板的倾斜水平,让小车可以自在下滑B.逐渐调理木板的倾斜水平,让小车在橡皮条作用下末尾运动C.逐渐调理木板的倾斜水平,给小车一初速度,让拖着纸带的小车匀速下滑D.逐渐调理木板的倾斜水平,让拖着纸带的小车自在下滑(2)图乙是该实验小组在实验进程中打出的一条纸带,打点计时器衔接的电源的频率为50 Hz,那么橡皮筋恢恢复长时小车的速度为________m/s(结果保管3位有效数字).27.小玲同窗往常运用带弹簧的圆珠笔写字,她想估测外面小弹簧在圆珠笔尾端压紧状况下的弹性势能的添加量.请你协助她完成这一想法.(1)写出实验所用的器材:________________________________________________________________________.(2)写出实验的步骤和所要测量的物理量(用字母量表示):(要求能契合实践并尽量增加误差)____________________.(3)弹性势能的添加量的表达式ΔE p=________________________________________________________________________.五、计算题28.如下图是一个横截面为半圆、半径为R的润滑柱面,一根不可伸长的细线两端区分系着物体A、B,且mA=2mB,由图示位置从运动末尾释放A物体,当物体B到达圆柱顶点时,求绳的张力对物体B所做的功.六、简答题29.〝神舟十号〞飞船前往舱进上天球大气层以后,由于它的高速下落,而与空气发作猛烈摩擦,前往舱的外表温度到达1 000摄氏度.(1)该进程动能和势能怎样变化?机械能守恒吗?(2)该进程中什么能向什么能转化?机械能和内能的总质变化吗?答案解析1.【答案】B【解析】从需求验证的关系式ghn=看,与质量有关,A错误;当重物质量大一些时,有利于减小误差,B正确,C错误;纸带先下落然后打点,此时,纸带上最后两点的点迹距离较正常时略大,用此纸带停止数据处置,其结果是重物在打第一个点时就有了初动能,假设仍以为打第1个点时重物的速度为零,此时重物动能的添加量比重物重力势能的减大批大,假定不用第1个点,另选纸带上的A,B两点,此时重力势能的变化量mg(hB-hA)与动能的添加量12m(v B2-v A2)依然可以相互对应,进而验证机械能守恒定律,D错误.2.【答案】B【解析】如下图,由于v垂直于斜面,可求出小球落在斜面上时速度的竖直重量v2=,此时重力做功的瞬时功率为P=mgv2=,B正确.3.【答案】B【解析】设摩擦力为F f,每条橡皮条的拉力为F,由牛顿第二定律那么得:F合=nF-F f=ma,解得:减速度a==·n-在a-n的函数表达式中斜率为,可见斜率与摩擦力有关,假定改换物块所在水平面的资料,再重复做这个实验,摩擦力发作变化,而F、m不变,即斜率不变,所以夹角不变.故B正确,A、C、D错误.4.【答案】B【解析】5.【答案】B【解析】由题意可知,物体运动进程可分两段,两段内摩擦力做功均为负功,为W=-F f s;那么全程摩擦力所做的功W总=-2F f s.6.【答案】B【解析】人随车一同向车行进的方向减速运动,说明车对人在水平方向上的合力向前,依据牛顿第三定律,人对车在水平方向的合力与车运动方向相反,由于人对车的压力对车不做功,故人对车做负功,B正确.7.【答案】D【解析】火箭减速下降时,减速度向上,由牛顿运动定律知火箭处于超重形状,故A错误;依据动能定理得:(mg-F-F f)h=0-12mv2,解得推力F=mg+m-F f,故B错误;C、依据功用原理知,火箭的机械能增加了(F+F f)h,故C错误;重力做功mgh,那么火箭的重力势能增加了mgh,故D正确.8.【答案】A【解析】此题直接求解很困难,由于重心不在绳索上,但可以经过功和能的关系来处置.在用力向下拉绳索的进程中,外界对绳索做功,消耗了能量,一定转化为绳索的某种能量,而整个进程中绳索只要重力势能发作了变化,其他各种能量均不变,所以绳索的重力势能一定在逐渐添加,从而其重心位置也逐渐降低,故A正确.9.【答案】C【解析】物体沿斜面匀速下滑时,动能不变,重力势能减小,所以机械能减小.物体以0.9g的减速度下落时,除重力外,其他力的合力向上,大小为0.1mg,合力在物体下落时对物体做负功,物体机械能不守恒.物体沿润滑曲面滑下时,只要重力做功,机械能守恒.拉着物体沿斜面上升时,拉力对物体做功,物体机械能不守恒.综上,机械能守恒的是C项.10.【答案】B【解析】设AB轨道上有某一点D,从A到C的进程和C到A的进程,都经过D点时,由牛顿第二定律知,径向的合力提供向心力,从A到B时速度较大,那么支持力较小,摩擦力较小,同理在BC段,径向的合力提供向心力,从A到B,在BC段的速度较小,支持力较小,摩擦力较小,结合动能定理知,从A到C进程中克制摩擦力做功小于从C到A进程中克制摩擦力做功,而末速度大小相等,知v1<v2,故B正确.11.【答案】A【解析】在运发意向后拉弓弦的进程,人对弓弦的作用力和其运动位移方向相反,故人不时做正功.12.【答案】C【解析】13.【答案】B【解析】a物体下落进程中,有绳子的拉力做功,其机械能不守恒,故A错误;关于a、b两个物体组成的系统,只要重力做功,所以a、b两物体机械能守恒,故B正确;将b的实践速度停止分解,如图:由图可知v a=v b cosθ,即a的速度小于b的速度,故a的动能小于b的动能,故C错误;在极短时间t内,绳子对a的拉力和对b的拉力大小相等,绳子对a做的功等于-F T v a t,绳子对b的功等于拉力与拉力方向上b的位移的乘积,即:F T v b cosθt,又v a=v b cosθ,所以绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的相对值相等,二者代数和为零,故D错误.14.【答案】D【解析】当汽车以额外功率行驶时,做减速度减小的减速运动,当减速度减到零时,速度最大,此时牵引力等于阻力,即F=F f=kmg=0.1×5 000×10 N=5 000 N;此时的最大速度为:v m==m/s=10 m/s,选项D正确.15.【答案】B【解析】两次压力(大小等于木块的重力)大小相反,动摩擦因数没变,所以摩擦力大小相反,故A 错误;摩擦发生的热等于摩擦力所做的功,由A知道摩擦力不变,距离为两物体的相对位移即木板的长度.由于在两个进程中摩擦力不变,距离不变(木板长)所以因摩擦发生的热相反,故B正确;木板固定时分木块移动距离比木板不固定时分移动的距离短,所以恒力F做功不相反,故C错误;由B可知F对木块做功不同,由动能定理:动能的变化等于合外力所做的功,摩擦力做功相等,F 做功不等,所以木块取得的动能不相反,故D错误.16.【答案】AB【解析】17.【答案】AB【解析】重物自在摆下的进程中,弹簧拉力对重物做负功,重物的机械能增加,选项A正确;对系统而言,除重力、弹力外,无其他外力做功,故系统的机械能守恒,选项B正确.18.【答案】ABC【解析】功是标量,功的正负既不表示方向也不表示功的大小,而是表示力对物体起动力作用(即力对物体做功)还是力对物体起阻力作用(即物体克制外力做功).选项A,B,C正确.19.【答案】BC【解析】由于汽车遭到的阻力为F f=0.1mg=2×103N,而汽车在前5 s内的减速度为a===2 m/s2,由牛顿第二定律得,牵引力为F=ma+F f=2×103kg×2 m/s2+2×103N=6×103N,A错误,B正确;由于5 s末到达额外功率,故汽车的额外功率P=Fv=6×103N×10 m/s=6×104W =60 kW,C正确;汽车的最大速度v max===30 m/s,D错误.20.【答案】AD【解析】A项中人对物体做正功;B项中力和位移垂直,不做功;C项中重物位移为零,不做功;D项中人对拖把做正功.故A,D正确.21.【答案】③①④②【解析】实验步骤应包括仪器装置、停止实验、数据处置几个环节,所以正确顺序应该是③①④②.22.【答案】斜面B上距斜面底端竖直高度为h能量【解析】经过〝小球从斜面A滚上斜面B〞的屡次重复性实验,看到了〝小球都抵达斜面B上距斜面底端竖直高度为h的同一点〞的现象,剖析这个现象得出〝有一个量是守恒的〞这一结论,从而确定这个守恒量的名字叫能量.23.【答案】010*******【解析】依据重力势能的定义式,以二楼空中为参考平面:E p=0.以楼外空中为参考平面:E p′=mgh=20×10×5 J=103J.以二楼空中为参考平面:ΔE p=E p2-E p1=mgh1-0=20×10×1 J=200 J.以楼外空中为参考平面:ΔE p=E p2′-E p1′=mg(h+h1)-mgh=mgh1=20×10×1 J=200 J.24.【答案】BCE【解析】该实验不需求测重物的质量,A错.