人教版高中物理必修二机械能守恒定律

高中物理学习材料

（马鸣风萧萧**整理制作）

机械能守恒定律

一、单项选择题(本大题共6小题,每小题4分,共24分。每小题给出的四个选项中只有一个选项正确)

1.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】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。落地速度方向是不同的,B、C都错。

【答案】D

2.关于摩擦力做的功,下列说法正确的是()。

A.滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,所以一定做负功

B.静摩擦力虽然阻碍物体间的相对运动,但不做功

C.静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功

D.一对相互作用力,若作用力做正功,则反作用力一定做负功

【解析】摩擦力可以是动力,故摩擦力可以做正功;一对相互作用力,可以都做正功,也可以都做负功,或一个力做功,另一个力不做功。

【答案】C

3.跳伞运动员在刚跳离飞机,降落伞尚未打开的一段时间内:①空气阻力做正功;②重力势能增加;③动能增加;④空气阻力做负功。上述说法中正确的是()。

A.①②

B.③④

C.②④

D.①③

【解析】跳伞运动员跳离飞机,在尚未打开降落伞的这段时间内,运动员向下运动,重力对运动员做正功,重力势能减少;空气阻力对运动员做负功。由于重力大于空气阻力,运动员向下做加速运动,其动能增加,故①②错,③④对。

【答案】B

4.如图所示,“U”型管内装有同种液体,右管管口用盖板A密闭,两液面的高度差为h,“U”型管中液体总长度为4h,“U”型管中横截面处处相同。先拿去盖板A,液体开始流动(不计一切摩擦),当两液面高度相平时,右侧液体下降的速度为()。

A.B.C.D.

【解析】设“U”型管中液体单位长度的质量为m0,因为不计一切摩擦,大气压力对液体做的总功为零,所以整个液柱在下降过程中机械能守恒。当两液面相平时,系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量,即

m 0hg·=·4m

hv2,解得v=。

【答案】D

5.一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在光滑的水平桌面上,另一半挂在桌边,桌面足够高,如图甲所示。若在链条两端各挂一个质量为的小球,如图乙所示;若在链条两端和中央各挂一个质量为的小球,如图丙所示。由静止释放链条,当链条刚离开桌面时,图甲中链条的速度为v a,图乙中链条的速度为v b,图丙中链条的速度为v c(设链条滑动过程中始终不离开桌面,挡板光滑)。下列判断中正确的是()。

A.v a=v b=v c

B.v a

C.v a>v b>v c

D.v a>v c>v b

【解析】以桌面作为零势能参考面,分别以链条、小球组成的系统作为研究对象,系统的机械能守恒,则有:

对甲图进行分析:-mg×=-mg×+m

对乙图进行分析:-mg×-mg×=-mg×-mg×L+(m+m)

对丙图进行分析:-mg×-mg×=-mg×-mg×L-mg×+(m+m)

解得:v a=、v b=、v c=,比较三者的速度大小可知D正确。

【答案】D

6.质量为m的汽车在平直的公路上行驶,其运动过程中所受阻力恒定。当汽车的加速度为a,速度为v时,发动机的功率为P1,则当功率为P2时,汽车行驶的最大速度为()。

A.B.

C.D.

【解析】当汽车速度为v时,发动机功率为P1,设这种情况下牵引力为F,则F=,加速度a=,故汽车所受阻力F f=-ma。当汽车发动机功率为P2时,汽车行驶的最大速度为v max==,故应选B。

【答案】B

二、多项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分。每小题给出的四个选项中至少有两个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)

7.静止在水平面上的物块,在如图甲所示的水平拉力作用下做直线运动,其速度-时间图象如图

乙所示。若物块与水平面间的动摩擦因数处处相同,则()。

A.F1+F3=2F2

B.F1+F3>2F2

C.全过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功

D.全过程拉力做的功等于零

【解析】在1 s~3 s内物块做匀速运动,可知摩擦力等于F2,在0~1 s内物块做匀加速运动,在3 s~4 s内物体做匀减速运动,两段时间内加速度大小相等,由牛顿第二定律得F1-F2=F2-F3,即

F 1+F

3

=2F

2

,选项A是正确的;对全过程应用动能定理,W拉-W摩=0,故选项C对、D错。

【答案】AC

8.如图所示,地面光滑,P为倾角为θ的光滑斜劈,其斜面上固定着一个挡板,挡板上连接着一个弹簧。物块A靠在弹簧上,但与弹簧不相连,整个装置原来保持静止。现在用一从零开始缓慢增大的水平力F作用于P,在A离开斜面前()。

A.力F较小时A相对于斜面静止,F增加到某一值,A开始相对于斜面向上滑行

B.力F从零开始增加时,A相对斜面就开始向上滑行

C.力F较小时A和弹簧相连,F增加到某一值,A离开弹簧沿斜面向上滑行

D.在物体离开弹簧前,弹簧和物体组成的系统机械能守恒

【解析】斜劈向左加速运动,由于物体与弹簧不拴接,斜面又光滑,所以物体相对斜面向上运动,力F较小时,弹簧从压缩状态逐渐恢复为原长,F增加到某一值,物体A继续向上运动,直到离开斜面,A错误,B、C正确;在物体离开弹簧前,支持力对物体做正功,弹簧和物体组成的系统机械能不守恒,D错误。

【答案】BC

9.如图所示,质量均为m的物体A、B通过一劲度系数为k的轻弹簧相连,开始时B放在地面上,A、B都处于静止状态。现用手通过细绳缓慢地将A向上提升距离L1,此时B刚要离开地面,此过程手做功W1、手做功的平均功率为P1;若将A加速向上拉起,A上升的距离为L2,此时B刚要离开地面,此过程手做功W2、手做功的平均功率为P2。假设弹簧一直在弹性限度范围内,则()。

A.L1=L2=

B.L2>L1=

C.W2>W1

D.P2>P1

【解析】在没有拉A之前,弹簧被压缩,由mg=kx1知,弹簧被压缩了x1=。

从慢慢拉和加速拉都使得B刚要离开地面,由mg=kx2可知弹簧被拉长了x2=的长度。

所以A上升的距离为两者之和,即L1=L2=x1+x2=,A、B均错。

慢慢拉A和加速拉A,两种情况下重力势能和弹性势能的变化都是相等的,但是动能不同,慢慢拉A可以认为动能不变,加速拉A,动能增加,从功能关系可知W2>W1;两种情况下时间关系为:t1>t2,由P=知P1

【答案】CD