春人教版物理新教材必修機(jī)械能守恒定律練習(xí)及答案

2020春人教版物理新教材必修第二冊第8章機(jī)械能守恒定律練習(xí)及答案*新教材必修第二冊第8章機(jī)械能守恒定律*1、滑板運(yùn)動是青少年喜愛的一項(xiàng)運(yùn)動，一塊滑板由板面、滑板支架和四個輪子等部分組成。一位練習(xí)者踩著滑板在水平地面上向右減速滑行，若練習(xí)者的腳受到的摩擦力為Ff1，腳對滑板的摩擦力為Ff2，下列說法正確的是()做正功，F(xiàn)f2做負(fù)功做負(fù)功，F(xiàn)f2做正功、Ff2均做正功D.因?yàn)槭庆o摩擦力，F(xiàn)f1、Ff2都不做功2、(2019年北京東城區(qū)聯(lián)考)一只蘋果從樓上某一高度自由下落，蘋果在空中依次經(jīng)過三個完全相同的窗戶1、2、3.如圖所示，直線為蘋果在空中的運(yùn)動軌跡．若不計(jì)空氣阻力的影響，以下說法正確的是()A．蘋果通過第3個窗戶所用的時間最長B．蘋果通過第1個窗戶的平均速度最大C．蘋果通過第3個窗戶重力做的功最大D．蘋果通過第1個窗戶重力的平均功率最小3、關(guān)于重力勢能，下列說法正確的是()A．重力勢能是地球和物體共同具有的，而不是物體單獨(dú)具有的B．處在同一高度的物體，具有的重力勢能相同C．重力勢能是標(biāo)量，不可能有正、負(fù)值D．浮在海面上的小船的重力勢能一定為零4、人在距地面h高處拋出一個質(zhì)量為m的小球，落地時小球的速度為v，不計(jì)空氣阻力，人對小球做的功是()\f(1,2)mv2 B．mgh＋eq\f(1,2)mv2C．mgh－eq\f(1,2)mv2 \f(1,2)mv2－mgh5、一根輕彈簧下端固定，豎立在水平面上，其正上方A位置有一只小球．小球從靜止開始下落，在B位置接觸彈簧的上端，在C位置小球所受彈力大小等于重力，在D位置小球速度減小到零．小球下落階段下列說法中正確的是()A．在B位置小球動能最大B．從A→D位置的過程中小球機(jī)械能守恒C．從A→D位置小球重力勢能的減少大于彈簧彈性勢能的增加D．從A→C位置小球重力勢能的減少大于彈簧彈性勢能的增加6、在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)重物減少的重力勢能總是略大于重物增加的動能，造成這種現(xiàn)象的原因是()A.選用的重物質(zhì)量過大B.選用的重物質(zhì)量過小C.空氣對重物的阻力和打點(diǎn)計(jì)時器對紙帶的阻力D.實(shí)驗(yàn)時操作不規(guī)范，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量不準(zhǔn)確7、如圖所示，在同一水平方向恒力F的作用下，一物體分別沿著粗糙水平面和光滑水平面從靜止開始運(yùn)動相同位移x，物體沿著粗糙水平地面運(yùn)動位移x過程中，力F做的功和做功的平均功率分別為W1、P1.物體沿著光滑水平地面運(yùn)動位移x過程中，力F做的功和做功的平均功率分別為W2、P2.則()A．W1>W2、P1>P2 B．W1＝W2、P1<P2C．W1<W2、P1<P2 D．W1＝W2、P1>P28、質(zhì)量為m的物體，沿傾角為α的光滑斜面由靜止下滑，當(dāng)下滑t(s)時重力勢能減少量為()\f(1,2)mg2t2sinα\f(1,2)mg2t2C．mg2t2\f(1,2)mg2t2sin2α9、如圖所示，物體沿曲面從A點(diǎn)無初速度滑下，滑至曲面的最低點(diǎn)B時，下滑的高度為5m，速度為6m/s，若物體的質(zhì)量為1kg.則下滑過程中物體克服阻力所做的功為(g取10m/s2)()A．50JB．18JC．32JD．0J10、以相同大小的初速度v0將物體從同一水平面分別豎直上拋、斜上拋、沿光滑斜面(足夠長)上滑，如圖所示，三種情況達(dá)到的最大高度分別為h1、h2和h3，不計(jì)空氣阻力(斜上拋運(yùn)動物體在最高點(diǎn)的速度方向水平)，則()A．