为了减小由于空气阻力带来的实验误差,应选用密度较大的重物,B对.为使打第1个点时的速度为零,实验时应先接通电源,让打点计时器打点后再释放重物,选取第1、2点间的距离约为2 mm的纸带,C对,D错.由于实验中不可防止地遭到阻力作用,重物的机械能总有损失,动能的添加总是略小于重力势能的减大批,E对.25.【答案】-100100【解析】在物体缓慢紧缩弹簧的进程中,推力F一直与弹簧弹力等大反向,所以力F做的功等于克制弹簧弹力所做的功,即W弹=-WF=-100 J.由弹力做功与弹性势能的变化关系知,弹性势能添加了100 J.26.【答案】(1)C(2)1.45【解析】(1)平衡摩擦力的方法是:逐渐调理木板的倾斜水平,给小车一初速度,让拖着纸带的小车匀速下滑,应选C;(2)从C点到F点小车做匀速运动,那么速度为v==1.45 m/s27.【答案】(1)天平直尺(2)①将圆珠笔紧靠直尺竖直放在桌面上并将尾端压紧,记下笔尖处的读数x1;①突然放开圆珠笔,观察并记下笔尖抵达最高处的读数x2;①屡次测量笔尖抵达最高处的读数x2并取平均值2;①用天平测出圆珠笔的质量m.(注:步骤①①可对调).(3)ΔE p=mg(2-x1)【解析】28.【答案】mBgR【解析】由于柱面是润滑的,故系统的机械能守恒,系统重力势能的减大批等于系统动能的添加量.系统重力势能的减大批为:ΔE p=mAg-mBgR,系统动能的添加量为ΔE k=12(mA+mB)v2由ΔE p=ΔE k得:v2=23(π-1)gR绳的张力对B做的功:W=12mBv2+mBgR=mBgR.29.【答案】(1)动能添加,势能增加,机械能不守恒.(2)增加的势能一局部转化为动能,一局部转化为内能.或许说一局部机械能转化成了内能.机械能和内能的总量不变,即能量守恒.【解析】。
高中物理必修二 第七章 机械能守恒定律 单元测试及答案
高中物理必修二 第七章 机械能守恒定律 单元测试及答案一、选择题1.质量为m 的小物块在倾角为α的斜面上处于静止状态,如图所示。
若斜面体和小物块一起以速度v 沿水平方向向右做匀速直线运动,通过一段位移x 。
斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是( )A .摩擦力做正功,支持力做正功B .摩擦力做正功,支持力做负功C .摩擦力做负功,支持力做正功D .摩擦力做负功,支持力做负功2.在粗糙水平面上运动着的物体,从A 点开始在大小不变的水平拉力F 作用下做直线运动到B 点,物体经过A 、B 点时的速度大小相等。
则在此过程中( )A .拉力的方向一定始终与滑动摩擦力方向相反B .物体的运动一定不是匀速直线运动C .拉力与滑动摩擦力做的总功一定为零D .拉力与滑动摩擦力的合力一定始终为零3.材料相同的A 、B 两块滑块质量m A >m B ,在同一个粗糙的水平面上以相同的初速度运动,则它们的滑行距离x A 和x B 的关系为( )A .x A >x BB .x A = x BC .x A <x BD .无法确定4.某人在高h 处抛出一个质量为m 的物体,不计空气阻力,物体落地时速度为v ,该人对物体所做的功为( )A .mghB .22v mC .mgh +22v mD .22v m -mgh5.如图所示的四个选项中,木块均在固定的斜面上运动,其中图A 、B 、C 中的斜面是光滑的,图D 中的斜面是粗糙的,图A 、B 中的F 为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图A 、B 、D 中的木块向下运动,图C 中的木块向上运动,在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是 ( )vA B C D6.在下面列举的各个实例中,哪些情况机械能是守恒的?()A.汽车在水平面上匀速运动v B.抛出的手榴弹或标枪在空中的运动(不计空气阻力)C.拉着物体沿光滑斜面匀速上升D.如图所示,在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧,把弹簧压缩后,又被弹回来7.沿倾角不同、动摩擦因数 相同的斜面向上拉同一物体,若上升的高度相同,则()A.沿各斜面克服重力做的功相同B.沿倾角小的斜面克服摩擦做的功大些C.沿倾角大的斜面拉力做的功小些D.条件不足,拉力做的功无法比较8.重物m系在上端固定的轻弹簧下端,用手托起重物,使弹簧处于竖直方向,弹簧的长度等于原长时,突然松手,重物下落的过程中,对于重物、弹簧和地球组成的系统来说,下列说法正确的是()A.重物的动能最大时,重力势能和弹性势能的总和最小B.重物的重力势能最小时,动能最大C.弹簧的弹性势能最大时,重物的动能最小D.重物的重力势能最小时,弹簧的弹性势能最大9.一个物体由静止开始,从A点出发分别经三个不同的光滑斜面下滑到同一水平面上的C1、C2、C3 处,如图所示,下面说法中那些是正确的()A.在C1、C2、C 3 处的动能相等B.在C1、C2、C3 处的速度相同C.物体在三个斜面上的运动都是匀加速运动,在AC1上下滑时加速度最小D .物体在三个斜面上的运动都是匀加速运动,在AC 3上下滑时所用时间最少 10.木块m 沿着倾角为θ 的光滑斜面从静止开始下滑,当下降的高度为h 时,重力的瞬时功率为( )A .mg gh 2B .mg cos θ gh 2C .mg sin θ 2gh D .mg sin θ gh 211.玩具起重机上悬挂一个质量为500克的砝码,从静止开始以2 m/s 2的加速度提升砝码。
人教版高中物理必修二第七章《机械能守恒定律》单元检测题(解析版)
《机械能守恒定律》单元检测题一、单选题1.如图所示,人站在电动扶梯的水平台阶上,假定人与扶梯一起沿斜面加速上升,在这个过程中,人脚所受的静摩擦力( )A.等于零,对人不做功B.水平向左,对人做负功C.水平向右,对人做正功D.沿斜面向上,对人做正功2.如图所示,一个物体自光滑圆弧面下滑后冲上水平粗糙传送带,传送带顺时针匀速转动,则物体受到的摩擦力对物体做功情况不可能是( )A.不做功 B.先做负功后不做功C.先做负功后做正功 D.先做正功后不做功3.如图所示,在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧,上端O点与管口A的距离为2x0,一质量为m的小球从管口由静止下落,将弹簧压至最低点B,压缩量为x0,不计空气阻力,则( )A.小球从接触弹簧开始速度一直减小B.小球运动过程中最大速度等于2C.弹簧最大弹性势能为3mgx0D.弹簧劲度系数等于4.一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示.假定汽车所受阻力的大小F f恒定不变.下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是( )A. B.C. D.5.一个质量为m的物体在水平恒力F的作用下,沿水平面从静止开始做匀加速直线运动,向前移动了一段距离s,那么在前半程s1=及后半程s2=中,F做功的平均功率之比为( ).A. (-1)∶1 B. (-2)∶1 C.1∶ D.1∶(-1)6.关于运动物体所受的合外力、合外力做的功、物体动能的变化,下列说法正确的是( )A.运动物体所受的合外力不为零,合外力必做功,物体的动能肯定要变化B.运动物体所受的合外力为零,则物体的动能肯定不变C.运动物体的动能保持不变,则该物体所受合外力一定为零D.运动物体所受合外力不为零,则该物体一定做变速运动,其动能要变化7.如图所示,在水平的船板上有一人拉着固定在岸边树上的绳子,用力使船向前移动.关于力对船做功的下列说法中正确的是( )A.绳的拉力对船做了功B.人对绳的拉力对船做了功C.树对绳子的拉力对船做了功D.人对船的静摩擦力对船做了功8.拖拉机耕地时一般比在道路上行驶时速度慢,这样做的主要目的是( )A.节省燃料 B.提高柴油机的功率C.提高传动机械的效率 D.增大拖拉机的牵引力9.如图所示,某段滑雪雪道倾角为30°,总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度为g.在他从上向下滑到底端的过程中,下列说法正确的是( )A.运动员减少的重力势能全部转化为动能B.运动员获得的动能为mghC.运动员克服摩擦力做功为mghD.下滑过程中系统减少的机械能为mgh10.如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,并且处于原长状态.