2017人教版高中物理必修二第7章《机械能守恒定律》章末练习

第七章机械能守恒定律
建议用时实际用时满分实际得分60分钟100分
一、选择题(本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分，共40分）
１、如图1所示，在外力作用下
某质点运动的图象为正弦
曲线、从图中可以判断
( ）
、在时间内，外力做正功
、在～时间内，外力的功率逐渐增大
、在时刻，外力的功率最大
、在~时间内,外力做的总功为零
２、以初速度竖直向上抛出一质量为的小物块、假定物块所受的空气阻力大小不变、已知重力加速度为,则物块上升到的最大高度与返回到原抛出点的速率分别为( ）
、与
、与
、与
、与
3、一个质量为的弹性小球，在光滑水平面以的速度
垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同，碰撞前后小球速度的变化量Δ与碰撞过程中对小球做功的大小为
( ）
、Δ＝0 、Δ＝
、、
4、在离地面高度为处竖直向上抛出一质量为的物
体，抛出时物体的速度为,落到地面时物体的速度为,用表示重力加速度，则在此过程中，物体克服空气阻力做的功为（）
、
、
、
、
5、如图2所示,滑块以速度靠惯性沿固定斜面由底
端向上运动，当它回到出发点时速度为,且＜、若滑块向上运动的位移中点为，取斜面底端力势能为零,则（）
、上升时机械能减少，下降时机械能增加
、上升时机械能减少,下降时机械能也减少
、上升过程中动能与势能相等的位置在点上方
、上升过程中动能与势能相等的位置在点下方6、子弹的速度为，打穿一块木块后速度刚好变为零，
若木块对子弹的阻力为恒力，那么当子弹射入木块的深度为厚度的一半时,子弹的速度就是
( ）
、、
、、
7、以初速度竖直向上抛出质量为的小球,小球在上
升过程中受到的平均阻力为,上升的最大高度为，则在抛出过程中,人对小球做功为（）
、、
、、
8、一物体由高处自由落下,当物体的动能等于重力
势能时，物体所经历的时间为（）
、、、、
9、质量为的物体，由静止开始下落，由于阻力的作
用，下落的加速度为、在物体下落的过程中，下列说法正确的就是( )
、物体的动能增加了
、物体的机械能减少了
、物体克服阻力所做的功为
、物体的重力势能减少了
10、如图3所示,倾角＝30°的粗糙斜面固定在地面
上，长为、质量为、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平、用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地
面）,在此过程中( ）
、物块的机械能逐渐增加
、软绳的重力势能共减少了
、物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做
的功
、软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服
摩擦力所做的功之与
二、填空题(本题10分）
图1
图3
11、如图4所示，在竖直平面内的直角坐标系中,一个
质量为的质点在外力作用下,从坐标原点由静止开始沿直线斜向下运动，直线与轴负方向成角（＜）、则大小至少为 ;若＝,则质点机械能大小的变化情况就是、
三、计算题（本题共3小题，12题10分，13题13分，14题13分，15题14分，共50分、解答时应写出必要的文字说明、方程式与重要的演算步骤,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与单位)
12、小球自的高度由静止释放,与地面碰撞后反弹的
高度为、设碰撞时没有动能损失，且小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变，且以后每碰撞地面一次弹起的高度为碰前的、求:
(1）小球受到的空气阻力就是重力的多少倍?
（2)小球运动的总路程、
13、如图5所示，一传送带与水平面夹角为30
°,以的
恒定速度顺时针运行、现将一质量为的工件轻放于底端,经一段时间送到高平台上，工件与皮带间的动摩擦因数为,取、求带动皮带的电动机由于传送工多消耗的电能、
14、如图6所示,物体放在足够长的木板上，木
板静置于水平面上、＝0时，电动机通过水平细绳以恒力拉木板，使它做初速度为零、加速度＝的
匀加速直线运动、已知的质量与的质量均为，、
之间的动摩擦因数＝,与水平面之间的动摩擦因
数＝0、1，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为
相等,重力加速度取、求：
(1）物体刚运动时的加速度;
(2)＝时,电动机的输出功率;
(3）若＝时，将电动机的输出功率立即调整为＝，
并在以后的运动过程中始终保持这一功率不
变，＝时物体的速度为、则在＝到这段时间内
木板的位移为多少？
15、如图7所示,水平长传送带始终以速度＝
匀速运动、现将一质量为的物体放于左端(无初速
度)、最终物体与传送带一起以的速度运动,在物
块由速度为零增加至的过程中，求:
（1）由于摩擦而产生的热量;
（2)由于放了物块,带动传送带的电动机多消耗
多少电能?