h1＝h2>h3 B．h1＝h2<h3C．h1＝h3<h2 D．h1＝h3>h211、如圖所示，質(zhì)量為70kg的滑雪運(yùn)動員沿傾角為30°的斜坡滑下，已知斜坡表面與滑雪運(yùn)動員的滑雪板之間的動摩擦因數(shù)為，g＝10m/s2。試求運(yùn)動員在下滑5m的過程中，作用在運(yùn)動員身上的重力、支持力和摩擦力所做的功，以及合力所做的功，填入下表。并總結(jié)合力的功與各分力的功之間有怎樣的數(shù)量關(guān)系？滑雪運(yùn)動重力支持力摩擦力合力力的大小/N功/J12、如圖所示，有一質(zhì)量為m、長為L的均勻金屬鏈條，一半長度在光滑斜面上，斜面傾角為θ，另一半長度沿豎直方向下垂在空中，當(dāng)鏈條從靜止開始釋放后鏈條滑動，以斜面頂點(diǎn)為重力勢能零點(diǎn)，求：(1)開始時和鏈條剛好從右側(cè)面全部滑出斜面時重力勢能各多大？(2)此過程中重力做了多少功？13、如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑水平面上，小車AB段是半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道，BC段是長為L的粗糙水平軌道，兩段軌道相切于B點(diǎn)．一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點(diǎn)由靜止開始沿軌道滑下，重力加速度為g.(1)若固定小車，求滑塊運(yùn)動過程中對小車的最大壓力；(2)若不固定小車，滑塊仍從A點(diǎn)由靜止下滑，然后滑入BC軌道，最后從C點(diǎn)滑出小車．已知滑塊質(zhì)量m＝eq\f(M,2)，在任一時刻滑塊相對地面速度的水平分量是小車速度大小的2倍，滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)為μ，求：①滑塊運(yùn)動過程中，小車的最大速度大小vm；②滑塊從B到C運(yùn)動過程中，小車的位移大小x.2020春人教版物理新教材必修第二冊第8章機(jī)械能守恒定律練習(xí)及答案*新教材必修第二冊第8章機(jī)械能守恒定律*1、滑板運(yùn)動是青少年喜愛的一項(xiàng)運(yùn)動，一塊滑板由板面、滑板支架和四個輪子等部分組成。一位練習(xí)者踩著滑板在水平地面上向右減速滑行，若練習(xí)者的腳受到的摩擦力為Ff1，腳對滑板的摩擦力為Ff2，下列說法正確的是()做正功，F(xiàn)f2做負(fù)功做負(fù)功，F(xiàn)f2做正功、Ff2均做正功D.因?yàn)槭庆o摩擦力，F(xiàn)f1、Ff2都不做功解析由題意可知腳受到的摩擦力向左，滑板受到腳的摩擦力向右，人和滑板一起向右運(yùn)動，根據(jù)力與位移的方向關(guān)系可知，腳受到的摩擦力做負(fù)功，腳對滑板的摩擦力做正功，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯誤。答案B2、(2019年北京東城區(qū)聯(lián)考)一只蘋果從樓上某一高度自由下落，蘋果在空中依次經(jīng)過三個完全相同的窗戶1、2、3.如圖所示，直線為蘋果在空中的運(yùn)動軌跡．若不計(jì)空氣阻力的影響，以下說法正確的是()A．蘋果通過第3個窗戶所用的時間最長B．蘋果通過第1個窗戶的平均速度最大C．蘋果通過第3個窗戶重力做的功最大D．蘋果通過第1個窗戶重力的平均功率最小【解析】因平均速度v＝eq\f(v1＋v2,2)，所以通過第3個窗戶的平均速度最大，時間最少，故選項(xiàng)A、B錯；因重力通過窗戶所做的功為W＝mgΔh，所以做功相等，選項(xiàng)C錯；根據(jù)P＝eq\f(W,t)，因通過第1個窗戶的時間最長，所以選項(xiàng)D正確．【答案】D3、關(guān)于重力勢能，下列說法正確的是()A．