高一物理必修2 第四章《机械能和能源》练习.doc

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教科版物理必修二练习：第四章机械能和能源4.1 Word版含解析

第四章机械能和能源1.功课后作业提升一、选择题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.力对物体做功少,说明物体的受力一定小C.力对物体不做功,说明物体一定无位移D.功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小共同决定的答案:D2.关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是()A.滑动摩擦力总是做负功B.滑动摩擦力可能做负功,可能做正功,也可能不做功C.静摩擦力对物体可以做负功D.静摩擦力对物体总是做正功或不做功答案:BC3.如图所示,两物体与水平面间的动摩擦因数相同,它们的质量相等,在甲图中用力F1拉物体,在乙图中用力F2推物体,两种情况下两物体都做匀速直线运动,通过相同的位移.则F1和F2对物体所做的功W1和W2的关系为()A.W1=W2B.W1>W2C.W1<W2D.无法比较解析:在甲图中,F1cosθ=μ(mg-F1sinθ),所以F1=在乙图中,F2cosθ=μ(mg+F2sinθ),所以F2=从而知F1<F2,由W=Fx cosθ知W1<W2.答案:C二、非选择题4.如图所示,质量为m的滑块,由半径为R的半球面的上端A滑下,在下滑过程中所受到的摩擦力大小恒为f.滑块由A滑到最低点B的过程中,重力做功为,弹力做功为,摩擦力做功为.答案:mgR0-5.子弹水平射入静止在光滑的水平面上的木块中,进入木块的最大深度为d.若在子弹深入木块直到最大深度的过程中,木块沿桌面移动距离为L,木块对子弹平均阻力大小为f,那么在这一过程中,阻力对子弹做的功为,子弹对木块做的功为.答案:-f(d+L)fL6.如图所示,物体的质量为2kg,光滑动滑轮质量不计,今用一竖直向上的50 N的恒力向上拉绳子,使物体上升高度4 m,则在这一过程中拉力做了多少功?解析:拉力F作用在动滑轮的一端,所以拉力的作用距离是物体上升高度的2倍.拉力做的功为W=Fl=F·2h=2Fh=2×50×4J=400 J.答案:400J7.质量为M的拖拉机拉着耙来耙地,由静止开始做匀加速直线运动,在时间t内前进的距离为s.耙地时,拖拉机受到的牵引力恒为F,受到地面的阻力为自重的k倍,耙所受阻力恒定,连接杆质量不计且与水平面的夹角θ保持不变.求:(1)拖拉机加速度的大小.(2)拖拉机对连接杆的拉力大小.(3)时间t内拖拉机对耙做的功.解析:(1)拖拉机在时间t内匀加速前进s,根据位移公式s=at2①变形得a=.②(2)对拖拉机受到牵引力、支持力、重力、地面阻力和连杆拉力T,根据牛顿第二定律F-kMg-T cosθ=Ma③联立②③变形得T=[F-M(kg+)]④根据牛顿第三定律连杆对耙的反作用力大小为T'=T=[F-M(kg+)].⑤(3)拖拉机对耙做的功:W=T's cosθ⑥联立⑤⑥解得W=[F-M(kg+)]s.⑦答案:(1)(2)[F-M(kg+)](3)[F-M(kg+)]s。

高中物理第四章机械能和能源功率与机车的启动练习(基础篇)教科版必修2

功率与机车的启动(基础篇)一、选择题：1、关于功率概念，下列说法中正确的是（） A ．力对物体做的功越多，力做功的功率越大 B ．功率是描述物体做功快慢的物理量C ．从公式P ＝Fv 可知，汽车的发动机功率可以随速度的不断增大而提高D ．当轮船航行时，如果牵引力与阻力相等时，合外力为零，此时发动机的实际功率为零，所以船行驶的速度也为零2、一质量为m 的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F 的水平恒力作用在该木块上，在t=t 1时刻力F 的功率是（）A ．F m t 212B ．F m t 2122⋅ C ．F m t 21⋅ D ．F m t 212⋅ 3、汽车以额定功率从静止开始行驶时，一定是（）A ．速度变大，加速度也变大B ．速度变小，加速度也变小C ．速度变大，而加速度变小D ．速度最大时，牵引力一定也最大 4、功率大的机器和功率小的机器相比较，则有（） A ．功率大的做功较多 B ．功率小的做功时间短C ．功率大的在相同的时间内所做的功较多D ．功率大的汽车比功率小的汽车行走的距离大5、汽车由静止开始做匀加速直线运动，速度达到0v 的过程中的平均速度为1v ；若汽车由静止开始满功率行驶，速度达到0v 的过程中的平均速度为2v ，且两次历时相同，则（）A ．12v v >B ．12v v <C ．12v v =D ．条件不足，无法判断6、汽车以速率v 1沿一斜坡向上匀速行驶，若保持发动机功率不变，沿此斜坡向下匀速行驶的速率为v 2，则汽车以同样大小的功率在水平路面上行驶时的最大速率为（设三情况下汽车所受的阻力相同）（） AB ．121()2v v + C ．12122v v v v +D ．1212v v v v +7、水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0＜μ＜1)．现对木箱施加一拉力F ，使木箱做匀速直线运动．设F 的方向与水平面夹角为θ，如图所示在θ从0°逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则（）A ．F 先减小后增大B ．F 一直增大C ．F 的功率减小D ．F 的功率不变8、如图所示是一种清洗车辆用的手持式喷水枪。

必修2 第 4章机械能和能源

机械能和能源练习题［知识结构］［知识点拨］1、动能定理：适用范围：适用于物体的直线运动和曲线运动；适用于恒力和变力做功；适用于阶段和全程；适用于各种性质的力。

重点提示：①动能定理W ＝E K2－E K1中，W 指的是合外力所做的功，解决时不要漏掉某个力做的功；要特别注意力F 做的功W F =Fl ，其中的l 是相对地而言的（或相对同一惯性参考系而言）；而Q 热=F f 滑l 相对，是指滑动摩擦力产生的热量，l 相对是相对另一接触面的。

过程作为一整体考虑。

③求各力做功时，要明确哪个力在哪一阶段上所做的功。

④求合外力做功，可用W 合=F 合•l ；或用W 合=W 1+W 2+W 3+…。

思维误区警示：对于一个系统，系统不受外力或合外力为零，并不能保证重力以外其他力不做功，所以系统外力之和为零，机械能不一定守恒，而此时系统的动量却守恒（因为动量守恒的条件是系统的合外力为零）。

同样，只有重力做功，并不意味系统不受外力或合外力为零。

2、功能关系（1）重力做功与重力势能的关系：W= -ΔE p =E P1-E p2=mgh 1-mgh 2（2）弹力做功与弹性势能的关系：W= -ΔE p =E P1-E p2=22212121kl kl -特别提醒：弹力做功中弹力仅仅适用于弹簧、橡皮筋等等。

（3）除重力和弹簧的弹力之外的力对物体做的总功与物体机械能的关系： W /=ΔE=E 2-E1特别提醒：系统机械能的变化是由于“除重力和弹簧的弹力之外的力对物体所做的总功” 3、各定理、定律对比W G=E P1-E P2=mgΔh重力做功与路径无关重力做正功，重力势能减少，重做负功，重力势能增加注意：ΔE P和重力做功与参考平面的选择无关（但重力势能与参考平面的选择有关）一、不定项选择（4×10＝40分）1．下面关于重力势能的说法中，正确的是（）A．有A、B两物体，A的高度是B的2倍，那么物体A的重力势能的数值一定是物体B 的2倍B．从同一高度将某一物体以相同的速度竖直上抛或平抛，从抛出到落地的过程中，物体重力势能的变化是相同的C．有一物体从楼顶落到地面，若受到空气阻力，物体重力势能的减小量小于自由下落时重力势能的减小量D ．重力做功时，不仅与物体运动的高度差有关，还与物体运动的路径有关2．一人用力踢质量为1kg 的皮球，使球由静止以10m/s 的速度飞出，假定人踢球瞬间对球的平均作用力是200N ，球在水平方向运动了20m 后停下来，那么人对球作的功为 A ．50J B ．200J C ．400J D ．500J3．由地面发射一颗人造卫星绕地球作匀速圆周运动，轨道半径为r ，卫星动能为E k 。

教科版高一物理必修二第四章《机械能和能源》单元检测题(包含答案)

《机械能和能源》单元检测题一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分.)1.如图所示,用恒力F拉着质量为m的物体沿水平面从A移到B的过程中,下列说法正确的是( )A.有摩擦力时比无摩擦力时F做的功多B.物体加速运动时F做的功比减速运动时F做的功多C.有摩擦力时比无摩擦力时F做的功少D.物体无论是加速、减速还是匀速,力F做的功一样多2.如图所示,某个力F=20 N作用在半径为R=2 m的转盘的边缘上,力F的大小保持不变,但方向保持在任何时刻均与作用点的切线一致,则转动一周这个力F做的总功为( )A.0B.80πJC.40JD.40πJ3.物体在合外力作用下做直线运动的图像如图所示,下列表述正确的是( )A.在0到1 s内,合外力做正功B.在1到3 s内,合外力做功为零C.在3到5 s内,合外力做正功D.在5到7 s内,合外力做负功4.一质量为m的木块静止在光滑的水平地面上,大小为F、方向与水平面成θ角的恒力作用在该木块上,经过时间t,力F的瞬时功率为( )A. B. C. D.5.关于重力做功与重力势能变化的下列说法中正确的是( )A.物体从A点沿不同的路径运动到B点,重力势能的变化不同B.物体做匀速运动,物体的重力势能一定不变C.重力对物体做正功,物体的重力势能一定增加D.重力对物体做功的多少等于物体重力势能变化量的绝对值6.关于动能的理解,下列说法正确的是( )A.凡是运动的物体都具有动能B.重力势能可以为负值,动能不可以为负值C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化D.动能不变的物体,一定处于平衡状态7.一人用力把质量为1 kg的物体由静止提高1 m,使物体获得2 m/s 的速度(g=10 m/s2),则下列说法错误的是( )A.人对物体做的功为12 JB.物体动能增加2 JC.合外力对物体做的功为22 JD.物体重力势能增加10 J8.如图所示,具有一定初速度v的物块,在沿倾角为30°的粗糙斜面向上运动的过程中,受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用,这时物块的加速度大小为5 m/s2,方向沿斜面向下,g取10 m/s2,那么在物块向上运动的过程中,下列说法正确的是( )A.物块的机械能一定增加B.物块的机械能一定减少C.物块的机械能不变D.物块的机械能可能增加,也可能减少9.如图所示,弹簧的一端固定在墙上,另一端在水平力F作用下缓慢拉伸了x.关于拉力F、弹性势能E p随伸长量x的变化图像正确的是( )10.一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点。