现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中( )A.圆环的机械能守恒B.弹簧弹性势能变化了2mgLC.圆环下滑到最大距离时,所受合力为零D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先变小后变大11.一个人站在阳台上,从阳台边缘以相同的速率v0分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出,不计空气阻力,则三球落地时的动能( )A.上抛球最大 B.下抛球最大 C.平抛球最大 D.一样大12.如图所示,一辆玩具小车静止在光滑的水平导轨上,一个小球用细绳挂在小车上,由图中位置无初速度释放,则小球在下摆的过程中,下列说法正确的是( ).A.绳的拉力对小球不做功B.绳的拉力对小球做正功C.小球的合力不做功D.绳的拉力对小球做负功二、多选题13 如图所示,一轻弹簧一端固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在重物由A点摆向最低点B的过程中( ).A.重力做正功,弹力不做功B.重力做正功,弹力做负功,弹性势能增加C.若用与弹簧原长相等且不可伸长的细绳代替弹簧后,重力做正功,弹力不做功D.若用与弹簧原长相等且不可伸长的细绳代替弹簧后,重力做功不变,弹力不做功14. 关于“探究恒力做功与速度变化的关系”的实验,下列说法中正确的是( ) A.应调节定滑轮的高度使细绳与木板平行B.应调节定滑轮的高度使细绳保持水平C.平衡摩擦力时,若纸带上打出的点越来越密,就应调大斜面倾角D.平衡摩擦力时,若纸带上打出的点越来越疏,就应调大斜面倾角15. 下列关于机械能是否守恒的叙述中正确的是( )A.合外力为零时机械能一定守恒B.做曲线运动的物体机械能可能守恒C.合外力对物体做功为零时,机械能一定守恒D.除重力外,其他力均不做功,物体的机械能守恒16. 如图所示为某汽车在平直公路上启动时发动机功率P随时间t变化的图象,P0为发动机的额定功率.已知在t2时刻汽车的速度已经达到最大v m,汽车所受阻力不变.由此可得( )A.在t3时刻,汽车速度一定等于v mB.在t1~t2时间内,汽车一定做匀速运动C.在t2~t3时间内,汽车一定做匀速运动D.在发动机功率达到额定功率前,汽车一定做匀加速运动17. 将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中,v-t图象如图所示.以下判断正确的是( ).A.前3 s内货物处于超重状态B.最后2 s内货物只受重力作用C.前3 s内与最后2 s内货物的平均速度相同D.第3 s末至第5 s末的过程中,货物的机械能守恒三、实验题18.用如图所示的甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒,m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.图丙给出的是实验中获取的一条纸带:O为打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.已知m1=50 g,m2=150 g,则(g取9.8 m/s2,结果保留三位有效数)(1)在纸带上打下记数点5时的速度v=________ m/s.(2)在打点O-5过程中系统动能的增量ΔE k=________ J,系统势能的减少量ΔE p=______ J.(3)若某同学作出v2-h图象如图乙,写出计算当地重力加速度g的表达式,并计算出当地的实际重力加速度g=______ m/s2.四、计算题19.如图所示,是运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演的简化图,AB是水平路面,BCDE 是一段曲面,其中BC段是一段半径为20 m的圆弧路面.运动员驾驶的摩托车始终以P=9 kW的恒定功率行驶,到B点时的速度v=20 m/s,再经t=3 s的时间通过坡面1到达顶点E时关闭发动机,并以v2=16 m/s的速度水平飞出.已知人和车的总质量m =180 kg,坡顶高度h=5 m,重力加速度g=10 m/s2.空气阻力不计,求:(1)摩托车落地点与E点的水平距离s;(2)摩托车刚过B点时,摩托车对地面的压力大小;(3)摩托车从B点冲上坡顶的过程中克服摩擦阻力做的功.20.某种型号的汽车发动机的最大功率为P m=60 kW,汽车满载质量为m=1 500 kg,最高车速是v m=180 km/h,汽车在平直路面上行驶,g取10 m/s2.问:(1)汽车所受阻力F f与车的重力G的比值是多少;(2)若汽车从静止开始,以a=1.2 m/s2的加速度做匀加速运动,则这一过程能维持的时间t有多长.21.通过探究得到弹性势能的表达式为E p=kx2,式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧伸长(或缩短)的长度.请利用弹性势能表达式计算以下问题:图11放在地面上的物体上端系在一劲度系数k=400 N/m的弹簧上,弹簧的另一端拴在跨过定滑轮的绳子上,如图11所示.手拉绳子的另一端,当往下拉0.1 m时,物体开始离开地面,继续拉绳,使物体缓慢升高到离地h=0.5 m高处.如果不计弹簧重力及滑轮与绳的摩擦,求拉力所做的功以及此时弹簧弹性势能的大小.答案解析1.【答案】C【解析】人向右上方加速,则摩擦力水平向右,对人做正功.2.【答案】C【解析】A项当物体的速度等于传送带速度时,则物体不受摩擦力,此时摩擦力不做功,故A正确;B项若刚开始物体的速度大于传送带的速度,摩擦力向左,则摩擦力做负功,物体做减速运动,当两者速度相等时,摩擦力不做功,故B正确;C项由B 项可知如果摩擦力做了负功后,物体速度减小,当速度减小到与传送带相等时,摩擦力就不做功了,速度不变,一直运动,之后摩擦力不可能做正功,故C错误;D项当物体的速度小于传送带速度时,出现相对滑动,则物体要受到向右的滑动摩擦力,摩擦力做正功,速度增大,当两者速度相等时,摩擦力不做功,故D正确.3.【答案】C【解析】小球由A到O做自由落体运动,从O开始压缩弹簧,根据胡克定律,弹簧弹力逐渐增大,根据牛顿第二定律得:a=,加速度先减小,方向向下,小球做加速度减小的加速运动;当加速度减为零时,即重力和弹簧弹力相等时,速度最大;之后小球继续向下运动,弹力大于重力,做减速运动,故A错误;设小球刚运动到O 点时的速度为v,则有mg·2x0=mv2,v=2.小球接触弹簧后先做加速运动,所以小球运动的最大速度大于2,所以B错误;到B点时,弹簧的压缩量最大,弹性势能最大,等于重力势能的减小量,为3mgx0,故C正确;由于平衡位置在OB之间,不是B点,故kx0>mg,k>,故D错误.4.【答案】A【解析】在0-t1时间内,如果匀速,则v-t图象是与时间轴平行的直线,如果是加速,根据P=Fv,牵引力减小;根据F-F f=ma,加速度减小,是加速度减小的加速运动,当加速度为0时,即F1=F f,汽车开始做匀速直线运动,此时速度v1==.所以0-t1时间内,v-t图象先是平滑的曲线,后是平行于横轴的直线;在t1-t2时间内,功率突然增加,故牵引力突然增加,是加速运动,根据P=Fv,牵引力减小;再根据F-F f=ma,加速度减小,是加速度减小的加速运动,当加速度为0时,即F2=F,汽车开始做匀速直线运动,此时速度v2==.所以在t1-t2时间内,即v-t f图象也先是平滑的曲线,后是平行于横轴的直线.5.【答案】A【解析】设物体的加速度为a,由s=at2得,前半程所用时间:t1=,后半程所用时间:t2=(-1),又因前半程F做功的平均功率:P1=,后半程F做功的平均功率:P2=,所以P1∶P2=(-1)∶1,故A正确.6.【答案】B【解析】关于运动物体所受的合外力、合外力做的功、物体动能的变化三者之间的关系有下列三个要点:(1)若运动物体所受合外力为零,则合外力不做功(或物体所受外力做功的代数和必为零),物体的动能绝对不会发生变化.(2)物体所受合外力不为零,物体必做变速运动,但合外力不一定做功;合外力不做功,则物体动能不变.(3)物体的动能不变,一方面表明物体所受的合外力不做功;同时表明物体的速率不变(速度的方向可以不断改变,此时物体所受的合外力只是用来改变速度方向产生向心加速度,如匀速圆周运动).根据上述三个要点不难判断,本题只有选项B正确.7.【答案】D【解析】绳的拉力、人对绳的拉力和树对绳子的拉力都没有作用于船,没有对船做功.只有人对船的静摩擦力作用于船,且船发生了位移,故对船做了功,且做正功.8.