重力勢能是地球和物體共同具有的，而不是物體單獨(dú)具有的B．處在同一高度的物體，具有的重力勢能相同C．重力勢能是標(biāo)量，不可能有正、負(fù)值D．浮在海面上的小船的重力勢能一定為零【答案】A[重力勢能具有系統(tǒng)性，重力勢能是物體與地球共有的，故A正確；重力勢能等于mgh，其中h是相對于參考平面的高度，參考平面不同，h不同，另外質(zhì)量也不一定相同，故處在同一高度的物體，其重力勢能不一定相同，選項(xiàng)B錯誤；重力勢能是標(biāo)量，但有正負(fù)，負(fù)號表示物體在參考平面的下方，故C錯誤；零勢能面的選取是任意的，并不一定選擇海平面為零勢能面，故浮在海面上的小船的重力勢能不一定為零，選項(xiàng)D錯誤．]4、人在距地面h高處拋出一個質(zhì)量為m的小球，落地時小球的速度為v，不計(jì)空氣阻力，人對小球做的功是()\f(1,2)mv2 B．mgh＋eq\f(1,2)mv2C．mgh－eq\f(1,2)mv2 \f(1,2)mv2－mgh【答案】D[對全過程運(yùn)用動能定理得：mgh＋W＝eq\f(1,2)mv2－0，解得：W＝eq\f(1,2)mv2－mgh，故D正確，A、B、C錯誤．故選D.]5、一根輕彈簧下端固定，豎立在水平面上，其正上方A位置有一只小球．小球從靜止開始下落，在B位置接觸彈簧的上端，在C位置小球所受彈力大小等于重力，在D位置小球速度減小到零．小球下落階段下列說法中正確的是()A．在B位置小球動能最大B．從A→D位置的過程中小球機(jī)械能守恒C．從A→D位置小球重力勢能的減少大于彈簧彈性勢能的增加D．從A→C位置小球重力勢能的減少大于彈簧彈性勢能的增加【答案】D[球從B至C過程，重力大于彈簧的彈力，合力向下，小球加速運(yùn)動；C到D過程，重力小于彈力，合力向上，小球減速運(yùn)動，故在C點(diǎn)動能最大，A錯誤．下落過程中小球受到的彈力做功，所以機(jī)械能不守恒，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即小球的重力勢能、動能和彈簧的彈性勢能總和保持不變，從A→D位置，動能變化量為零，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒知，小球重力勢能的減小等于彈性勢能的增加，從A→C位置小球減小的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為動能，一部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，故從A→C位置小球重力勢能的減少大于彈簧彈性勢能的增加，D正確，B、C錯誤．]6、在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)重物減少的重力勢能總是略大于重物增加的動能，造成這種現(xiàn)象的原因是()A.選用的重物質(zhì)量過大B.選用的重物質(zhì)量過小C.空氣對重物的阻力和打點(diǎn)計(jì)時器對紙帶的阻力D.實(shí)驗(yàn)時操作不規(guī)范，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量不準(zhǔn)確【解析】造成題中所述誤差的主要原因是來自于各方面的阻力，選項(xiàng)C正確?！敬鸢浮緾7、如圖所示，在同一水平方向恒力F的作用下，一物體分別沿著粗糙水平面和光滑水平面從靜止開始運(yùn)動相同位移x，物體沿著粗糙水平地面運(yùn)動位移x過程中，力F做的功和做功的平均功率分別為W1、P1.物體沿著光滑水平地面運(yùn)動位移x過程中，力F做的功和做功的平均功率分別為W2、P2.則()A．W1>W2、P1>P2 B．W1＝W2、P1<P2C．W1<W2、P1<P2 D．