物理教科版必修2 第4章机械能和能源章末检测 Word版含解析

(时间：60分钟，满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)1．小明同学骑电动自行车沿平直公路行驶，因电瓶“没电”，故改用脚蹬车匀速前行．设小明与车的总质量为100 kg ，骑行过程中所受阻力恒为车和人总重的0.02倍， g 取10 m/s 2.通过估算可知，小明骑此电动车做功的平均功率最接近( )A ．10 WB ．100 WC ．300 WD ．500 W解析：选B ．由P ＝F v 可知，要求骑车人的功率，一要知道骑车人的动力，二要知道骑车人的速度，前者由于自行车匀速行驶，由二力平衡可知F ＝f ＝20 N ，后者对于骑车人的速度我们应该有一个定性估测，约为5 m/s ，所以P ＝F v ＝20×5 W ＝100 W.2.如图所示，现有两个完全相同的可视为质点的物块a 、b 从静止开始运动，a 自由下落，b 沿光滑的固定斜面下滑，最终它们都到达同一水平面上，空气阻力忽略不计，则( )A ．a 与b 两物块运动位移和时间均相等B ．重力对a 与b 两物块所做的功相等C ．重力对a 与b 两物块所做功的平均功率相等D ．a 与b 两物块运动到水平面时，重力做功的瞬时功率相同解析：选B ．设a 、b 运动的竖直高度为H ，由题意知，a 的运动时间t a ＝2H g ，位移x a ＝H到达水平面时的速度v a ＝2gH ，而b 沿斜面运动的加速度a b ＝g sin θ，位移x b ＝H sin θ>x A ．运动时间t b ＝2s b a b ＝2H g sin 2θ＝1sin θ 2H g >t a，故A 选项错；到达水平面时的速度大小v b ＝at ＝g sin θ·2H g sin 2θ＝2gH ，方向平行斜面向下，由功的公式W ＝Fx cos θ知W a ＝W b ，故B 选项正确；由平均功率公式P ＝W t得P a >P b ，故C 选项错误；由瞬时功率公式P ＝F v ·cos θ得P a ＝mg 2gH ，P b ＝mg 2gH ·cos(90°－θ)＝mg ·2gH sin θ<P a ，故D 选项错．3．质量为m 的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P ，汽车行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v ，那么当汽车的车速为v 4时，汽车的瞬时加速度的大小为( ) A ．P m v B ．2P m vC ．3P m vD ．4P m v解析：选C ．汽车在平直路面行驶，当牵引力F 等于阻力f 时，汽车速度达到最大值，即F ＝f ，P ＝F ·v ，故f ＝P v当汽车的速度v 1＝v 4时的牵引力F 1＝P v 1＝4P v 由牛顿第二定律得F 1－f ＝ma ，所以a ＝F 1－f m ＝4P v －P v m ＝3P m v.故C 选项正确． 4．一辆汽车在平直的公路上以速度v 0开始加速行驶，经过一段时间t ，前进了距离l ，此时恰好达到其最大速度v m ，设此过程中汽车发动机始终以额定功率P 工作，汽车所受的阻力恒为f ，则在这段时间里，发动机所做的功为( )A ．f v m tB ．PtC ．12m v 2m －12m v 20＋flD ．ft v 0＋v m 2解析：选ABC ．因为发动机以额定功率工作，所以发动机的功W ＝Pt ，故B 对．达到最大速度v m 时，牵引力与阻力相等，所以W ＝P ·t ＝f ·v m ·t ，故A 对．由动能定理W －f ·l ＝12m v 2m －12m v 20，所以W ＝12m v 2m －12m v 20＋fl ，故C 对．故选ABC ． 5．如图所示，一个滑雪运动员从左侧斜坡距离坡底8 m 处由静止滑下．以坡底为零势能参考面，当下滑到距离坡底l 1处时，运动员的动能和势能恰好相等；到坡底后运动员又靠惯性冲上右侧斜坡．若不计经过坡底时的机械能损失，当上滑到距离坡底l 2处时，运动员的动能和势能再次相等，上滑的最大距离为4 m ．在此全过程中，下列说法正确的是( )A ．摩擦力对运动员所做的功等于运动员动能的变化B ．重力和摩擦力对运动员所做的总功等于运动员机械能的变化C ．l 1<4 m ，l 2>2 mD ．l 1>4 m ，l 2<2 m解析：选C ．在整个过程中，只有重力和摩擦力做功，由动能定理可知重力和摩擦力所做的总功等于运动员动能的变化，选项B 错误；由功能关系可知摩擦力所做的功等于运动员机械能的变化，选项A 错误；在下滑过程中，若不考虑空气阻力，l 1＝4 m ；若考虑空气阻力，l 1处的机械能应小于初始状态的机械能，即l 1<4 m ；在上滑过程中，若不考虑空气阻力，l 2应在2 m 处，若考虑空气阻力，l 2处机械能应大于4 m 处机械能，即l 2>2 m ，选项C 正确，D 错误．6. 如图所示，斜面AB 、DB 动摩擦因数相同．可视为质点的物体分别沿AB 、DB 从斜面顶端由静止下滑到底端，下列说法正确的是( )A ．物体沿斜面DB 滑动到底端时动能较大B ．物体沿斜面AB 滑动到底端时动能较大C ．物体沿斜面DB 滑动过程中克服摩擦力做的功较多D ．物体沿斜面AB 滑动过程中克服摩擦力做的功较多解析：选B ．已知斜面AB 、DB 动摩擦因数相同，设斜面倾角为θ，底边为x ，则斜面高度为h ＝x tan θ，斜面长度L ＝x cos θ，物体分别沿AB 、DB 从斜面顶端由静止下滑到底端，由动能定理有：mgh －μmgL cos θ＝12m v 2，可知物体沿斜面AB 滑动到底端时动能较大，故A 错误，B 正确；物体沿斜面滑动过程中克服摩擦力做的功W f ＝μmgL cos θ＝μmgx 相同，故C 、D 错误．7. 一小物体冲上一个固定的粗糙斜面，经过斜面上A 、B 两点到达斜面的最高点后返回时，又通过了A 、B 两点，如图所示，对于物体上滑时由A 到B 和下滑时由B 到A 的过程中，其动能的增量的大小分别为ΔE k1和ΔE k2，机械能的增量的大小分别是ΔE 1和ΔE 2，则以下大小关系正确的是( )A ．ΔE k1＞ΔE k2 ΔE 1＞ΔE 2B ．ΔE k1＞ΔE k2 ΔE 1＜ΔE 2C ．ΔE k1＞ΔE k2 ΔE 1＝ΔE 2D ．ΔE k1＜ΔE k2 ΔE 1＝ΔE 2解析：选C ．设物体在A 、B 间滑动时克服阻力做功为W f ，则物体由A 到B ，有mgh ＋W f ＝ΔE k1，由B 到A ，有mgh －W f ＝ΔE k2，所以ΔE k1>ΔE k2；再根据功能关系，物体克服阻力做的功等于物体机械能改变量的大小，有：W f ＝ΔE 1＝ΔE 2，故选项C 正确．8.如图，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2x 0，一质量为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x 0，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2gx 0C ．弹簧的最大弹性势能为3mgx 0D ．弹簧劲度系数等于mg x 0解析：选C ．小球由A 到B 的过程中，小球和弹簧组成的系统只有重力和弹力做功，机械能守恒，B 点时弹性势能最大为E pm ，则E pm ＝mg (2x 0＋x 0)＝3mgx 0，故C 选项正确；由于弹力与压缩量成正比，且克服弹力做功等于弹性势能的增加量，即kx 02·x 0＝E pm ＝3mgx 0，得k ＝6mg x 0，故D 选项错；小球从O 到B 的过程中由于弹力越来越大，所以小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，当mg ＝kx ′时速度最大，动能最大，即x ′＝mg k ＝16x 0，最大速度为v m ，即k ·16x 02·16x 0＋12m v 2m ＝mg (2x 0＋16x 0)得v m ＝56gx 06，故A 、B 均错．二、填空题(本题共1小题，共10分，按题目要求作答)9．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m ＝1.00 kg 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O 为第一个点，A 、B 、C 为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)．已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点，当地的重力加速度为9.8 m/s 2，那么(1)纸带的________端(填“左”或“右”)与重物相连；(2)根据图上所得的数据，应取图中O 点到________点来验证机械能守恒定律；(3)从O 点到(2)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔE p ＝________J ，动能增加量ΔE k ＝________J ．(结果取三位有效数字)解析：由题意知，O 点为第一个点，所以纸带的左端与重物相连，为了减小误差和便于求重物动能的增加量，可取题图中O 点到B 点来验证机械能守恒定律，此过程中重力势能的减少量ΔE p ＝mgh OB ＝1.00×9.8×19.25×10－2 J ≈1.89 J.打B 点时重物的瞬时速度v B ＝OC －OA 2T ＝(22.93－15.55)×10－22×0.02m/s ＝1.845 m/s.所以动能增量ΔE k ＝12m v 2B ＝12×1.00×1.8452 J ≈1.70 J. 答案：(1)左 (2)B (3)1.89 1.70三、计算题(本题共4小题，共42分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)10．(8分)质量为2 000 kg ，额定功率为80 kW 的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为20 m/s.若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s 2，运动中的阻力不变，求：(1)汽车所受阻力的大小；(2)3 s 末汽车的瞬时功率．解析：(1)设汽车所受阻力为f ，当汽车达到最大速度时有P ＝F v ＝f v m (1分)所以f ＝P v m ＝80×10320N ＝4×103 N ．(1分) (2)由牛顿第二定律得F －f ＝ma则F ＝f ＋ma (1分)汽车达到匀加速运动的最大速度为v ＝P F(1分) 又据运动学公式v ＝at (1分)匀加速运动的时间为t ＝5 s ．(1分)所以3 s 末汽车的瞬时功率P ＝F v 3＝(f ＋ma )at 3＝(4×103＋2 000×2)×2×3 W ＝4.8×104 W ．(2分)答案：(1)4×103 N (2)4.8×104 W11. (10分)如图所示，质量为M ＝0.2 kg 的木块放在水平台面上，台面比水平地面高出h ＝0.20 m ，木块距水平台的右端L ＝1.7 m ．质量为m ＝0.10M 的子弹以v 0＝180 m/s 的速度水平射向木块，当子弹以v ＝90 m/s 的速度水平射出时，木块的速度为v 1＝9 m/s(此过程作用时间极短，可认为木块的位移为零)．若木块落到水平地面时的落地点到台面右端的水平距离为l ＝1.6 m ，求：(g 取10 m/s 2)(1)木块对子弹所做的功W 1和子弹对木块所做的功W 2；(2)木块与台面间的动摩擦因数μ.解析：(1)由动能定理得，木块对子弹所做的功为W 1＝12m v 2－12m v 20＝－243 J(2分) 同理，子弹对木块所做的功为W 2＝12M v 21＝8.1 J ．(2分) (2)设木块离开台面时的速度为v 2，木块在台面上滑行阶段对木块由动能定理，有－μMgL ＝12M v 22－12M v 21(3分) 木块离开台面后的平抛阶段l ＝v 22h g(2分)解得μ＝0.50.(1分)答案：(1)－243 J 8.1 J (2)0.5012．(10分)如图所示为一种摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆．摆锤的质量为m ，细杆可绕轴O 在竖直平面内自由转动，摆锤重心到O 点距离为L .测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与O 等高的位置处静止释放．摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离s (s ≪L )，之后继续摆至与竖直方向成θ角的最高位置．