【答案】D【解析】拖拉机耕地时受到的阻力比在路面上行驶时大得多,根据P=Fv,在功率一定的情况下,减小速度,可以获得更大的牵引力,选项D正确.9.【答案】D【解析】运动员的加速度为g,沿斜面:mg-F f=m·g,F f=mg,W f=mg·2h=mgh,所以A、C项错误,D项正确;E=mgh-mgh=mgh,B项错误.k10.【答案】D【解析】圆环沿杆下滑过程中,弹簧的拉力对圆环做负功,圆环的机械能减少,故A 错误;弹簧水平时恰好处于原长状态,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L,可得物体下降的高度为h=L,根据系统的机械能守恒知,弹簧的弹性势能增大量为ΔE p=mgh=mgL,故B错误;圆环所受合力为零,速度最大,此后圆环继续向下运动,则弹簧的弹力增大,圆环下滑到最大距离时,所受合力不为零,故C错误;圆环与弹簧组成的系统机械能守恒,知圆环的动能先增大后减小,则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大,故D正确.11.【答案】D【解析】由动能定理得mgh=E k-mv,E k=mgh+mv,则三球落地时的动能一样大.12.【答案】D【解析】方法一:根据力与位移方向的夹角判断在小球向下摆的过程中,小车向右运动,如图所示.由图可以看出,绳的拉力与小车的位移的夹角小于90°,故绳的拉力对小车做正功,小车的动能增加;绳的拉力与小球的位移的夹角大于90°,故绳的拉力对小球做负功,小球的机械能减少.方法二:根据能量转化判断在小球向下摆动的过程中,小车的动能增加,即小车的机械能增加,由于小球和小车组成的系统机械能守恒,所以小球的机械能一定减少,故绳的拉力对小球做负功.选项A、B、C错误,D正确.13.【答案】BC【解析】用细绳拴住小球向下摆动时重力做正功,弹力不做功,C对.用弹簧拴住小球下摆时,弹簧要伸长,小球轨迹不是圆弧,弹力做负功,弹性势能增加,重力做正功,且做功多,所以A、D错,B对.14.【答案】AC【解析】实验中调整定滑轮高度,使细绳与木板平行,这样能使细绳对小车的拉力等于它受的合力,A对,B错;纸带上打出的点越来越密,表明小车做减速运动,摩擦力平衡不够,这时需要垫高木板一端,使斜面倾角增大,直到打出的点均匀为止,C对,D错.15.【答案】BD【解析】合外力为零时,做匀速直线运动的物体,动能不变,但机械能不一定守恒,如:匀速上升的物体,机械能不断增大,选项A错误.做曲线运动的物体,若只有重力做功,它的机械能就守恒,如:做平抛运动的物体,选项B正确.外力对物体做的功为零,是动能不变的条件,机械能不变的条件是除重力或弹力外,其他力不做功或做功的代数和为零,选项C错误,选项D正确.16.【答案】AC【解析】已知在t2时刻汽车的速度已经达到最大v m,此后汽车做匀速直线运动,速度不变,所以在t3时刻,汽车速度一定等于v m,故A正确;0~t1时间内汽车的功率均匀增加,汽车所受阻力不变,牵引力不变,汽车做匀加速直线运动;汽车的功率在t1时刻达到额定功率,根据P=Fv,速度继续增大,牵引力减小,加速度减小,则在t1~t2时间内汽车做加速度减小的加速运动,故B错误;在t2~t3时间内,汽车已达到最大速度,且功率保持不变,汽车一定做匀速直线运动,故C正确;由此分析知,在发动机功率达到额定功率前,汽车先做匀加速运动,后做加速度减小的变加速运动,故D 错误.17.【答案】AC【解析】由题图可知,在前 3 s内,a==2 m/s2,货物具有向上的加速度,故货物处于超重状态,选项A正确;在最后2 s内,货物的加速度a′==-3 m/s2,小于重力加速度,故吊绳拉力不为零,选项B错误;根据=v=3 m/s,选项C正确;第3 s末至第5 s末的过程中,货物匀速上升,故吊绳的拉力与货物的重力大小相等,此过程中除重力外还有吊绳的拉力对货物做功,所以货物的机械能不守恒(货物的机械能增加),选项D错误.18.【答案】(1)2.4 m/s (2)0.576 J 0.588 J(3)k=g=9.70 m/s2.【解析】(1)利用匀变速直线运动的推论v5===2.4 m/s (2)系统动能的增量ΔE k=E k5-0=(m1+m2)v=0.576 J.系统重力势能减小量ΔE p =(m2-m1)gh=0.1×9.8×0.600 0 J=0.588 J,在误差允许的范围内,m1、m2组成的系统机械能守恒.(3)由于ΔE k=E k5-0=(m1+m2)v=ΔE p=(m2-m1)gh,由于(m1+m2)=2(m2-m1),所以得到:v2=h,所以v2-h图象的斜率k=,g=9.70 m/s2.19.【答案】(1)16 m (2)5 400 N (3)3.096×104J【解析】(1)摩托车从E点飞出后,做平抛运动.水平方向:s=v2t竖直方向:h=gt2解得:s=16 m(2)刚过B点,对摩托车受力分析,F N-mg=解得:F N=5 400 N根据牛顿第三定律,摩托车对地面的压力大小为5 400 N(3)摩托车从B点冲上坡顶的过程中,牵引力做功W=Pt=2.7×104J牵根据动能定理:W牵-mgh-W f=mv-mv解得:W f=3.096×104J20.【答案】(1)=(2)s【解析】(1)汽车速度最大时,牵引力跟阻力平衡,则:P m=F f v m,F f=1 200 N则,比值=即:=(2)汽车匀加速运动时,由牛顿第二定律:F-F f=ma即F=3 000 N当汽车的功率达到P m时,就不能继续维持匀加速运动,此时:P m=Fv其中:v=at则匀加速运动的时间t=s或约为16.7 s.21.【答案】22 J 2 J【解析】物体刚离开地面时,弹簧的弹性势能E=kx2=×400×0.12J=2 Jp此过程中拉力做的功与克服弹力做的功相等,则有W=-W弹=ΔE p=2 J1物体刚好离开地面时,有G=F=kx=400×0.1 N=40 N物体上升h=0.5 m过程中,拉力做的功等于克服重力做的功,则有W2=Gh=40×0.5 J=20 J在整个过程中,拉力做的功W=W+W2=2 J+20 J=22 J1此时弹簧的弹性势能仍为2 J.。
人教版物理必修2同步检测:7-8《机械能守恒定律》【含解析】
第7章第8课时机械能守恒定律基础夯实1.(2018·华安、连城等六校联考)关于机械能守恒的叙述,正确的是( )A.做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒B.做变速直线运动的物体机械能不可能守恒C.合外力为零时,机械能一定守恒D.只有重力对物体做功,物体的机械能不一定守恒答案:A2.(2010·唐山二中高一检测)游乐场中的一种滑梯如图所示.小朋友从轨道顶端由静止开始下滑,沿水平轨道滑动了一段距离后停下来,则( )A.下滑过程中支持力对小朋友不做功B.下滑过程中小朋友的重力势能增加C.整个运动过程中小朋友的机械能守恒D.在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功答案:AD解析:下滑过程中支持力的方向总与速度方向垂直,所以支持力不做功,A正确;越往下滑动重力势能越小,B错误;摩擦力的方向与速度方向相反,所以摩擦力做负功,机械能减少,D正确,C错误.3.(2009·朝阳区高一检测)北京残奥会的开幕式上,三届残奥会冠军侯斌依靠双手牵引使自己和轮椅升至高空,点燃了残奥会主火炬,其超越极限、克服万难的形象震撼了大家的心灵.假设侯斌和轮椅是匀速上升的,则在上升过程中侯斌和轮椅的( )A.动能增加B.重力势能增加C.机械能减少D.机械能不变答案:B解析:匀速上升过程中动能不变,重力势能增加,机械能增加,所以只有B项正确.4.如图所示,在地面上以速度v0抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低h的海平面上.若以地面为参考平面,且不计空气阻力,则下列选项正确的是( )A .物体落到海平面时的势能为mghB .重力对物体做的功为mghC .物体在海平面上的动能为12mv 02+mghD .物体在海平面上的机械能为12mv 02答案:BCD5.竖直放置的轻弹簧下端固定在地面上,上端与轻质平板相连,平板与地面间的距离为H 1,如图所示.现将一质量为m 的物块轻轻放在平板中心,让它从静止开始往下运动,直至物块速度为零,此时平板与地面的距离为H 2,则此时弹簧的弹性势能E P =________.答案:E P =mg(H 1-H 2)解析:选物块和弹簧组成的系统为研究对象,从物块开始运动到速度为零的过程中,只有重力和弹簧的弹力做功,系统的机械能守恒,弹性势能增加应等于重力势能的减少量,即E P =mg(H 1-H 2).6.