2018版高中物理(人教版)必修2同步练习题： 重点强化卷3 动能定理和机械能守恒定律

重点强化卷(三) 动能定理和机械能

守恒定律

一、选择题

1．在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小()

A．一样大B．水平抛的最大

C．斜向上抛的最大D．斜向下抛的最大

【解析】不计空气阻力的抛体运动，机械能守恒．故以相同的速率向不同的方向抛出落至同一水平地面时，物体速度的大小相等．故只有选项A正确．【答案】 A

2．(多选)质量为m的物体，从静止开始以a＝1

2g的加速度竖直向下运动h

米，下列说法中正确的是()

A．物体的动能增加了1

2mgh

B．物体的动能减少了1

2mgh

C．物体的势能减少了1

2mgh

D．物体的势能减少了mgh

【解析】物体的合力为ma＝1

2mg，向下运动h米时合力做功

1

2mgh，根据

动能定理可知物体的动能增加了1

2mgh，A对，B错；向下运动h米过程中重力

做功mgh，物体的势能减少了mgh，D对．【答案】AD

3．如图1所示，AB为1

4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，与两个轨道的动摩擦因数都为μ，当它由轨道顶端A从静止下滑时，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力做功为()

图1

A.1

2μmgR B.

1

2mgR

C．mgR D．(1－μ)mgR

【解析】设物体在AB段克服摩擦力所做的功为W AB，物体从A到C的全过程，根据动能定理有

mgR－W AB－μmgR＝0，

所以有W AB＝mgR－μmgR＝(1－μ)mgR.

【答案】 D

4．如图2所示，木板长为l，木板的A端放一质量为m的小物体，物体与板间的动摩擦因数为μ.开始时木板水平，在绕O点缓慢转过一个小角度θ的过程中，若物体始终保持与板相对静止．对于这个过程中各力做功的情况，下列说法中正确的是()

图2

A．摩擦力对物体所做的功为mgl sin θ(1－cos θ)

B．弹力对物体所做的功为mgl sin θcos θ

C．木板对物体所做的功为mgl sin θ

D．合力对物体所做的功为mgl cos θ

【解析】重力是恒力，可直接用功的计算公式，则W G＝－mgh；摩擦力虽是变力，但因摩擦力方向上物体没有发生位移，所以W f＝0；因木块缓慢运动，

所以合力F

合＝0，则W

合

＝0；因支持力F N为变力，不能直接用公式求它做的功，

由动能定理W

合

＝ΔE k知，W G＋W N＝0，所以W N＝－W G＝mgh＝mgl sin θ.

【答案】 C

5．如图3所示，小球从静止开始沿光滑曲面轨道AB滑下，从B端水平飞出，撞击到一个与地面呈θ＝30°的斜面上，撞击点为C点．已知斜面上端与曲

面末端B相连．若AB的高度差为h，BC间的高度差为H，则h与H

的比值

h

H等

于(不计空气阻力)()

图3

A.

3

4 B.

4

3

C.

4

9 D.

1

12

【解析】根据动能定理得，mgh＝

1

2m v

2

B

，解得小球到达B点的速度v B＝2gh，小球离开B点后做平抛运动，根据tan θ＝

1

2gt

2

v B t，解得：t＝

2v B tan θ

g＝22gh tan θ

g，平抛运动下落的高度H＝

1

2gt

2＝4h tan2θ＝

4

3h，则h与H的比值

h

H＝

3

4，故A正确，B、C、D错误．

【答案】 A

6．把一质量为m的小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图4甲所示．迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C(图丙)，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙)．己知A、B的高度差为h，C、B高度差为2h，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，选A位置为重力势能零势能点，则()

图4

A．刚松手瞬间，弹簧弹力等于小球重力

B．状态甲中弹簧的弹性势能为2mgh

C ．状态乙中小球的动能为mgh

D ．状态丙中系统的机械能为3mgh

【解析】 松手后小球向上加速运动，故刚松手瞬间，弹簧弹力大于小球重力，选项A 错误；由能量关系可知状态甲中弹簧的弹性势能转化为状态丙中物体的重力势能，故为3mgh ，选项B 错误，D 正确；状态乙中E k ＋mgh ＝3mgh ，故状态乙中小球的动能为2mgh ，选项C 错误．

【答案】 D

7．如图5所示，一根全长为l 、粗细均匀的铁链，对称地挂在光滑的小滑轮上，当受到轻微的扰动，求铁链脱离滑轮瞬间速度的大小( )

图5 A.gl B.2gl 2 C.2gl D.gl

2

【解析】 设铁链的质量为2m ，根据机械能守恒定律得

mg ·l 2＝12·2m v 2，所以v ＝2gl 2，只有选项B 正确．

【答案】 B

8．如图6所示，在竖直平面内有一“V ”形槽，其底部BC 是一段圆弧，两侧都与光滑斜槽相切，相切处B 、C 位于同一水平面上．一小物体从右侧斜槽上距BC 平面高度为2h 的A 处由静止开始下滑，经圆弧槽再滑上左侧斜槽，最高能到达距BC 所在水平面高度为h 的D 处，接着小物体再向下滑回，若不考虑空气阻力，则( )

图6