若摆锤对地面的压力可视为大小为F 的恒力，重力加速度为g ，求(1)摆锤在上述过程中损失的机械能；(2)在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功；(3)橡胶片与地面之间的动摩擦因数．解析：(1)选从右侧最高点到左侧最高点的过程研究．因为初、末状态动能为零，所以全程损失的机械能ΔE 等于减少的重力势能，即：ΔE ＝mgL cos θ.①(2分)(2)对全程应用动能定理：W G ＋W f ＝0②(1分)W G ＝mgL cos θ③(1分)由②③得W f ＝－W G ＝－mgL cos θ.④(2分)(3)由滑动摩擦力公式得f ＝μF ⑤(1分)摩擦力做的功W f ＝－fs ⑥(1分)④⑤式代入⑥式得：μ＝mgL cos θFs.(2分) 答案：(1)mgL cos θ(2)－mgL cos θ(3)mgL cos θFs13．(14分)(2013·高考浙江卷)山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如下．图中A 、B 、C 、D 均为石头的边缘点，O 为青藤的固定点，h 1＝1.8 m ，h 2＝4.0 m ，x 1＝4.8 m ，x 2＝8.0 m ．开始时，质量分别为M ＝10 kg 和m ＝2 kg 的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头的A 点水平跳至中间石头．大猴抱起小猴跑到C 点，抓住青藤下端，荡到右边石头上的D 点，此时速度恰好为零．运动过程中猴子均可看成质点，空气阻力不计，重力加速度g ＝10 m/s 2，求：(1)大猴从A 点水平跳离时速度的最小值；(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小；(3)猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小．解析：(1)设猴子从A 点水平跳离时速度的最小值为v min ，根据平抛运动规律，有h 1＝12gt 2①(1分)x 1＝v min t ②(1分)联立①、②式，得v min ＝8 m/s.③(2分)(2)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设荡起时速度为v C ，有(M ＋m )gh 2＝12(M ＋m )v 2C ④(2分) v C ＝2gh 2＝80 m/s ≈9 m/s.⑤(2分)(3)设拉力为T ，青藤的长度为L .对最低点，由牛顿第二定律得T －(M ＋m )g ＝(M ＋m )v 2C L⑥(2分) 由几何关系(L －h 2)2＋x 22＝L 2⑦(1分)得：L ＝10 m ⑧(2分)综合⑤、⑥、⑧式并代入数据解得：T ＝(M ＋m )g ＋(M ＋m )v 2C L＝216 N ．(1分) 答案：(1)8 m/s (2)约9 m/s (3)216 N1．“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200 km 的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟．已知引力常量G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2，月球半径为1.74×103 km.利用以上数据估算月球的质量约为( )A ．8.1×1010 kgB ．7.4×1013 kgC ．5.4×1019 kgD ．7.4×1022 kg解析：选D ．天体做圆周运动时都是万有引力提供向心力，“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律知：GMm r 2＝4π2mr T 2，得M ＝4π2r 3GT2，其中r ＝R ＋h ，代入数据解得M ＝7.4×1022 kg ，选项D 正确．2．宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动．根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的是( )A ．双星相互间的万有引力减小B ．双星做圆周运动的角速度增大C ．双星做圆周运动的周期增大D ．双星做圆周运动的半径增大解析：选B ．距离增大万有引力减小，A 正确；由m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2及r 1＋r 2＝r 得，r 1＝m 2r m 1＋m 2，r 2＝m 1r m 1＋m 2，可知D 正确；F ＝G m 1m 2r 2＝m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2，r 增大F 减小，r 1增大，故ω减小，B 错；由T ＝2πω知C 正确． 3．美国宇航局曾发布声明宣布，通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星．该行星被命名为开普勒－22b(kepler －22b)，距离地球约600光年之遥，体积是地球的2.4倍．这是目前被证实的从大小和运行轨道来说最接近地球形态的行星，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一圈．若行星开普勒－22b 绕恒星做圆周运动的轨道半径可测量，万有引力常量G 已知．根据以上数据可以估算的物理量有( )A ．行星的质量B ．行星的密度C ．恒星的质量D ．恒星的密度解析：选C ．由万有引力定律和牛顿第二定律知卫星绕中心天体运动的向心力由中心天体对卫星的万有引力提供，由G Mm r 2＝mr 4π2T 2求得恒星的质量M ＝4π2r 3GT2，所以选项C 正确． 4.2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家．如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的( )A ．线速度大于地球的线速度B ．向心加速度大于地球的向心加速度C ．向心力仅由太阳的引力提供D ．向心力仅由地球的引力提供解析：选AB ．飞行器与地球同步绕太阳做圆周运动，所以ω飞＝ω地，由圆周运动线速度和角速度的关系v ＝rω得v 飞＞v 地，选项A 正确；由公式a ＝rω2知，a 飞＞a 地，选项B 正确；飞行器受到太阳和地球的万有引力，方向均指向圆心，其合力提供向心力，故C 、D 选项错．5．如图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图．首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月面高度为h 1处悬停(速度为0，h 1远小于月球半径)；接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h 2处的速度为v ，此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面，已知探测器总质量为m (不包括燃料)，地球和月球的半径比为k 1，质量比为k 2，地球表面附近的重力加速度为g ，求：月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小．解析：设地球的质量和半径分别为M 和R ，月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为M ′、R ′和g ′，探测器刚接触月面时的速度大小为v t .由mg ′＝G M ′m R ′2和mg ＝G Mm R 2，得g ′＝k 21k 2g . 由v 2t －v 2＝2g ′h 2，得v t ＝v 2＋2k 21gh 2k 2. 答案：k 21k 2g v 2＋2k 21gh 2k 21．“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200 km 的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟．已知引力常量G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2，月球半径为1.74×103 km.利用以上数据估算月球的质量约为( )A ．8.1×1010 kgB ．7.4×1013 kgC ．5.4×1019 kgD ．7.4×1022 kg解析：选D ．天体做圆周运动时都是万有引力提供向心力，“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律知：GMm r 2＝4π2mr T 2，得M ＝4π2r 3GT2，其中r ＝R ＋h ，代入数据解得M ＝7.4×1022 kg ，选项D 正确．2．宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动．根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的是( )A ．双星相互间的万有引力减小B ．双星做圆周运动的角速度增大C ．双星做圆周运动的周期增大D ．双星做圆周运动的半径增大解析：选B ．距离增大万有引力减小，A 正确；由m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2及r 1＋r 2＝r 得，r 1＝m 2r m 1＋m 2，r 2＝m 1r m 1＋m 2，可知D 正确；F ＝G m 1m 2r 2＝m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2，r 增大F 减小，r 1增大，故ω减小，B 错；由T ＝2πω知C 正确． 3．美国宇航局曾发布声明宣布，通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星．该行星被命名为开普勒－22b(kepler －22b)，距离地球约600光年之遥，体积是地球的2.4倍．这是目前被证实的从大小和运行轨道来说最接近地球形态的行星，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一圈．若行星开普勒－22b 绕恒星做圆周运动的轨道半径可测量，万有引力常量G 已知．根据以上数据可以估算的物理量有( )A ．行星的质量B ．行星的密度C ．恒星的质量D ．恒星的密度解析：选C ．由万有引力定律和牛顿第二定律知卫星绕中心天体运动的向心力由中心天体对卫星的万有引力提供，由G Mm r 2＝mr 4π2T 2求得恒星的质量M ＝4π2r 3GT2，所以选项C 正确． 4.2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家．如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的( )A ．线速度大于地球的线速度B ．向心加速度大于地球的向心加速度C ．向心力仅由太阳的引力提供D ．向心力仅由地球的引力提供解析：选AB ．飞行器与地球同步绕太阳做圆周运动，所以ω飞＝ω地，由圆周运动线速度和角速度的关系v ＝rω得v 飞＞v 地，选项A 正确；由公式a ＝rω2知，a 飞＞a 地，选项B 正确；飞行器受到太阳和地球的万有引力，方向均指向圆心，其合力提供向心力，故C 、D 选项错．5．如图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图．首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月面高度为h 1处悬停(速度为0，h 1远小于月球半径)；接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h 2处的速度为v ，此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面，已知探测器总质量为m (不包括燃料)，地球和月球的半径比为k 1，质量比为k 2，地球表面附近的重力加速度为g ，求：月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小．解析：设地球的质量和半径分别为M 和R ，月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为M ′、R ′和g ′，探测器刚接触月面时的速度大小为v t .由mg ′＝G M ′m R ′2和mg ＝G Mm R 2，得g ′＝k 21k 2g . 由v 2t －v 2＝2g ′h 2，得v t ＝v 2＋2k 21gh 2k 2. 答案：k 21k 2g v 2＋2k 21gh 2k 2。