(2018·梅州高一检测)如图所示,在水平台面上的A 点,一个质量为m 的物体以初速度v 0被抛出,不计空气阻力,求它到达B 点时速度的大小.答案:v 02+2gh解析:若选桌面为参考面,则12mv 02=-mgh +12mv B 2,解得v B =v 02+2gh.7.(2018·黄岗中学高一检测)如图所示,竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径为R ,A 端与圆心O 等高,AD 为水平面,B 点为光滑轨道的最高点且在O 的正上方,一个小球在A 点正上方由静止释放,自由下落至A 点进入圆轨道并恰好能通过B 点(从A 点进入圆轨道时无机械能损失),最后落到水平面C 点处.求:(1)释放点距A 点的竖直高度;(2)落点C 到A 点的水平距离. 答案:(1)32R (2)(2-1)R解析:(1)小球恰能通过最高点B 时,由牛顿第二定律,有:mg =mv B2R ,解得v B =gR设释放点到A 高度h ,小球从释放到运动至B 点的过程中,根据机械能守恒定律 有:mg(h -R)=12mv B 2 联立解得h =32R(2)小球从B 到C 做平抛运动,其竖直分运动 R =12gt 2,水平分运动 x OC =v B t联立解得x OC =2R ,∴落点C 到A 点的水平距离x AC =(2-1)R能力提升1.(2018·杭州高一检测)如图所示,竖直轻弹簧下端固定在水平地面上,质量为m 的小球,从轻弹簧的正上方某一高处自由落下,并将弹簧压缩,直到小球的速度变为零.对于小球、轻弹簧和地球组成的系统,在小球开始与弹簧接触时起到小球速度变为零的过程中,有( )A .小球的动能和重力势能的总和越来越小,小球的动能和弹性势能的总和越来越大B .小球的动能和重力势能的总和越来越小,小球的动能和弹性势能的总和越来越小[:C .小球的动能和重力势能的总和越来越大,小球的动能和弹性势能的总和越来越大D .小球的动能和重力势能的总和越来越大,小球的动能和弹性势能的总和越来越小 答案:A[:解析:在小球开始与弹簧接触到小球速度变为零的过程中,只有重力和弹力做功,小球和弹簧组成的系统的机械能守恒,即动能、弹性势能和重力势能的总和不变,由于弹力一直做负功,弹性势能不断增大,故小球的动能和重力势能的总和越来越小;同理,由于重力一直做正功,重力势能不断减小,故小球的动能和弹性势能的总和越来越大.2.如图所示,m A =2m B ,不计摩擦阻力,A 物体自H 高处由静止开始下落,且B 物体始终在水平台面上.若以地面为零势能面,当物体A 的动能与其势能相等时,物体A 距地面高度是( )[:A .H/5B .2H/5C .4H/5D .H/3答案:B解析:AB 组成的系统机械能守恒,设物体A 的动能与其势能相等时,物体A 距地面的高度是h ,A 的速度为v.则有:m A gh =12m A v 2,v 2=2gh从开始到距地面的高度为h 的过程中,减少的重力势能为:ΔE P =m A g(H -h)=2m B g(H -h) 增加的动能为:ΔE K =12(m A +m B )v 2=12(3m B )2gh =3m B gh ,由ΔE P =ΔE K 得h =25H.3.一个物体以一定的初速度竖直上抛,不计空气阻力,那么如图所示中,表示物体的动能随高度h 变化的图象A ,物体的重力势能E P 随速度v 变化的图象B ,物体的机械能E 随高度h 变化的图象C ,物体的动能E k 随速度v 的变化图象D ,可能正确的是( )[:答案:ABCD解析:以一定的速度竖直上抛的物体,不计空气阻力,机械能守恒,因此C 选项正确.由机械能守恒定律可得:mgh +E K =12mv 02,所以A 选项正确.由公式E P +12mv 2=12mv 02,可知B 选项正确.又因为E K =12mv 2,所以D选项正确,故选A 、B 、C 、D.4.某同学身高1.8m ,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8m 高度的横杆(如图所示),据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(g 取10m/s 2)( )A .2m/sB .4m/sC .6m/sD .8m/s答案:B解析:将运动员视为竖直上抛运动,整个过程机械能守恒,取地面为参考平面,最高点速度为零,由Ek 1+EP 1=Ek 2+EP 2得:12mv 02+mgh 1=mgh 2其中h 1为起跳时人重心的高度,即h 1=0.9m代入数据得起跳速度v 0=2-h 1=-m/s≈4.2m/s5.(2018·重庆一中高一检测)如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m 的圆环,圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在地面上的A 点,弹簧处于原长h.让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零.则在圆环下滑到底端的过程中( )A .圆环机械能守恒B .弹簧的弹性势能先减小后增大C .弹簧的弹性势能变化了mghD .弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大 答案:AC6.质量为50kg 的男孩在距离河面40m 高的桥上做“蹦极跳”,未拉伸前,长度为15m 的弹性绳AB 一端缚着他的双脚,另一端则固定在桥上的A 点,如图所示,男孩从桥面下坠,达到的最低点为水面上的一点D ,假定绳在整个运动中遵循胡克定律.不计空气阻力、男孩的身高和绳的重力(g 取10m/s 2).男孩的速率v 跟下降的距离s 的变化关系如图乙所示,男孩在C 点时的速度最大.试探究如下几个问题:(1)当男孩在D 点时,求绳所储存的弹性势能; (2)绳的劲度系数是多少?(3)就男孩在AB 、BC 、CD 期间的运动,试讨论作用于男孩的力. 答案:(1)2×104J (2)62.5N/m (3)见解析 解析:(1)ΔE k =mgh AD -E P =0[: 所以E P =mgh AD =2×104J(2)当v =v m =20m/s(C 点为平衡位置)时,有 mg =kx =k(23-15), 所以k =5008N/m =62.5N/m(3)AB 间仅受重力作用,BC 间受重力与弹力作用,且BC 间重力大于弹力,CD 间弹力大于重力,重力的方向竖直向下,弹力的方向竖直向上.7.如图所示,一玩溜冰的小孩(可视作质点)的质量m =30kg ,他在左侧平台上滑行一段距离后做平抛运动,恰能无碰撞地从A 点沿圆弧切线进入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A 、B 为圆弧轨道的两端点,其连线水平,与平台的高度差h =0.8m.已知圆弧轨道的半径R =1.0m ,对应的圆心角θ=106°,sin53°=0.8,cos53°=0.6,g 取10m/s 2,求(1)小孩做平抛运动的初速度.(2)小孩运动到圆弧轨道最低点O 时对轨道的压力大小. 答案:(1)3m/s (2)1290N解析:(1)由于小孩无碰撞进入圆弧轨道,即小孩落到A 点时速度方向沿A 点切线方向,则tan53°=v y v 0=gtv 0,又h =12gt 2,联立以上两式解得v 0=3m/s.(2)设小孩到最低点的速度为v ,根据机械能守恒定律有12mv 2-12mv 02=mg[h +R(1-cos53°)]在最低点,根据牛顿第二定律,有F N -mg =m v2R联立解得F N =1290N由牛顿第三定律可知,小孩对轨道的压力大小为1290N.。
人教版高中物理必修二第七章 机械能守恒定律测试含答案及详细解析
绝密★启用前2020年秋人教版高中物理必修二第七章机械能守恒定律测试本试卷共100分,考试时间90分钟。