图4
图5
图6
图7
第七章机械能守恒定律
得分:
一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案
二、填空题
11、
三、计算题
12、
13、
14、
15、
第七章机械能守恒定律参考答案
一、选择题
１、解析：由动能定理可知,在时间内质点速度越来越大,动能越来越大,外力一定做正功,故项正确；在时间内,动能变化量为零，可以判定外力做的总功为零,故项正确;由知0、、、四个时刻功率为零,故项错误、
２、解析：本题考查动能定理、上升过程中,重力做负功，阻力做负功,由动能定理得
,，求返回抛出点的速度全程使用动能定理,重力做功为零，只有阻力做功，为,解得，正确、3、解析：速度就是矢量，所以速度的变化遵循平行四边形定则，则、动能就是标量，因小球
碰墙前后的动能大小相等，即,则、
4、解析:空气阻力为变力，不能用功的定义求解、物体在运动过程中受到重力与空气的阻力
的作用,在整个过程中,重力做的功为，空气阻力做的功为，根据动能定理有,整理得、
5、解析：设点的高度为,斜面的倾角为，滑块与斜面间动摩擦因数为，从开始到上升到最高
点过程中，由动能定理得，解得
设滑块在点时动能与势能相等，高度为,则有
解得,所以＞、滑块在斜面上无论上升还就是下降，摩擦力都做负功，摩擦生热,机械能减少、6、解析:设子弹的质量为，木块的厚度为,木块对子弹的阻力为,根据动能定理，子弹刚好打
穿一块木块的过程满足、子弹射入木块厚度的一半时，设子弹的速度为,则，得、故B正确、7、解析：人抛球的过程,根据动能定理，人对小球做的功,正确、球从被抛出至达到最大高度的
过程中，以竖直向上为正方向，则有,即,正确、
8、解析:设物体的动能等于重力势能时,物体的速度为，根据机械能守恒定律有＝,可得，物体经历的时间,故正确、
9、解析：物体下落的过程中，重力做的功，所以物体的重力势能减少了,正确、
物体所受的合力,合力做的功,所以物体的动能增加了，正确、物体所受的阻力,克服阻力做的功,所以物体的机械能减少了，所以正确，错误、
10、解析:物块向下运动过程中，绳子拉力对物块做负功，物块的机械能减少，项错误；软绳
重心下降的高度为，软绳的重力势能减少,项正确；由能的转化与守恒知,物块与软绳重力势能的减少等于物块与软绳增加的动能与软绳克服摩擦力所做的功之与，项错误；对于软绳,由能的转化与守恒知,绳子拉力对软绳所做的功与软绳重力势能的减少之与等于软绳增加的动能与克服摩擦力所做的功之与，项正确、
二、填空题
11、增加、减少都有可能
解析:如图8所示，要使质点沿方向运动，所加外力的最小值、
当时，由于＜，因此，＞,，可能为动力也可能为阻力,由功能原理可知，质点的机
械能可能增加也可能减少、
图8
三、计算题
12、(1) （2) 解析:小球由静止释放，初速度为零，初动能为零,最终要静止在地面
上,小球末动能也为零,小球在整个运动过程中只受重力与阻力作用,重力做功为,阻
力做负功为,式中就是小球运动的总路程、
对小球运动的整个过程,由动能定理得①
再以小球为研究对象，研究从开始下降到第一次碰撞地面后达到的最大高度为一个过程，重
力做功为,阻力做功为
由动能定理得②
联立①②得，
在运动过程中，不能确定到底有多少个往返的过程，但可以知道每个过程都受重力与阻力、重力做功与路径无关,只与初、末位置有关,而阻力做功就是力与路程的乘积、
13、解析：首先要弄清什么就是电动机“多消耗的电能”、当皮带空转时，电动机会消耗一定
的电能、现将一工件置于皮带上，在摩擦力作用下，工件的动能与重力势能都要增加;另外，滑动摩擦力做功还会使一部分机械能转化为内能,这两部分能量之与,就就是电动机多消耗的电能、因沿斜面向上的滑动摩擦力，大于工件的重力沿斜面方向的分力,所以工件上滑，直到终态与传送带一起做匀速运动、
设工件向上运动距离时,速度达到传送带的速度，由动能定理可知,解得
说明工件未到达平台时，速度已达到,所以工件动能的增量为,
工件重力势能的增量为，
在工件加速运动过程中,工件的平均速度为，因此工件的位移就是皮带运动距离的，
即
由于滑动摩擦力做功而消耗的能量
电动机多消耗的电能为
14、(1）（2) （3）（或取）
解:（1）物体在水平方向上受到向右的摩擦力,由牛顿第二定律得①
代入数据解得②
(2)时,木板的速度大小为③
木板所受拉力,由牛顿第二定律有④
电动机输出功率⑤
由③④⑤并代入数据解得⑥
（3）电动机的输出功率调整为时，设细绳对木板的拉力为，则⑦
代入数据解得⑧
木板受力满足⑨
所以木板将做匀速直线运动，而物体则继续在上做匀加速直线运动直到速度相等、设这一过
程时间为,有⑩
这段时间内的位移○，11
速度相同后，由于且电动机输出功率恒定，将一起做加速度逐渐减小的变加速运动、由动能定理得○，12
联立②③⑩错误!错误!并代入数据解得木板在到,这段时间的位移（或取）
15、(1）(2）
解析：(1）根据能量守恒定律知、
（2)电动机多消耗的电能即物块获得的动能及传送带上产生的热量之与，
即、
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