2018-2019学年教科版物理高一必修二练习：第四章_机械能和能源4.2_word版含解析

2.功率课后作业提升一、选择题1.下列对功率的理解,正确的是()A.功率大说明物体做功多B.功率小说明物体做功少C.物体做功越多,其功率越大D.物体做功越快,其功率越大解析:功率大小表示做功快慢,功率越大,做功越快,D正确.答案:D2.汽车以恒定功率沿公路做直线运动,途中通过一块沙地.汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力,且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力.汽车在驶入沙地前已做匀速直线运动,它在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内,位移s随时间t的变化关系可能是()解析:汽车由公路驶入沙地,受到的阻力变大,汽车减速;当汽车驶出沙地,受到的阻力变小,汽车的速度变大,稳定后的速度与驶进沙地前的速度相等,在沙地的速度也不会为零,A项正确.答案:A3.质量为5t的汽车在水平路面上由静止开始以2.2m/s2的加速度做匀加速直线运动,所受阻力是1.0×103 N,则汽车起动后第1s末发动机的瞬时功率是()A.2kWB.11kWC.20kWD.26.4kW解析:由牛顿第二定律得F-f=ma,所以F=ma+f=1.2×104N.由v=at知汽车起动后第1s末的速度为v=2.2m/s由P=Fv得第1s末发动机的瞬时功率P=1.2×104×2.2W=2. 64×104W,D正确.答案:D4.飞行员进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态开始下摆,如图所示.到达竖直状态的过程中,飞行员受到的重力的瞬时功率变化情况是()A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大答案:C5.质量为m的物体从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动,在运动时间为t的过程中合外力对它做功的平均功率为()A.ma2tB. ma2tC.2ma2tD.ma2t解析:物体所受的合外力为F=ma,t时间内位移为x=at2.由P=可知,合外力做功的平均功率为P=ma2t.答案:B6.如图所示,一个小孩站在船头,用同样大小的力拉绳.在甲、乙两种情况中,经过相同的时间t(船未碰撞),小孩做的功W1、W2及功率P1、P2的关系为()A.W1>W2,P1=P2B.W1=W2,P1=P2C.W1<W2,P1<P2D.W1<W2,P1=P2解析:小孩做的功,在甲情况下是指对自身(包括所站的船)做的功,在乙情况下除对自身(包括所站的船)做的功外,还包括对另一小船做的功.在两种情况下由于力相同,则小孩自身及所站的小船在两种情况下的加速度也相同,因而位移也就相等了.这样,两种情况中小孩对自身(包括所站的船)所做的功相等,但在乙情况下小孩还对另一小船做了功,因此W1<W2,又由功率的定义式P=得P1<P2.答案:C二、非选择题7.一个质量为4kg的木块,沿倾角为37°的光滑斜面由静止开始下滑.(g取10m/s2,sin37°=0.6)求:(1)木块下滑4s时重力的瞬时功率;(2)在这4s内重力的平均功率.解析:(1)木块沿斜面匀加速下滑,由牛顿第二定律得mg sin37°=ma①4s末木块的速度为v=at②由①②式解得a=6m/s2,v=24m/s木块下滑4s时重力的瞬时功率为P=mgv sin37°=2×10×24×0.6W=288W.(2)木块在4s内的位移为x=at2=×6×42m=48m在这4s内重力的平均功率为W=144W.答案:(1)288W(2)144W8.一辆总质量为15t的卡车,其额定功率是180kW,假定它在平直的公路上运动时受到的阻力是卡车总重的0.03倍,试求:(1)卡车以1.5m/s2的加速度由静止开始匀加速运动所经历的时间.(2)分析卡车的运动情况,并求出卡车运动的最大速度.解析:(1)卡车以恒定的加速度a=1.5m/s2加速时,由牛顿第二定律得:F-f=ma,所以F=f+ma=0.3×15000×10N+15000×1.5N=27000N在此阶段卡车的牵引力保持不变,但卡车的速度不断增加,卡车的实际功率不断增大,当功率增大到额定功率时,P额=Fv所以v=m/s所以t=s=4.4s.(2)当达到额定功率后,随着车速的增大,牵引力变小,加速度变小,当加速度减小到0时,卡车速度达到最大,之后做匀速运动,此时F=f故v max= m/s=40m/s.答案:(1)4.4s(2)见解析40m/s。

高中物理第四章机械能和能源能量与功练习(基础篇)教科版必修2

能量与功(基础篇)一、选择题：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 ．力对物体做功小，说明物体的受力一定小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．下列关于重力势能的说法正确的是（）A ．重力势能的大小只由重物本身决定B ．重力势能恒大于零C ．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零D ．重力势能实际上是物体和地球所共同决定的3．与物体动能有关的因素有（）A ．物体的质量B ．物体的速度C ．物体和参考平面之间的高度差D ．物体的大小4．伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地达到与它开始点相同高度的点，决不会更高一点，也不会更低一点．这说明小球在运动过程中有“某个量”是不变的，这个“量”应是（）A ．力B ．势能C ．速度D ．能量5．如图所示的四幅图是小新提包回家的情景，小新对提包的拉力没有做功的是（）6．以一定的初速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为h ，空气阻力的大小恒为f F ，则从抛出点至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为（）A ．0B ．f F h -C ．2f F h -D ．4f F h -7．如图所示吗，细绳悬挂一个小球在竖直平面内来回摆动，在小球从P 点向Q 点运动的过程中（）A ．小球动能先减小后增大B ．小球动能一直减小C ．小球重力势能先增大后减小D ．小球重力势能先减小后增大8．如图所示，物体A 、B 叠放着，A 用绳系在固定的墙上，用力F 拉着B 向右运动．用F 拉、F AB 、F BA 分别表示绳中拉力、A 对B 的摩擦力和B 对A 的摩擦力，则下列叙述中正确的是（）A ．F 做正功，F AB 做负功，F BA 做正功，F 拉不做功B ．F 、F BA 做正功，F AB 、F 拉不做功C ．F 做正功，F AB 做负功，F BA 和F 拉不做功D ．F 做正功，其他力都不做功9．下列现象中，做了功的是（）A ．人推墙而墙不动时人的推力B ．在平直公路上行驶的汽车受的重力C ．马拉车而拉不动时马的拉力D ．起重机向上吊起货物时悬绳的拉力10．质量为m 的物体始终固定在倾角为θ的斜面上，下列说法正确的是（）A ．若斜面水平向右匀速运动距离l ，斜面对物体没有做功B ．若斜面向上匀速运动距离l ，斜面对物体做功为mglC ．若斜面水平向左以加速度a 运动距离l ，斜面对物体做功为malD ．若斜面向下以加速度a 运动距离l ，斜面对物体做功为m(g+a)l11．如图所示，在加速向左运动的车厢中，一人用力向前推车厢(人与车厢始终保持相对静止)，则下列说法正确的是（）A ．人对车厢做正功B ．车厢对人做负功C ．人对车厢做负功D ．车厢对人做正功12．关于两物体间的作用力和反作用力的做功情况是（）A ．作用力做功，反作用力一定做功B ．作用力做正功，反作用力一定做负功C ．作用力和反作用力可能都做负功D ．作用力和反作用力做的功一定大小相等，且两者代数和为零13．在同一高度处让三个质量相同的小球a 、b 、c 分别自由下落、竖直上抛、竖直下抛．设三球运动过程中所受空气阻力大小恒定，则当三球落到同一水平面上时，重力做功分别为a W 、b W 、c W 小球克服空气阻力做功fa W 、fb W 、fc W ，则（）A ．a c b W W W =<，fa fc fb W W W =<B ．a c b W W W ==，fa fc fb W W W ==C ．a c b W W W ==，fa fc fb W W W =<D ．a c b W W W <<，fa fc fb W W W <<二、解答题：1．如图所示，在光滑地面上，一弹簧的一端固定在竖直墙上，另一端连着一个小球，用力压缩弹簧，释放后，试分析能量转化的情况．2．17世纪初，伽利略在研究中发现了“摆球的等高性”．图中是他当时研究的装置图(叫伽利略摆)．将小铁球拉到一定高度，然后释放，观察小球能摆多高，在哪个位置速度最大．在铁架上再加一个细杆，使得小球运动到最低点时，悬挂小球的细线被细杆挡住．将小球拉到与先前同样的高度，然后释放，观察小球能摆多高，在哪个位置速度最大．做伽利略实验，你观察到的结果是什么?先尝试用牛顿运动定律进行解释，再用在本节中学习的知识进行解释．3．如图所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F 开始提升原来静止的质量为m ＝10 kg 的物体，以大小为a ＝2m/s 2的加速度上升，求前3s 内力F 做的功．(g 取10 m/s 2)4．质量为M 的长木板放在光滑的水平面上(如图所示)，一个质量为m 的滑块以某一速度沿木板表面从A 点滑至B 点，在木板上前进了L ，而木板前进了s ．若滑块与木板间的动摩擦因数为μ，问：(1)摩擦力对滑块所做的功为多大?(2)摩擦力对木板所做的功为多大?5．质量为M 的人手握轻绳的一端站在质量为m 的木板上，绳索的另一端绕过定滑轮拴住木板，木板放在光滑固定水平台面上，如图所示．当人用力F 拉绳时，人和板共同加速前进，如果人与木板的质量关系为M ＞m ，则板对人的摩擦力f F ＝________F ，对人做________功；如果是M ＜m ，则f F ＝________F ，对人做________功．【答案与解析】一、选择题：1、D2．D解析：重力势能由物体的质量、地球表面的重力加速度、相对参考面的高度共同决定，所以D 正确．3．A 、B解析：动能跟物体的质量和速度有关，物理学已经证明，动能的表达式为2k E kmv =，其中k 为比例常数，m 为物体的质量，v 为物体的运动速度．对于同一物体，物体的速度大小和参考系的选择有关，选择不同的参考系时，物体的速度可能不同，动能也可能不同．4．D解析：在伽利略的斜面实验中，小球从一个斜面到另一个斜面，斜面弹力是不同的，势能先减小后增大，速度先增大后减小，所以A 、B 、C 错，不变的“量”应是能量，包括动能和势能，D 对．5．B6、C解析：阻力对物体做功与物体经过的路径有关，由于空气阻力恒为f F ，且f F 与v 的夹角在上升过程和下降过程中始终为π，故从抛出到落回抛出点摩擦力做功为2f F h -。