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.起重机将质量为m的货物由静止开始以加速度a匀加速提升,在t时间内上升h高度,设在t时间内起重机对货物的拉力做的功为W、平均功率为,则()A.W=mahB.W=mghC.=D.=2.据报道世界上最大的太阳能飞机首次实现跨国飞行,它长达63.4 m的机翼上覆盖着太阳能电池板.下列说法正确的是()A.太阳能可以转化为电能B.太阳能不可以转化为电能C.太阳能的利用,说明能量可以消灭D.太阳能的利用,说明能量可以创生3.关于弹性势能,以下说法正确的是()A.任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能B.物体只要发生形变,就一定具有弹性势能C.外力对弹性物体做功,物体的弹性势能就发生变化D.弹簧的弹性势能只由弹簧的形变量决定4.如图,在竖直平面内滑道ABC关于B点对称,且A、B、C三点在同一水平面上.若小滑块第一次由A滑到C、第二次由C滑到A,小滑块运动过程始终沿着滑道滑行,两次运动的初速度大小分别为v1、v2,而末速度大小相等.小滑块与滑道的动摩擦因数恒定,则两次运动的初速度()A.v1>v2B.v1<v2C.v1=v2D.v1、v2大小无法比较5.如图所示,一个物体自光滑圆弧面下滑后冲上水平粗糙传送带,传送带顺时针匀速转动,则物体受到的摩擦力对物体做功情况不可能是()A.不做功B.先做负功后不做功C.先做负功后做正功D.先做正功后不做功6.如图所示,质量为M、倾角为θ的斜面体A放于水平地面上,把质量为m的小滑块B放在斜面体A的顶端,顶端的高度为h.开始时两者均静止,然后放手,B由A的顶端沿着斜面滑至地面.若以地面为参考系,且忽略一切摩擦力,在此过程中,斜面的支持力对B所做的功为W.下面给出的W的四个表达式中,只有一个是合理的,你可能不会求解,但是你可以通过分析,对下列表达式做出合理的判断.根据你的判断,W的合理表达式应为()A.W=0B.W=-gC.W=gD.W=-g7.如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图。
高中物理 第七章 机械能守恒定律 8 机械能守恒定律测试题 新人教版必修2(2021年最新整理)
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第八节机械能守恒定律A级抓基础1.(多选)下列说法正确的是()A.如果物体(或系统)所受到的合外力为零,则机械能一定守恒B.如果合外力对物体(或系统)做功为零,则机械能一定守恒C.物体沿光滑曲面自由下滑过程中,机械能一定守恒D.做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒解析:物体的合外力为零,如物体在斜面上做匀速直线运动,其机械能就不守恒,A错误;上述例子中合外力做功也为零,B错误;物体沿光滑曲面自由下滑过程中,只有重力做功,所以机械能守恒,C正确;做匀加速运动的物体,仅表明其合外力恒定,是否满足机械能守恒条件无从知晓,故D正确.答案:CD2。
(多选)在下列几个实例中,机械能守恒的是( )A.所受的合外力为零的物体B.在光滑水平面上被细线拉住做匀速圆周运动的小球C.在粗糙斜面上下滑的物体,下滑过程中受到沿斜面向下的拉力,拉力大小等于滑动摩擦力D.如图所示,在光滑水平面上压缩弹簧的小球解析:所受的合外力为零的物体的运动是匀速直线运动,动能保持不变,但如果物体的高度发生变化,则机械能变化,例如降落伞匀速下降时机械能减少,A错;在光滑水平面上做匀速圆周运动的小球,其动能不变,势能也不变,球的机械能守恒,B对;在粗糙斜面上下滑的物体,在下滑过程中,除重力做功外,滑动摩擦力和沿斜面向下的拉力的合力为零,这两个力所做的功之和为零,物体所受斜面的弹力不做功,所以整个过程中相当于只有重力做功,物体的机械能守恒,C对;在题图压缩弹簧的过程中,弹簧的弹性势能增加,所以小球的机械能减少,但小球和弹簧组成的系统的机械能守恒,D错.答案:BC3.(多选)如图所示,竖直放置的弹簧,小球从弹簧正上方某一高处落下,从球接触弹簧到弹簧被压缩到最大的过程中,关于小球运动的下述说法中正确的是( )A.小球的机械能不断减小B.小球的机械能不断增大C.弹簧的弹性势能不断增大D.弹簧的弹性势能不断减小解析:小球在运动过程中,弹簧弹力对小球做负功,小球的机械能减少,故A正确,B错误;小球在向下的运动过程中,小球与弹簧组成的系统机械能守恒,弹力对小球做负功,小球机械能减少,弹簧的弹性势能增加,故C正确,D错误.答案:AC4.质量为1 kg的物体从倾角为30°、长2 m的光滑斜面顶端由静止开始下滑,若选初始位置为零势能点,那么,当它滑到斜面中点时具有的机械能和重力势能分别是(g取10 m/s2)()A.0 J,-5 J B.0 J,-10 JC.10 J,5 J D.20 J,-10 J解析:物体下滑时机械能守恒,故它下滑到斜面中点时的机械能等于在初始位置的机械能,下滑到斜面中点时的重力势能E p=-mg错误!sin 30°=-1×10×错误!×sin 30° J=-5 J.故选项A正确.答案:A5。
【人教版】高中物理必修二检测:第七章第八节机械能守恒定律含解析
第七章机械能守恒定律第八节机械能守恒定律A级抓基础1.以下各样运动过程中,物体(弓、过山车、木块、圆珠笔)机械能守恒的是 (忽视空气阻力 )()A.将箭搭在弦上,拉弓的整个过程B.过山车在动力作用下从轨道上迟缓上行的过程C.在一根细线的中央悬挂着一块木块,双手拉着细线迟缓分开的过程D.手握内有弹簧的圆珠笔,笔帽抵在桌面松手后圆珠笔弹起的过程分析:将箭搭在弦上,拉弓的整个过程中,拉力对弦做功,故弓的机械能不守恒,故 A 错误;过山车在动力作用下从轨道上迟缓上行的过程,动能不变,重力势能变大,故过山车的机械能不守恒,故B 错误;在一根细线的中央悬挂着一石头,双手拉着细线迟缓分开的过程,石头的动能不变,重力势能增添,故石头的机械能不守恒,故C 错误;笔帽抵在桌面松手后圆珠笔弹起的过程中,只有重力和弹簧弹力做功,故圆珠笔的机械能守恒,故D 正确.答案: D2. (多项选择 )在以下几个实例中,机械能守恒的是()A.所受的合外力为零的物体B.在圆滑水平面上被细线拉住做匀速圆周运动的小球C.在粗拙斜面上下滑的物体,下滑过程中遇到沿斜面向下的拉力,拉力大小等于滑动摩擦力D.如下图,在圆滑水平面上压缩弹簧的小球分析:所受的合外力为零的物体的运动是匀速直线运动,动能保持不变,但假如物体的高度发生变化,则机械能变化,比如下降伞匀速下降机遇械能减少, A 错;在圆滑水平面上做匀速圆周运动的小球,其动能不变,势能也不变,球的机械能守恒, B 对;在粗拙斜面上下滑的物体,在下滑过程中,除重力做功外,滑动摩擦力和沿斜面向下的拉力的协力为零,这两个力所做的功之和为零,物体所受斜面的弹力不做功,因此整个过程中相当于只有重力做功,物体的机械能守恒,C对;在题图压缩弹簧的过程中,弹簧的弹性势能增添,因此小球的机械能减少,但小球和弹簧构成的系统的机械能守恒, D 错.答案: BC3.(多项选择 )如下图,一个铁球从竖直固定在地面上的轻弹簧正上方某处自由着落,在 A 点接触弹簧后将弹簧压缩,到 B 点铁球的速度为零,而后被弹回,不计空气阻力,铁球从 A 着落到 B 的过程中,以下说法中正确的选项是 ()A.铁球的机械能守恒B.铁球的动能和重力势能之和不停减小C.铁球的动能和弹簧的弹性势能之和不停增大D.铁球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先变小后变大分析:对铁球,除了重力对它做功之外,弹簧的弹力也做功,所以铁球的机械能不守恒,可是铁球和弹簧构成的系统机械能守恒,故A 错误;铁球和弹簧构成的系统机械能守恒,从 A 到 B 的过程中,弹簧被压缩,弹性势能不停增大,则铁球的动能和重力势能之和不停减小,故 B 正确;铁球从 A 到 B 的过程中,重力势能不停减小,则铁球的动能和弹簧的弹性势能之和不停增大,故 C 正确;铁球刚接触弹簧的一段时间内,弹簧弹力 F 较小,小于铁球重力,加快度方向向下,铁球加快,跟着 F 变大,加快度减小,当加快度减小到零时速度达到最大,以后铁球持续压缩弹簧,弹簧弹力大于重力,加快度方向向上,铁球做减速运动,直到速度减为零时抵达最低点,可见在从 A 到 B 过程中,铁球速度先增大后减小,则动能先增大后减小,因此铁球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先变小后变大,故 D 正确.答案: BCD4.物体在一个方向竖直向上的拉力作用下参加了以下三种运动:匀速上涨、加快上涨和减速上涨.对于这个物体在这三种运动中机械能的变化状况,正确的说法是()A.加快过程中拉力做正功,匀速过程中拉力不做功,减速过程中拉力做负功B.物体的重力势能先增添后减少C.匀速上涨和加快上涨过程中物体机械能增添,减速上涨过程中物体机械能减少D.物体机械能向来在增添分析:匀速上涨过程中,拉力竖直向上,对物体做正功,依据功能关系可知,物体的机械能增添;加快和减速上涨过程中,拉力方向均竖直向上,与速度方向同样,对物体都做正功,由功能关系可知物体的机械能均增添.