高中物理第四章机械能和能源本章测评4(含解析)教科版必修2-教科版高一必修2物理试题

机械能和能源本章测评(时间:60分钟,总分为:100分)一、选择题(此题共10小题,每一小题6分,共60分)1.如下列图,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.斜向上,对人做正功解析:人随扶梯沿斜面加速上升,人受到的力有重力、支持力和水平向右的静摩擦力.且静摩擦力方向与运动方向的夹角小于90°,故静摩擦力对人做正功,只有C正确.答案:C2.人们设计出磁浮列车,列车能以很大速度行驶.列车的速度很大,是采取了如下哪些可能的措施( )A.减小列车的质量B.增大列车的牵引力C.减小列车所受的阻力D.增大列车的功率解析:当列车以最大速度行驶时,牵引力与阻力大小相等,有P=Fv=fv,故v=,要增大速度,一方面增大列车的功率,另一方面减小列车所受的阻力,故C、D正确.答案:CD3.如下几种情况,系统的机械能守恒的是( )A.图(a)中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动B.图(b)中运动员在蹦床上越跳越高C.图(c)中小车上放一木块,小车的左侧有弹簧与墙壁相连.小车在左右振动时,木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计)D.图(c)中如果小车振动时,木块相对小车有滑动解析:题图(a)中只有重力做功,机械能守恒;图(b)中人体内的化学能转化为系统的机械能,故机械能不守恒;图(c)中假设木块相对于小车无滑动,如此只有弹簧的弹力做功,弹簧和小车与木块构成的系统机械能守恒,假设木块相对小车有滑动,如此要有内能产生,系统的机械能减少.答案:AC4.如下列图,某同学利用橡皮条将模型飞机弹出,在弹出过程中,如下说法正确的答案是( )A.橡皮条收缩,弹力对飞机做功B.飞机的动能增加C.橡皮条的弹性势能减少D.飞机的重力势能减小,转化为飞机的动能解析:弹力对飞机做功,橡皮条的弹性势能减少,弹性势能转化为飞机的动能和重力势能.答案:ABC5.如下列图,光滑的斜劈放在水平面上,斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球,当整个装置沿水平面以速度v匀速运动时,以下说法正确的答案是( )A.小球的重力不做功B.斜面对球的弹力不做功C.挡板对球的弹力不做功D.以上三种说法均不正确解析:小球所受两个弹力均与位移方向不垂直,故都做功,B、C、D错;重力方向与位移方向垂直,重力不做功,A对.答案:A6.物体做自由落体运动,E k代表动能,E p代表势能,h代表下落的距离,以水平地面为零势能面.如下所示图像中,能正确反映各物理量之间关系的是( )解析:由机械能守恒定律:E p=E-E k,故势能与动能的图像为倾斜的直线,C错;由E p=E-mgh,故势能与h 的图像也为倾斜的直线,D错;由E p=E-mv2,故势能与速度的图像为开口向下的抛物线,B对;同理E p=E-mg2t2,势能与时间的图像也为开口向下的抛物线,A错.答案:B7.质量为m的物体以速度v0从地面竖直上抛,当它抛到离地面h高处时,它的动能和势能正好相等,这个高度是( )A. B.C. D.解析:取地面为零势能面,根据机械能守恒定律得:mv2+mgh,即=2mgh,解得:h=.答案:C8.如下列图,在抗洪救灾中,一架直升机通过绳索,用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱,使其由水面开始加速上升到某一高度.假设考虑空气阻力而不考虑空气浮力,如此在此过程中,以下说法正确的有( )A.力F所做的功减去抑制阻力所做的功等于重力势能的增量B.木箱抑制重力所做的功等于重力势能的增量C.力F、重力、阻力三者合力所做的功等于木箱动能的增量D.力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量解析:木箱重力势能的增量等于木箱抑制重力所做的功,选项B正确;动能的增量等于外力做的总功,即W F-W G-W f=ΔE k,选项C正确;W F-W f=ΔE k+W G=ΔE k+ΔE p,选项A错误;木箱机械能的变化等于除重力之外其他力做的功,即ΔE=W F-W f,选项D正确.答案:BCD9.如下列图,小球从竖直砖墙某位置由静止释放,用频闪照相机在同一底片上屡次曝光,得到了图中1、2、3、4、5……所示下落小球运动过程中每次曝光的位置.连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度均为d,该同学没有查到当地重力加速度的值,根据图上的信息和条件,如下判断正确的答案是( )A.能求出小球在位置“3〞的动能B.能求出小球下落的加速度C.能判断位置“1〞是小球无初速度释放的位置D.能验证小球下落过程中机械能是否守恒解析:小球的质量未知,动能无法求出;加速度可由公式Δx=at2求出;不是无初速度释放的位置,不满足相邻距离奇数之比关系;当地的重力加速度未知,不能验证小球下落过程中机械能是否守恒.答案:B10.如图,外表光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦).初始时刻,A、B处于同一高度并恰好处于静止状态.剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑,如此从剪断轻绳到物块着地,两物块( )A.速率的变化量不同B.机械能的变化量不同C.重力势能的变化量一样D.重力做功的平均功率一样解析:剪断轻绳后,对A由机械能守恒得m A gh=m A-0,v A=,速率变化量Δv A=v A-0=,对B同理m B gh=m B-0,速率变化量Δv B=v B-0=,它们相等,选项A错误;两个物体运动过程中机械能分别守恒,因而机械能的变化量都为零,选项B错误;A、B静止时m A g=m B g sinθ,如此m A<m B,重力势能的减少量等于重力做的功,分别为W A=m A gh、W B=m B gh,后者较大,C错误;根据h=可得A、B下滑时间;根据平均功率P=可得P A=P B,选项D正确.答案:D二、填空题(此题共1小题,每空2分,共14分)11.“验证机械能守恒定律〞的实验采用重物自由下落的方法.(g取10m/s2)(1)用公式mv2=mgh时,对纸带上起点的要求是初速度为,为达到此目的,所选择的纸带第一、二两点间距应接近.(2)假设实验中所用重锤质量m=1kg,打点纸带如图甲所示,打点时间间隔为0.02s,如此记录B点时,重锤速度v B=,重锤的动能E k B=,从开始下落起至B点,重锤的重力势能减少量是,因此可得出的结论是.(3)根据纸带算出相关各点的速度值,量出下落的距离,如此以为纵轴,以h为横轴画出的图线应是图乙中的.答案:(1)0 2mm(2)0.590m/s 0.174J 0.176J在误差范围内,自由落体运动中机械能守恒(3)C三、解答题(此题共2小题,共26分)12.(13分)如下列图,光滑斜轨和光滑圆轨相连,固定在同一竖直面内,圆轨的半径为R,一个小球(可视为质点),从离水平面高h处由静止自由下滑,由斜轨进入圆轨.求:(1)为了使小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨,h应至少多高?(2)假设小球到达圆轨最高点时圆轨对小球的压力大小恰好等于它自身重力大小,那么小球开始下滑时的h是多大?解析:(1)小球刚好不脱离圆轨,在最高点由牛顿第二定律得:mg=m①小球由斜轨至圆轨最高点过程,由动能定理得:mg(h-2R)=mv2②联立①②解得:h=R故h≥R时小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨,高度至少为R.(2)小球在最高点由牛顿第二定律得:N+mg=m③又有:N=mg④小球由斜轨至圆轨最高点过程,由动能定理得:mg(h-2R)=mv2⑤联立③④⑤解得:h=3R.答案:(1)R(2)3R13.(13分)在游乐节目中,选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上.如下列图,将选手简化为质量m=60kg的质点,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角α=53°,绳的悬挂点O 距水面的高度为 H=3m.不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深.g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F.(2)假设绳长l=2m,选手摆到最高点时松手落入水中.设水对选手的平均浮力f1=800N,平均阻力f2=700N,求选手落入水中的深度d.解析:(1)由机械能守恒定律得mgl(1-cos α)=mv2选手做圆周运动,有F'-mg=m解得F'=(3-2cos α)mg且选手对绳的拉力F=F'如此F=1080N.(2)由动能定理得mg(H-l cos α+d)-(f1+f2)d=0如此d=,解得d=1.2 m.答案:(1)1080N (2)1.2m。

粤教版高中物理必修二第四章机械能和能源同步练习(二).docx

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第四章机械能和能源同步练习(二)一、选择题1、媒、石油、天然气和生物能作为能源的共同特点是（）A、可再生能源，取之不尽，用之不竭B、不可再生资源，用一点，少一点C、来自太阳辐射的能量D、污染环境的能源2、关于功和能的关系，下列说法中正确的是（）A.功和能的单位相同，意义也完全相同B外力对物体不做功，这个物理就没有能量C做功越多，物体具有的能量就越大D能量转化的多少可以用功来度量3．两个质量不等的小铁块A和B，分别从两个高度相同的光滑斜面和圆弧斜坡的顶点由静止滑向底部，如图所示，下列说法中正确的是（）A．下滑过程重力所做的功相等B．它们到达底部时动能相等C．它们到达底部时速率相等D．它们分别在最高点时机械能总和跟到达最低点时的机械能总和相等．4．如图所示，小球作平抛运动的初动能为6J，从倾角为30°的斜面上抛出并且落在该斜面上．若不计空气的阻力，则它落到斜面上的动能为（）A、10J B．12J C、14J D．8J5．质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是 ( )A．物体重力势能减少13 mghB．物体的机械能减少23mghC．物体的动能增加13 mghD．重力做功mgh6．质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F 的水平恒力作用在该木板上，在t＝t1时刻力F的功率是（）7、以初速V竖直上抛一个小球，若不计空气阻力，在上升过程中，从抛出到小球动能减少一半所经过的时间（）8．小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑水平地面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力( )A．垂直于接触面，做功为零B．垂直于接触面，做功不为零C．不垂直于接触面，做功为零D．不垂直于接触面，做功不为零9、如图所示，m1﹥m2滑轮光滑，且质量不计，在m1下降一段距离（不计空气阻力）的过程中，下列说法正确的是（）10．质量为m的物体以速度V从地面竖直上抛，当它运动到离地面h高处时它的动能和势能正好相等，这个高度是( )二、填空题11．如图所示，ABCD为固定在竖直面内的槽形轨道．其中BCD段为L/2圆周轨道，其半径r=1.15m，B、D两点与圆心O等高，一质量为m=1.0kg的质点从A点由静止开始下滑，经B点时的速度大小为6m/s，经D点时的速度大小为4m/s，从D点飞离轨道后被接住，则质点经过轨道最低点C时的速度大小为______m/s，（g取10m/s2）12．在光滑水平面上有一静止的物体，现以水平恒力甲推这一物体，作用一段时间后，换成相反方向的水平恒力乙推这一物体，当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为32J．则在整个过程中：恒力甲做功_____J。

高中物理第4章《机械能和能源》测试2教科版必修2

9．汽车的额定功率为 90KW，当水平路面的阻力为 f 时，汽车行驶的最大速度为 v 。则
（）：
A．如果阻力为 2 f ，汽车最大速度为 v 。 2
1
B．如果汽车牵引力为原来的二倍，汽车的最大速度为
2v。
C．如果汽车的牵引力变为原来的
1 ，汽车的额定功率就变为 2
45KW。
D．如果汽车做匀速直线运动，汽车发动机的输出功率就是
11． 1 mgh ， mgh
gh ， mgh
gh
， 1∶ 3
4
L 2 2L 2
12． v2 2gh ， mgh+ 1 mv2 2
13 ． 4m/s 40J
3gl
14．
2
15 ． 8P 16 ． 7.62 ； 7.56
17. 解答： E k 0 ，增加的弹性势能
Ep
1 k(L
x0) 2 ，
2
减少的重力势能 E p mgL, E p Ek
离地面高为 h，设桌面处物体重力势能为零，空气阻力不计，那么，小球落
地时的机械能为（
）
A.mgh B.mgH C.mg(H+h) D. mg(H-h)
4．下面各个实例中，机械能守恒的是（
）
图1
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
90KW。
10．如图 3 所示，物体从 A处开始沿光滑斜面 AO下滑，又在粗糙水平面上滑动，最
终停在 B 处。已知 A 距水平面 OB的高度为 h ，物体的质
量为 m，现将物体 m从 B点沿原路送回至 AO的中点 C处，

投坟学校高一物理2 第四章《机械能和能源》练习

抢孝州均抛市投坟学校高一物理必修2 第四章<机械能和能源>练习一、知识回忆〔每空1分，共40分〕1．功：力对物体所做的功于的大小、的大小以及和夹角的的乘积。

表达式为：。

功是量，单位为。

2．动能：物体由于而具有的能量，E k = 。

3．重力势能：物体由于被而具有的能量，E p = 。

4．弹性势能：物体由于发生而具有的能量，221kx E k。

5．动能理：合外力对物体所做的功于物体的变化。

表达式为：。

6．机械能：与的统称。

7．机械能守恒律：在只有做功的情形下，物体的和发生相互转化，而总的保持不变。

表达式为：。

8．自然界存在不同形式的能量：有机械能、、、。

9．能量守恒律：能量既不会凭空，也不会凭空，它只能从一种形式为另一种形式，或者从一个物体到另一个物体，在转化或转移的过程中其不变。

10．功率：单位时间内的多少。

义式：，单位：。

另一表达式：。

11．按照下表的能源分类法，填写能源的名称：二、稳固练习〔共60分〕〔一〕单项选择题〔每题3分，共48分〕1.〔93-5〕一物体质量为1kg,速度为10m/s，它的动能是A．5J B．10J C．50J D．100J2.〔93-7〕把质量为m的物体，匀速地拉高h，那么A．重力做负功，拉力做正功 B．重力做正功，拉力做负功C．重力做负功，拉力做负功 D．重力做正功，拉力做正功3.〔94-4〕甲抽水机每秒把30kg的水抽到10m高的水塔，乙抽水机每秒把15kg的水抽到20m高的水塔。

那么A．甲抽水机的功率较大 B．甲乙两抽水机的功率相C．半小时内乙抽水机做的功较多 D．半小时内甲抽水机做的功较多4.〔95-5〕当的质量不变，速度增大为原来的多少倍时，它的动能增大为原来的4倍？A．2倍 B．3倍 C．4倍 D．无法确5.〔97-13〕质量为m的物体从高h处自由落下，不计空气阻力。

当它下落到高度为3 4h处时，它的动能大小于A．mgh B．14mgh C．12mgh D．34mgh6.〔99-11〕一台功率是10kW的吊机。

2020年高中教科版物理必修2第四章《机械能和能源》测试卷

第四章《机械能和能源》测试卷一、单选题(共15小题)1.如图所示，撑杆跳是运动会中常见的比赛项目，用于撑起运动员的杆要求具有很好的弹性，下列关于运动员撑杆跳起过程的说法正确的是()A．运动员撑杆刚刚触地时，杆弹性势能最大B．运动员撑杆跳起到达最高点时，杆弹性势能最大C．运动员撑杆触地后上升到最高点之前某时刻，杆弹性势能最大D．以上说法均有可能2.关于弹性势能，下列说法中正确的是()A．弹簧处于自然状态时其本身仍具有弹性势能B．弹簧伸长时有弹性势能，压缩时没有弹性势能C．在弹性限度内，同一个弹簧形变量越大，弹性势能就越大D．火车车厢底下的弹簧比自行车座底下的弹簧硬，则将它们压缩相同的长度时，火车车厢底下的弹簧具有的弹性势能小3.某辆汽车在行驶过程中的最大输出功率与速度大小的关系如图，已知该车质量为m＝2×103kg，在某平直路面上行驶，阻力恒为F f＝3×103N．若汽车从静止开始以恒定加速度a＝0.5 m/s2做匀加速运动，则此匀加速过程能持续的时间大约为()A．32 s B．48 s C．60 s D．68 s4.如图所示是蹦床运动员在空中表演的情景．在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中，蹦床的弹性势能和运动员的重力势能变化情况分别是()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5.在下面四种情况下，推力做功最多的是()A．10 N的水平力推一质量为1 kg的物体，在光滑水平面上前进1 mB．5 N的水平力推一质量为2 kg的物体，在光滑水平面上前进2 mC．10 N的水平力推一质量为2 kg的物体，在粗糙的水平面上前进1 mD．5 N的水平力推一质量为1 kg的物体，在光滑水平面上前进3 m6.甲、乙两物体的质量相同，速度之比v甲∶v乙＝3∶1，它们的动能之比E k甲∶E k乙等于()A．1∶1 B．1∶3C．3∶1 D．9∶17.质量为m的物体静止在粗糙的水平面上，若物体受一水平力F作用通过的位移为s时，它的动能为E1；若静止物体受一水平力2F作用通过相同位移时，它的动能为E2，则()A．E2＝E1 B．E2＝2E1C．E2>2E1 D．E1<E2<2E18.如图所示，一箱苹果沿着倾角为θ的有摩擦的斜面加速下滑，在箱子正中央夹有一只质量为m的苹果，它周围苹果对它作用力的合力()A．对它做正功B．对它做负功C．对它不做功D．无法确定做功情况9.如图所示，一个粗细均匀的U形管内装有同种液体，液体质量为m.在管口右端用盖板A密闭，两边液面高度差为h，U形管内液体的总长度为4h，拿去盖板，液体开始运动，由于管壁的阻力作用，最终管内液体停止运动，则该过程中产生的内能为()A ．mghB ．mghC ．mghD ．mgh10.如图所示，两个互相垂直的力F1与F2作用在同一物体上，使物体通过一段位移的过程中，力F1对物体做功4 J，力F2对物体做功3 J，则力F1与F2的合力对物体做功为()A．7 J B．1 J C．5 J D．3.5 J11.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．则在圆环下滑到底端的过程中(杆与水平方向夹角为30°)()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mgh D．弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大12.一个质量为m的小球做自由落体运动，那么，在前t 秒内重力对它做功的平均功率及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为(t秒末小球未着地)()A ．＝mg2t2，P ＝mg2t2B ．＝mg2t2，P＝mg2t2C ．＝mg2t，P＝mg2tD ．＝mg2t，P＝2mg2t13.某消防队员从一平台上跳下，下落2 m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身的重心又下降了0.5 m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为()A．自身所受重力的2倍B．自身所受重力的5倍C．自身所受重力的8倍D．自身所受重力的10倍14.如图所示，质量为m的物块从A 点由静止开始下落，加速度是，下落H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C，在由A运动到C的过程中，空气阻力恒定，则()A．物块机械能守恒B．物块和弹簧组成的系统机械能守恒C．物块机械能减少mg(H＋h)D．物块和弹簧组成的系统机械能减少mg(H＋h)15.物块A质量为m，置于光滑水平地面上，其上表面固定一根轻弹簧，弹簧原长为L0，劲度系数为k，如图所示．现将弹簧上端B缓慢的竖直向上提起一段距离L，使物块A离开地面，若以地面为势能零点，则这时物块A具有的重力势能为()A．mg(L＋L0)B．mg(L＋L0＋)C．mg(L－L0＋)D．mg(L－)二、填空题(共3小题)16.小明和小帆同学利用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，对于橡皮筋和小车连接的问题，小明和小帆同学分别有两种接法，你认为正确的是________(填“甲”或者“乙”)17.近年来我国建立了许多风力发电厂．某台风力发电机的输出功率为P，输出电压为U，则输电线上的电流为__________．风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．某台风力发电机风轮机叶片的长度为r，设空气的密度为ρ，气流速度为v，则在时间t 内风轮机可以接受到的最大风能为__________．18.一根长3 m，质量为10 kg的钢管平放在水平面上，现将钢管竖立在水平面上，要克服重力做功________，钢管的重力势能增加________．三、实验题(共3小题)19.为了探究对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿长木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题(打点计时器交流电频率为50 Hz)．(1)为了消除摩擦力的影响应采取的措施：________________________________________________________________________.(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条……并用来进行第1次、第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致，我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W.(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图所示是其中四次实验打出的部分纸带．(4)试根据(2)、(3)中的信息，填写下表.从表中数据可得出结论：________________________________________________________________________.20.图中甲、乙两图都是利用“验证机械能守恒定律”的实验来测量当地的重力加速度g值的装置示意图．已知打点计时器的打点频率为50 Hz.这两图相比较，用哪个图所示的装置实验较好？简单说明理由．21.某同学利用图甲所示装置探究力对物体做的功与物体速度变化的关系，得到了下表的数据：(注：每条橡皮筋拉长的长度都一样)(1)由表可得出定性结论：________________________________________________________________________.(2)设一条橡皮筋拉长到固定长度所做功为W0，大致画出橡皮筋所做的功W与小车速度v 的图象．(画在图乙中)(3)根据以上的W－v图象对W与v的关系作出初步判断：________________________________________________________________________.(4)根据数据完成下表的空白部分：四、计算题(共3小题)22.如图所示，水平面AB段粗糙，其余部分光滑，左侧固定一根轻质弹簧，右侧与竖直平面内的光滑圆形导轨在B点连接，导轨半径R＝0.5 m．现用一个质量m＝2 kg的小球压缩弹簧，弹簧与小球不拴接．用手挡住小球不动，此时弹簧弹性势能E p＝36 J．放手后小球向右运动脱离弹簧后，先经过AB段，再沿圆形轨道向上运动．小球与AB段的动摩擦因数为μ＝0.5，取g＝10 m/s2.则：(1)求小球脱离弹簧时的速度大小；(2)若小球通过圆轨道最低点B时的速度大小为4 m/s，求此时小球对轨道的压力大小；(3)欲使小球能通过最高点C，则AB段长度应满足什么条件？23.质量m＝3 kg的物体，在水平力F＝6 N的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t＝3 s，求：(1)力F在t＝3 s内对物体所做功的平均功率．(2)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率．24.有一个竖直放置的圆形轨道，半径为R，由左右两部分组成．如图所示，右半部分AEB 是光滑的，左半部分BFA是粗糙的．现在最低点A给质量为m的小球一个水平向右的初速度v0，使小球沿轨道恰好运动到最高点B，小球在B点又能沿BFA轨道回到点A，到达A点时对轨道的压力为4mg.求：(1)小球到达B点的速度；(2)小球在A点的速度v0；(3)在轨道BFA上克服摩擦力所做的功.答案解析1.【答案】C【解析】杆形变量最大时，弹性势能最大，杆刚触地时没有形变，人到最高点时，杆已由弯曲到基本完全伸直。