故三种状况下,物体的重力势能向来增添,机械能向来增添,故 D 正确.答案: D5.如下图,在地面上以速度v0抛出质量为 m 的物体,抛出后物体落到比地面低h 的海平面上.若以海平面为零势能面,不计空气阻力,则以下说法中正确的选项是()A.物体到海平面时的重力势能为mghB.重力对物体做的功为-mghC.物体在海平面上的动能为1mv2+mgh2D.物体在海平面上的机械能为12mv20分析:物体抵达海平面时位于参照平面上,重力势能为零,A错;物体运动过程着落了h 高度,重力做功 mgh,B 错;依据机械能守恒定律 mgh +12mv02=12mv 2,即物体在海平面上的机械能 E2=12mv2=mgh+1mv2,C 对, D 错.02答案: C6.如下图,一轻弹簧固定于 O 点,另一端系一重物,将重物从与悬点 O 在同一水平面且弹簧保持原长的 A 点无初速度地开释,让它自由摆下,不计空气阻力.在重物由 A 点摆向最低点 B 的过程中,以下说法正确的选项是 ()A.重物的机械能守恒B.重物的机械能增添C.重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变D.重物与弹簧构成的系统机械能守恒分析:重物由 A 点下摆到 B 点的过程中,弹簧被拉长,弹簧的弹力对重物做了负功,因此重物的机械能减少,应选项A、B 错误;此过程中,因为只有重力和弹簧的弹力做功,因此重物与弹簧构成的系统机械能守恒,即重物减少的重力势能,等于重物获取的动能与弹簧的弹性势能之和,应选项 C 错误, D 正确.答案: DB级提能力7.如下图,固定的倾斜圆滑杆上套有一个质量为m 的圆环,圆环与竖直搁置的轻质弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在地面上的A 点,弹簧处于原长时,圆环高度为 h.让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零,则在圆环下滑究竟端的过程中()A.圆环机械能守恒B.弹簧的弹性势能先减小后增大C.弹簧的弹性势能变化了mghD.弹簧与圆滑杆垂直时圆环动能最大分析:圆环与弹簧构成的系统机械能守恒,圆环机械能不守恒,A 错误.弹簧形变量先增大后减小,因此弹性势能先增大后减小,B错误.因为圆环与弹簧构成的系统机械能守恒,圆环的机械能减少了mgh,因此弹簧的弹性势能增添mgh,C 正确.弹簧与圆滑杆垂直时,圆环所受协力沿杆向下,圆环拥有与速度同向的加快度,因此做加快运动, D 错误.答案: C8.(多项选择 )一长度为 2R 的轻质细杆两头分别固定质量为m 和 2m 的小球 M 和 N,两小球可视为质点,细杆的中点处有一轴,细杆可绕其在竖直面内无摩擦地转动.开始时细杆呈竖直状态, N 在最高点,如下图,当装置遇到很小扰动后,细杆开始绕过中点的轴转动,则在球 N 转动到最低点的过程中,以下说法正确的选项是()A.N 的重力势能减少许等于M 的重力势能增添量B.细杆对 N 做的功的绝对值大于细杆对M 做的功的绝对值4gRC.运动过程中两球的最大速度均为38D.细杆对 N 做的功为-3mgR分析:N 的重力势能减少许为2mg·2R=4mgR,M 的重力势能增加量为 mg·2R=2mgR,故 A 错误;对两个球构成的系统,重力和细杆的弹力做功,只有重力势能和动能互相转变,系统机械能守恒,故细杆对两个球做功的代数和为零,即细杆对N 做的功的绝对值等于细杆对 M 做的功的绝对值,故 B 错误;球 N 在最低点时两球速度最大,依据系统机械能守恒,有4mgR-2mR=12(2m)v2+12mv2,解得 v=4gR,故 C 正确;对球 N,依据动能定理有 4mgR+W=1(2m)v2,328833答案: CD9.(多项选择 )由圆滑细管构成的轨道如下图,此中AB段和BC段是半径为 R 的四分之一圆弧,轨道固定在竖直平面内.质量为m 的小球,从距离水平川面高为H 的管口 D 处静止开释,最后可以从A端水平抛出落到地面上.以下说法正确的选项是()A.小球能从细管 A 端水平抛出的条件是H>2R5R B.小球能从细管 A 端水平抛出的最小高度H min=2C.小球落到地面时相对于 A 点的水平位移值为 2 RH -4R2D.小球落到地面时相对于 A 点的水平位移值为 2 2RH-4R2分析:小球经过 A 点的最小速度为 0,由机械能守恒定律得mg(H min-2R)=0,故 D 点的最小高度 H min=2R,要使小球能从 A 点水平抛出,需H>2R,A 对,B 错;由机械能守恒定律, mg(H-2R)12v A=12=2mv A,解得2g(H-2R).而 2R=2gt , x=v A t,故 x=22RH -4R2,C 错, D对.答案: AD10.如下图,物体 A 和 B 用经过定滑轮的细绳相连. A 物体的质量为 1.36 kg,B 物体的质量为 1 kg.物体 A 能沿竖直杆无摩擦滑动,杆与滑轮的水平距离为 l=0.3 m.物体 B 放在倾角α=37°的斜面上,物体 B 与斜面间的动摩擦因数为μ=0.625.开始时先托住物体A,使绳索的 AO 段水平,当松手后物体 A 从静止开始下滑h=0.4 m 时,忽视其余阻力及滑轮、绳索的质量,sin 37°= 0.60,cos 37°=0.80,g 取 10 m/s2,试求:(1)从松手到物体 A 下降 h=0.4 m 的过程中,系统产生的热量;(2)物体 B 的速度大小.分析:(1)A 下降 h 的过程中,B 在斜面上运动的距离为 s=h2+l2-l=0.2 m,则产生的热量Q=fs=μm B gscos α=1 J.5(2)A 下降 0.4 m 时,由几何关系知v A=4v B,整个过程中, A 下降 h=0.4 m,B 沿斜面上涨 s=0.2 m.A、B 和斜面构成的系统能量守恒,则有 m gh=m gssin α+μm gscos α+1m v 2+1m v2,解得A B B2 A A2 B Bv B=1.44 m/s.答案: (1)1 J(2)1.44 m/s11.如图是查验某种防备罩蒙受冲击能力的装置,M 为半径 R=1.6 m、固定于竖直平面内的圆滑半圆弧轨道,A、B 分别是轨道的最1低点和最高点; N 为防备罩,它是一个竖直固定的4圆弧,其半径r 4=5 5m,圆心位于 B 点.在 A 搁置水平向左的弹簧枪,可向 M 轨道发射速度不一样的质量均为 m=0.01 kg 的小钢珠,弹簧枪可将弹性势能完整转变为小钢珠的动能.假定某次发射的小钢珠沿轨道恰巧能经过 B 点,水平飞出后落到N 的某一点上,取g=10 m/s2.求:(1)钢珠在 B 点的速度大小;(2)发射该钢珠前,弹簧的弹性势能 E p;(3)钢珠从 M 圆弧轨道 B 点飞出至落到圆弧 N 上所用的时间.分析: (1)在 B 处对小钢珠进行受力剖析,由牛顿第二定律mg=2v B得 v B= gR=4 m/s.m R(2)从发射钢珠到上涨至 B 点过程,由机械能守恒定律E p=E p+ E k=mg2R+12mv2B得 E p=0.4 J.(3)钢珠做平抛运动,有h=12gt2;x=v B t;x2+h2=r2.联立解得 t=0.4 s.答案: (1)4 m/s (2)0.4 J(3)0.4 s。
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高中物理 第七章 机械能守恒定律单元测试8
新人教版必修2
一、 单选题:
1、关于功的概念,下列说法中正确的是:( )
A . 力对物体做功多,说明物体的位移一定大
B . 力对物体做功多,说明该力做功的功率一定大
C . 力对物体不做功,说明物体一定没有移动
D . 物体发生了位移,不一定有力对它做功
2、一物体从某一高度自由下落,落在直立于地面的弹簧上,如图所示,在A 点物体开始与弹簧接触,到B 点时,物体速度为零,然后被弹回,下列说法中正确的是( )
A .物体从A 下降到
B 的过程中,动能不断变小 B .物体从B 上升到A 的过程中,动能不断变大
C
.物体从A 下降到B 的过程中,以及从B 上升到A 的过程中,速率都是先增大,后减小 D .物体在B 点时,所受合力为零
3、
如图所示,质点m 自相同的高度沿不同的光滑斜面滑到同一水平高度的底端,甲为平斜面,下滑时间为
t 1
,乙为曲斜面,下滑时间为
t 2 ,两条路径等长,则(
)
A .t 1>t 2
B .t 1=t 2
C .t 1<t 2
D .不能确定
4、如图所示,绳的一端固定在墙上,另一端通过滑轮沿竖直向上方向施一恒力F ,当物体向右移动距离为s 时,若地面水平而光滑,则物体获得的动能为( )
A .0
B .Fs
C .