教科版物理必修二练习：第四章机械能和能源4.3 Word版含解析

3.势能课后作业提升一、选择题1.关于重力势能,下列说法正确的是()A.重力势能的大小只由物体本身决定B.重力势能恒大于零C.在地面上的物体,它具有的重力势能一定等于零D.重力势能是物体和地球所共有的答案:D2.沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端,下列说法正确的是()A.沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动,物体克服重力做功多C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动,物体克服重力做功多D.不管沿怎样的斜面运动,物体克服重力做功相同,物体增加的重力势能也相同解析:由重力做功的特点知,不管沿怎样的斜面运动,只要高度相同,物体克服重力做功都相同,而且克服重力做多少功,物体的重力势能就增加多少,故D正确.答案:D3.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.mghB.mgh+mahC.mahD.mgh-mah答案:A4.如图所示,静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上,轨道高度为h,桌面距地面高为H,小球的质量为m,则以下说法正确的是()A.小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程,重力做功最少B.小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程,重力做功最多C.以桌面为参考面,小球的重力势能的减少量为mghD.以地面为参考面,小球的重力势能的减少量为mg(H+h)答案:C5.物块A的质量为m,置于光滑水平地面上,其上表面固定一根轻弹簧,弹簧原长为L0,劲度系数为k,如图所示.现将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起一段距离L,使物块A离开地面,若以地面为势能零点,则这时物块A具有的重力势能为()A.mg(L+L0)B.mg(L+L0+)C.mg(L-L0+)D.mg(L-)解析:缓慢提起,则弹簧的弹力F=mg=kx,x=.物块A升高的高度ΔL=L-x=L-,所以A具有的重力势能E p A=mgΔL=mg(L-),故D对.答案:D6.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放.小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示,则()A.t1时刻小球动能最大B.t2时刻小球动能最大C.t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减少D.t2~t3这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能解析:小球在接触弹簧之前做自由落体运动.碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动,当加速度为0即重力等于弹簧弹力时速度达到最大值,而后往下做加速度不断增大的减速运动,与弹簧接触的整个下降过程,小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能.上升过程恰好与下降过程互逆.由乙图可知t1时刻开始接触弹簧;t2时刻弹力最大,小球处在最低点,动能最小;t3时刻小球往上运动恰好要离开弹簧;t2~t3这段时间内,小球先加速后减速,动能先增加后减少,弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能.答案:C二、非选择题7.如图所示,以二楼的地面为参考平面,二楼房间里的物体A具有重力势能,一楼房间里的物体B具有重力势能,二楼地面上物体的重力势能为.(均选填“正的”“负的”或“0”)答案:正的负的08.起重机以的加速度将质量为m的物体匀加速地沿竖直方向提升高度h,则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少?物体的重力势能改变多少?(不计空气阻力)解析:由牛顿第二定律F-mg=ma得F=mg起重机钢索的拉力对物体做的功W1=Fh=mgh重力做的功W2=-mgh所以物体的重力势能增加mgh.答案: mgh增加mgh9.有一上端挂在墙上的长画,从画的上端到下端画轴长1.8m,下端画轴重1 N,画重0.8 N(画面处处均匀),如图所示.现将长画从下向上卷起来,长画的重力势能增加了多少?解析:取画轴所在平面为参考平面.比较长画在卷起之前和卷起之后重心高度变化的数值,从而求出重力势能变化的数值,即可确定长画重力势能的增加值.在卷起前:长画的重力势能E p11=m1gh1=0.72J,画轴的重力势能E p21=0;在卷起后:长画的重力势能E p12=m1gh2=1.44J,画轴的重力势能E p22=m2gh2=1.8 J.因此长画的重力势能的增加量:ΔE p=E p12+E p22-E p11-E p21=2.52J,即长画的重力势能增加了2.52 J.答案:2.52J。

教科版物理必修二练习：第四章机械能和能源4.5 Word版含解析

5.机械能守恒定律课后作业提升一、选择题1.从高为H处自由下落的物体,不计一切阻力,它的机械能E随高度h变化的图像是下图中的()解析:物体只受重力,只有重力做功,机械能守恒,故E不随高度h变化,A正确.答案:A2.如图所示,某人以拉力F将物体沿斜面拉下,拉力大小等于摩擦力大小,则下列说法中正确的是()A.物体做匀速运动B.合外力对物体做功等于零C.物体的机械能保持不变D.物体的机械能减小解析:由于拉力大小等于摩擦力大小,物体在重力沿斜面方向的分力作用下加速下滑,故A错;拉力与摩擦力分别对物体做正功和负功,并且做功的大小相等,代数和为零,故机械能守恒,故B、D 错,C对.答案:C3.如图所示,在两个质量分别为m和2m的小球a和b之间,用一根轻质细杆连接,两小球可绕过轻杆中心的水平轴无摩擦转动,现让轻杆处于水平位置,静止释放小球后,重球b向下转动,轻球a 向上转动,在转过90°的过程中,以下说法正确的是()A.b球的重力势能减少,动能增加B.a球的重力势能增加,动能减少C.a球和b球的机械能总和保持不变D.a球和b球的机械能总和不断减小解析:在b球向下、a球向上摆动过程中,两球均在加速转动,两球动能增加,同时b球重力势能减少,a球重力势能增加,A正确,B错误;a、b两球组成的系统只有重力和系统内弹力做功,系统机械能守恒,C正确,D错误.答案:AC4.如图所示,在距地面h高处以初速度v0沿水平方向抛出一个物体,不计空气阻力,物体在下落过程中,下列说法中正确的是()A.物体在c点比在a点具有的机械能大B.物体在b点比在c点具有的动能大C.物体在a、b、c三点具有的动能一样大D.物体在a、b、c三点具有的机械能相等解析:小球在运动过程中,只受到重力作用,机械能守恒,在任何一个位置小球的机械能都是一样的,A错误,D正确;物体在下落过程中,重力势能转化为动能,E k a<E k b<E k c,B、C错误.答案:D5.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.重物的重力势能减少B.重物的重力势能增大C.重物的机械能守恒D.重物的机械能减小解析:重力对物体做正功,重力势能减少,A正确;减少的重力势能转化为重物的动能和弹簧的弹性势能,重物的机械能减少,D正确.答案:AD二、非选择题6.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v0被抛出,不计空气阻力,求它到达B点时的速度大小.解析:不计空气阻力,物体在重力作用下做抛体运动,机械能守恒.选地面为参考平面,由机械能守恒定律知:mgH+=mg(H-h)+ mv2所以v=.答案:7.某同学将一物体以30m/s的初速度竖直向上抛出(不计空气阻力,g取10m/s2),则:(1)物体最多能上升到离地多高的位置?(2)在离地面多高处,它的动能是重力势能的2倍?解析:(1)物体上升过程中只有重力做功,机械能守恒,设物体最多能上升到离地h高处,由机械能守恒定律得mgh=mv2所以h==45m.(2)设在离地面h'高处,物体的动能是重力势能的2倍,由机械能守恒定律得:mgh'+mv'2=mv2由题意知mv'2=2mgh'以上两式联立解得h'=15m.答案:(1)45m(2)15 m8.如图所示,轨道ABCD的AB段为半径R=0.4m的四分之一粗糙圆弧形轨道,BC段为高h=5m的竖直轨道,CD段为水平轨道.一个质量m=1.0 kg的小球由A点静止下滑,达到B点时,以v B=2.0m/s的速度水平飞出(不计空气阻力). g取10m/s2,求:(1)小球从A运动到B的过程中克服摩擦力做多少功?(2)小球离开B点后,在CD轨道上的落地点到C点的水平距离.(3)小球落地时的速度大小.解析:(1)小球从A→B过程,由动能定理有:W f+mgR=,代入数值解得:W f=-2J,即克服摩擦力做功2J.(2)小球离开B点后做平抛运动,由平抛运动性质得竖直方向上:h=gt2水平方向上:x=v B·t所以水平距离x=v B=2×m=2m(3)取地面为零势能面,设落地点为E,由机械能守恒定律有+mgh=求得v E=2m/s≈10.2m/s.答案:(1)2J(2)2m(3)10.2m/s。

2018-2019学年教科版物理高一必修二练习：第四章_机械能和能源4.4_word版含解析

4.动能动能定理课后作业提升一、选择题1.两个物体的质量之比为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∶1B.1∶4C.4∶1D.2∶1解析:设物体m1=m,则m2=4m;v1=4v,v2=v,则动能E k1=m1=8mv2,E k2=m2=2mv2,故E k1∶E k2=4∶1,C 正确.答案:C2.一个25kg的小孩从高度为3.0 m的滑梯顶端由静止开始下滑,滑到底端时的速度为2.0 m/s.g取10m/s2,关于力对小孩做的功,以下结果正确的是()A.合外力做功50JB.克服阻力做功500JC.重力做功500JD.支持力做功50J解析:重力做功W G=mgh=25×10×3 J=750 J,C错误;小孩沿支持力方向位移为零,故支持力做功为零,D错误;合外力做的功W合=E k-0=mv2=×25×22J=50 J,A正确;W G-W阻=E k-0,故W阻=mgh-mv2=750 J-50J=700 J,B错误.答案:A3.质量为80kg的物体在水平拉力作用下,从静止开始运动,在2 s内移动了4 m,物体与水平面间的动摩擦因数为0.25,g取10m/s2.则拉力对物体做的功为()A.3 200 JB.1 440 JC.800 JD.640 J解析:根据s=t,可求得v=m/s=4 m/s.根据动能定理得Fs-μmgs=mv2-0,所以Fs=mv2+μmgs=×80×42J+0.25×80×10×4J=1440J,所以选项B正确.答案:B4.质量为10kg的物体,在变力F作用下沿x轴做直线运动,力随坐标x的变化情况如图所示.物体在x=0处,速度为1m/s,一切摩擦不计,则物体运动到x=16m处时,速度大小为()A.2m/sB.3m/sC.4m/sD.m/s解析:F x图像与坐标轴围成的图形面积表示力F做的功,图形位于x轴上方表示力做正功,位于下方表示力做负功,面积大小表示功的大小,所以物体运动到x=16m处时,外力F对物体做的总功W=40J,由动能定理W=,代入数据,可得v2=3 m/s,选项B对.答案:B5.一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用.此后,该质点的动能可能()A.一直增大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,再逐渐增大答案:ABD二、非选择题6.如图所示,某人用跨过光滑滑轮的细绳牵拉静止于光滑水平平台上的质量为m的重物,从绳竖直的位置到绳与水平方向夹角为30°的过程中,人始终以速度v0匀速移动.试求在这个过程中人拉重物所做的功.解析:由运动的合成与分解可得重物的速度v=v0cos30°=v0.据动能定理可知,人拉重物所做的功等于重物动能的增量:W=mv2=.答案:7.如图所示,AB为圆弧轨道,BC为水平直轨道,圆弧的半径为R,BC的长度也是R.一质量为m的物体,与两个轨道之间的动摩擦因数都为μ,当它由轨道顶端A从静止开始下滑,恰好运动到C处停止,那么物体在AB段克服摩擦力做的功为多少?解析:在AB段,物体所受的弹力、摩擦力都发生变化,无法直接用功的公式求功W AB的数值,BC段可以直接表示为W BC=μmgR,故从A→C全过程应用动能定理:mgR-W AB-μmgR=0-0,故W AB=mgR-μmgR.答案:mgR-μmgR8.小球以v0=4m/s的速度从倾角为30°的粗糙斜面底端向上滑行,上滑的最大距离l=1m,小球的质量m=2kg,则小球滑回到出发点时的速度是多少?(g取10m/s2)解析:设小球受到的摩擦力大小为f,上升过程由动能定理得:-mgl sin 30°-fl=0-①返回过程中由动能定理得:mgl sin 30°-fl=mv2-0②联立①②式可解得v=2m/s,方向沿斜面向下.答案:2m/s方向沿斜面向下。

高一物理：必修2 第四章机械能和能源单元检测 Word版含解析

一、单项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1．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 ．系统受到的合外力始终向下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解析：选A.下降过程中，阻力方向始终与运动方向相反，做负功，A 对；加速下降时合力向下，减速下降时合力向上，B 错；重力做功使重力势能减少，C 错；由于任意相等的时间内下落的位移不等，所以，任意相等的时间内重力做的功不等，D 错．2．在同一高度将质量相等的三个小球以大小相同的速度分别竖直上抛，竖直下抛、水平抛出，不计空气阻力．从抛出到落地过程中，三球( )A ．运动时间相同B ．落地时的速度相同C ．落地时重力的功率相同D ．落地时的动能相同解析：选D.尽管高度、加速度相同，但竖直方向的初速度大小不同，因此运动时间不同，A 错，由动能定理得：mgh ＝12m v 22－12m v 21故落地时的动能相同，速度大小相等，故D 正确，因平抛小球有水平方向初速度，所以落地时速度方向与其余两球不同，且竖直方向分速度大小与其余两球不同，B 、C 都错．3．小明和小强在操场上一起踢足球，足球质量为m .如图所示，小明将足球以速度v 从地面上的A 点踢起，当足球到达离地面高度为h 的B 点位置时，取B 处为零势能参考面，不计空气阻力，下列说法中正确的是( )A ．小明对足球做的功等于12m v 2＋mghB ．小明对足球做的功等于mghC ．足球在A 点处的机械能为12m v 2D ．足球在B 点处的动能为12m v 2－mgh解析：选D.由动能定理知，小明对足球做的功W ＝12m v 2，A 、B 错误；足球在A 处的机械能为12m v 2－mgh ，C 错误；由动能定理可得，－mgh ＝E k B －12m v 2，故E k B ＝12m v 2－mgh ，D 正确．4．如图所示，在高1.5 m 的光滑平台上有一个质量为2 kg 的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧．当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60°角，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g ＝10 m/s 2)( )A ．10 JB ．15 JC ．20 JD ．25 J解析：选A.由h ＝12gt 2和v y ＝gt 得：v y ＝30 m/s ，落地时，tan 60°＝v y v 0可得；v 0＝v y tan 60°＝10 m/s ，由机械能守恒得：E p ＝12m v 20，可求得：E p ＝10 J ，故A 正确．二、双项选择题(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，有两个选项正确，全部选对的得7分，只选一个且正确的得4分，有选错或不答的得0分)5．下列关于功和机械能的说法，正确的是( )A ．在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功B ．合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C ．物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关D ．运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量解析：选BC.物体重力势能的减少始终等于重力对物体所做的功，A 项错误；运动物体动能的减少量等于合外力对物体做的功，D 项错误．6．在平直的公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到v max 后，立即关闭发动机至静止，其v －t 图象如图所示．设汽车的牵引力为F ，摩擦力为f ，全程中牵引力做功为W 1，克服摩擦力做功为W 2，则( )A ．F ∶f ＝1∶3B ．W 1∶W 2＝1∶1C ．F ∶f ＝4∶1D ．W 1∶W 2＝1∶3解析：选BC.对汽车运动的全过程应用动能定理，有W 1－W 2＝0，得W 1∶W 2＝1∶1；由图象知牵引力与阻力作用距离之比为1∶4，由Fs 1－fs 2＝0，知F ∶f ＝4∶1.7．人们设计出磁悬浮列车，列车能以很大速度行驶．列车的速度很大，是采取了下列哪些可能的措施( )A ．减小列车的质量B ．增大列车的牵引力C ．减小列车所受的阻力D ．增大列车的功率解析：选CD.当列车以最大速度行驶时，牵引力与阻力大小相等，有P ＝f v ，故v ＝Pf，要增大速度，一方面增大列车的功率，另一方面减小列车所受的阻力，故C 、D 正确．8．质量相同的小球A 和B 分别悬挂在长为l 和2l 的不可伸长的绳上，将小球拉至如图所示同一水平位置后从静止释放，当两绳竖直时，则( )A ．两球速度一样大B ．两球动能一样大C ．两球的机械能一样大D ．两球所受的拉力一样大解析：选CD.两小球运动过程中，满足机械能守恒定律，mgh ＝12m v 2，由于两绳绳长不同，所以两小球下落到最低点时的速度、动能不同，A 、B 错误．由于初状态时两小球机械能相等，下落过程中，两小球的机械能不变，所以C 项正确．两小球下落到最低点时，拉力与重力的合力充当向心力，F －mg ＝m v 2h ，结合mgh ＝12m v 2可得F ＝3mg ，D 项正确．三、非选择题(本题共5小题，共52分．按题目要求解答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)9．(6分)某探究学习小组的同学欲探究合外力做功和动能变化之间的关系，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的沙桶时，释放沙桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，现在要完成该实验，则： (1)你认为还需要的实验器材有________________________________________________________________________．(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是________________________，实验时首先要做的步骤是________________________________________________________________________. (3)在(2)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量为M .往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m .让沙桶带动滑块加速运动．用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L 和这两点的速度大小v 1与v 2(v 1<v 2)．则本实验最终要验证的数学表达式为______________．(用题中的字母表示)解析：(1)该实验中的研究对象是滑块，目的是比较合外力对滑块所做的功与滑块动能的变化量的关系．因为合外力不等于滑块的重力，两端质量不可能“抵消”，所以要分别测出沙、滑块的质量，还要测出滑块移动的距离，便于计算做的功和速度．故还需要天平和刻度尺．(2)实验时应注意平衡摩擦力，以减小误差．从实验方便性上考虑要把沙的重力看做滑块所受的合外力，m 应远远小于M .(3)实验验证的表达式为mgL ＝12M v 22－12M v 21. 答案：(1)天平、刻度尺 (2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量平衡摩擦力 (3)mgL ＝12M v 22－12M v 21 10. (8分)用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m ＝1 kg 的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示(相邻计数点间的时间间隔为0.02 s)，长度单位是cm ，那么，(1)纸带的________端与重物相连．(2)打点计时器打下计数点B 时，物体的速度v B ＝________m/s.(3)从起点O 到打下计数点B 的过程中重力势能减少量ΔE p ＝________J ，此过程中物体动能的增加量ΔE k ＝________ J ．(g 取9.8 m/s 2)(4)通过计算，数值上ΔE p ________ΔE k (填“>”“＝”“<”)，这是因为________________________________________________________________________．(5)实验的结论是________________________________________________________________________．解析：(1)由题图可知纸带的左端与重物相连．(2)v B ＝s OC －s OA 2T ＝(7.06－3.14)×10－22×0.02m/s＝0.98 m/s.(3)ΔE p ＝mgh OB ＝1×9.8×5×10－2 J ＝0.49 J.ΔE k ＝12m v 2B ＝12×1×0.982J ＝0.48 J. 答案：(1)左 (2)0.98 (3)0.49 0.48 (4)> 实验中有摩擦力做功 (5)在误差允许范围内机械能守恒11．(12分)如图所示，在光滑的水平面上，质量m ＝3 kg 的物体，在水平拉力F ＝6 N 的作用下，从静止开始运动，求：(1)力F 在3 s 内对物体所做的功；(2)力F 在3 s 内对物体做功的平均功率； (3)在3 s 末，力F 对物体做功的瞬时功率．解析：(1)物体在3 s 内做匀加速直线运动．a ＝Fm (1分) s ＝12at 2(1分) 可得s ＝9 m(1分)W ＝Fs ＝6 N ×9 m ＝54 J ．(2分)(2)由P ＝Wt(2分)可得：P ＝18 W ．(2分) (3)3 s 末的速度v ＝at (1分) P ＝F v (1分)可得P ＝36 W ．(1分)答案：(1)54 J (2)18 W (3)36 W12．(12分)如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R .一质量为m 的小物块从斜轨道上的某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动．要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg (g 为重力加速度)．求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h 的取值范围．解析：设物块在圆形轨道最高点的速度为v ，取地面为零势能面，由机械能守恒定律得mgh ＝2mgR ＋12m v 2①(2分)物块在圆形轨道最高点受的力为重力mg 和轨道的压力F N . 重力与压力的合力提供向心力，则有mg ＋F N ＝m v 2R②(2分)物块能通过最高点的条件是F N ≥0③(1分) 由②③式得v ≥gR ④(2分)由①④式得h ≥52R .(2分)按题目的要求，有F N ≤5mg ⑤ 由②⑤式得v ≤6Rg ⑥(1分) 由①⑥式得h ≤5R .(1分)则h 的取值范围是52R ≤h ≤5R .(1分)答案：52R ≤h ≤5R13．(14分)一质量m ＝0.6 kg 的物体以v 0＝20 m/s 的初速度从倾角α＝30°的斜坡底端沿斜坡向上运动．当物体向上滑到某一位置时，其动能减少了ΔE k ＝18 J ，机械能减少了ΔE ＝3 J ．不计空气阻力，重力加速度g ＝10 m/s 2，求：(1)物体向上运动时加速度的大小； (2)物体返回斜坡底端时的动能．解析：(1)设物体运动过程中所受的摩擦力为f ，向上运动的加速度的大小为a ，由牛顿第二定律可知a ＝mg sin α＋f m①(2分)设物体的动能减少ΔE k 时，在斜坡上运动的距离为s ，由功能关系可知 ΔE k ＝(mg sin α＋f )s ②(2分) ΔE ＝fs ③(2分)联立①②③式，并代入数据可得 a ＝6 m/s 2.④(2分)(2)设物体沿斜坡向上运动的最大距离为s m ，由运动学规律可得s m ＝v 202a⑤(2分)设物体返回斜坡底端时的动能为E k ，由动能定理得 E k ＝(mg sin α－f )s m ⑥(2分)联立①④⑤⑥式，并代入数据可得 E k ＝80 J ．(2分)答案：(1)6 m/s 2 (2)80 J。

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