2
2
Fs D .2Fs 5、从地面以抛射角θ斜向上方抛出一质量为m 的物体,初速度为0v ,不计空气阻力,以地面为零势能参考面,当物体的重力势能是其动能的3倍时,物体离地面的高度为( )
A .g v 4320
B . g v 8320
C . g v 820
D .g
v 220
6、如图所示,细绳的一端固定与O 点,另一端系一质量为m 的小球,使小球在竖直平面内作圆周运动,周期一定,当小球在最高点时绳的张力为T 1,在最低点时,绳的张力为T 2,则T 1 和T 2的差值为( )
A .2mg
B .4mg
C .6mg
D .8mg 二、 多选题:
7、如图所示,质量为m 的物体A 、B (视为质点)分别在与斜面平行的拉力F 1、F 2的作用下沿着高度相同倾角分别为α和β的斜面从斜面底端匀速运动到斜
A B
甲 乙
F
面顶端。
设斜面高为h,重力加速度为g,斜面粗糙,物体与两斜面间动摩擦因数同为μ,则:()
A.重力做功相同 B.克服摩擦力做功相同
C.F1、F2两个力做功相同 D.机械能的增加量相同
8、关于汽车在水平路上运动,下列说法正确的是:()
A.汽车启动后以额定功率行驶,在速率没达到最大以前,加速度是不断增大的
B.汽车启动后以额定功率行驶,在速率没达到最大以前,牵引力是不断减小的
C.汽车以最大速度行驶后,若要减小速度,可以减小牵引功率行驶
D.汽车以最大速度行驶后,若要减小牵引力,速率一定小
9、如图所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,在B上放一个木块A。
现以恒定的拉力F拉B,由于A、B间的摩擦力的作用,A将在B上滑动,以地面为参照物, A、B都向前移动一段距离,在此过程中下列中说法正确的是()
A.外力F所做的功等于系统(A和B)的动能增量
B.B对A的摩擦力所做的功等于A的动能增量
C.A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功
D.外力F对B所做的功等于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和
10、如图所示,木块B与水平面的接触是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短,现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),此系统在从子弹射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中,则:()
A.子弹和木块组成的系统机械能守恒
B.子弹和木块组成的系统机械能不守恒
C.子弹、木块和弹簧机械能不守恒
D.子弹、木块和弹簧机械能守恒
二、填空题:(每小题4分,共20分)
11、A球的质量是B球质量的2倍,把它们竖直向上抛出,如果抛出时,人手对两球做的功相同,不考虑空气阻力,那么两球上升的最大高度之比h A:h B=。
两球上升的时间之比t A:t B=。
12、物体从高度为0.8m的斜面顶端以7m/s的初速度下滑,滑到底端时速度恰好为零,欲使此物体由底端上滑恰好到达顶端,物体开始上滑底初速度为 m/s(g=10m/s2)。
v沿水平面开始运动,起始点A与一轻弹簧O端的距离为s,如图13、质量为m的物体以初速度
所示。
物体与水平面间的动摩擦因数为μ,物体和弹簧相碰后,弹簧的最大压缩量为x,则从开始碰撞到弹簧压缩最短时,物体对弹簧所做的功的大小为。
14、质量为5000kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶,当速度达到一定值后关闭发动机滑行,速
度-时间图象如图所示。
在汽车行驶的整个过程中,发动机做功为 J,汽车克服摩擦力做功为 J。
v的初速度竖直上抛一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为h,上升过程空气对小15、以
球所做的功为,设空气阻力不变,小球落回抛出点时的动能为。
三、实验题:(16分)
16、在《探究功与物体速度变化的关系》实验中,下列说法正确的是:()
A .小车在橡皮筋的作用下弹出,橡皮筋所做的功可根据公式:W=FL算出.
B .进行试验时,必须先平衡摩擦力.
C .分析实验所打出来的纸带可判断出:小车先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,最后做减速运动.
D .通过实验数据分析得出结论:w与v成正比
17、在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中,电源的频率为50Hz,依次打出的点为0,1,2,3,4,…,n.则:
①在图中所示的两条纸带中应选取的纸带是,原因是
.
②如用从起点0到第3点之间来验证,必须直接测量的物理量为,必须计算出的物理量为,验证的表达式为.
③下列实验步骤操作合理的顺序排列是___________ _(填写步骤前面的字母)
A.将打点计时器竖直安装在铁架台上,
B.接通电源,再松开纸带,让重物自由下落,
C.取下纸带,更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验,
D.将重物固定在纸带的一端,让纸带穿过打点计时器,用手提纸带,
E.选择一条纸带,用刻度尺测出物体下落的高度h1,h2,h3,…h n,计算出对应的瞬时速度v1,v2,v3,…,v n,
F .分别算出
2
2
1n mv 和mgh n ,在实验误差范围内看是否相等. ④ 本实验中,计算出从0点到某点重力势能的减少量与动能的增加量相比较,是偏小还是偏大?请写出减少偏差的实验改进措施.
四、计算题:(每小题8分,共24分)
18、如图,让质量m =5kg 的摆球由图中所示位置A 从静止开始下摆。
摆至最低点B 点时恰好绳被拉断。
设摆线长l =1.6m ,悬点O 与地面的距离OC =4m ,若空气阻力不计,绳被拉断瞬间小球的机械能无损失。
(g =10m/s 2
)。
求:(1)绳子所能承受的最大拉力T ;(2)摆球落地的速率v 。
19、小钢球质量为m ,沿光滑的轨道由静止滑下,轨道形状如图所示,与光滑轨道相接的圆形轨道的半径为R ,要使小球沿光滑轨道恰能通过最高点,物体应从离轨道最低点多高的地方开始滑下?
20、起重机的不变功率P =10kw ,将地面m =500kg 的物体由静止向上吊起h =2m ,达到最大速度
max v 。
求:(1)最大速度max v ;(2)由静止到达最大速度所用的时间t 。
参考答案:
11、h A :h B = 1:2 t A :t B = 1:2 12、 9 13、
)(2
120s x mg mv +μ- 14、发动机做功为 1.5×106
J ,汽车克服摩擦力做功为 1.5×106
J 15、 W =mgh -
2021mv E K =202
12mv mgh - 16、(1)△S =BC -AB=4mm T =0.02S
g =2S T △=2
22
3/0.10/(02.0104s m s m )=-⨯
17、(1)小球A 到B 过程机械能守恒:2
2
160cos 1(B mv mgl )=︒- ①
B 点时,F 向=T -mg =l
v m B
2
②
由①、②得T =2mg =100N
(2)小球A 到C 过程机械能守恒:mgh A =
2
2
1mv ③ h A =OC -lcos60° ④ 由③、④得:v =8m/s
19、(1)当起重机的牵引力等于物体重力时,速度达到最大
P =FV s m mg
P
F P v /2max ===
∴ (2) 由动能定理W 合=△E K 有: W F +W G =E K2-E K1 ,即:
Pt -mgh =0212max -mv S P
mv mgh t 1.1212
max
==+∴。