W1＝W2、P1>P2【解析】根據(jù)W＝Fscosθ，因?yàn)榱臀灰贫枷嗟龋瑒t恒力做功相等，物塊在粗糙水平面上運(yùn)動的加速度小于在光滑水平面上的加速度，根據(jù)x＝eq\f(1,2)at2可知在通過相同距離的情況下，在粗糙水平面上的運(yùn)動時間長，根據(jù)P＝eq\f(W,t)知，P1<P2.【答案】B8、質(zhì)量為m的物體，沿傾角為α的光滑斜面由靜止下滑，當(dāng)下滑t(s)時重力勢能減少量為()\f(1,2)mg2t2sinα \f(1,2)mg2t2C．mg2t2 \f(1,2)mg2t2sin2α【答案】D[物體下滑的加速度a＝gsinα，t(s)時物體下滑的距離x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)gsinα·t2，下滑的高度h＝xsinα，物體重力勢能的減少量ΔEp＝mgh＝eq\f(1,2)mg2sin2α·t2.故D正確．]9、如圖所示，物體沿曲面從A點(diǎn)無初速度滑下，滑至曲面的最低點(diǎn)B時，下滑的高度為5m，速度為6m/s，若物體的質(zhì)量為1kg.則下滑過程中物體克服阻力所做的功為(g取10m/s2)()A．50JB．18JC．32JD．0J【答案】C[由動能定理得mgh－Wf＝eq\f(1,2)mv2，故Wf＝mgh－eq\f(1,2)mv2＝1×10×5J－eq\f(1,2)×1×62J＝32J，C正確．]10、以相同大小的初速度v0將物體從同一水平面分別豎直上拋、斜上拋、沿光滑斜面(足夠長)上滑，如圖所示，三種情況達(dá)到的最大高度分別為h1、h2和h3，不計(jì)空氣阻力(斜上拋運(yùn)動物體在最高點(diǎn)的速度方向水平)，則()A．h1＝h2>h3 B．h1＝h2<h3C．h1＝h3<h2 D．h1＝h3>h2【答案】D[豎直上拋和沿斜面運(yùn)動的物體，上升到最高點(diǎn)時，速度均為0，由機(jī)械能守恒得mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，所以h＝eq\f(v\o\al(2,0),2g)，斜上拋運(yùn)動物體在最高點(diǎn)速度不為零，設(shè)為v1，則mgh2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，所以h2<h1＝h3，故D對．]11、如圖所示，質(zhì)量為70kg的滑雪運(yùn)動員沿傾角為30°的斜坡滑下，已知斜坡表面與滑雪運(yùn)動員的滑雪板之間的動摩擦因數(shù)為，g＝10m/s2。試求運(yùn)動員在下滑5m的過程中，作用在運(yùn)動員身上的重力、支持力和摩擦力所做的功，以及合力所做的功，填入下表。并總結(jié)合力的功與各分力的功之間有怎樣的數(shù)量關(guān)系？滑雪運(yùn)動重力支持力摩擦力合力力的大小/N功/J【答案】重力支持力摩擦力合力力的大小/N700功/J17500－1合力的功等于重力、支持力和摩擦力三個力做功的代數(shù)和。12、如圖所示，有一質(zhì)量為m、長為L的均勻金屬鏈條，一半長度在光滑斜面上，斜面傾角為θ，另一半長度沿豎直方向下垂在空中，當(dāng)鏈條從靜止開始釋放后鏈條滑動，以斜面頂點(diǎn)為重力勢能零點(diǎn)，求：(1)開始時和鏈條剛好從右側(cè)面全部滑出斜面時重力勢能各多大？(2)此過程中重力做了多少功？[解析](1)開始時，左邊一半鏈條重力勢能為Ep1＝－eq\f(mg,2)·eq\f(L,4)sinθ，右邊一半的重力勢能Ep2＝－eq\f(mg,2)·eq\f(L,4)；左右兩部分總的重力勢能為Ep＝Ep1＋Ep2＝－eq\f(1,8)mgL(sinθ＋1)鏈條從右側(cè)剛好全部滑出時，重力勢能為Ep′＝－eq\f(1,2)mgL(2)此過程重力勢能減少了ΔEp＝Ep－Ep′＝eq\f(1,8)mgL(3－sinθ)，故重力做的功為WG＝eq\f(1,8)mgL(3－sinθ)[答案](1)－eq\f(1,8)mgL(1＋sinθ)－eq\f(1,2)mgL(2)eq\f(1,8)mgL(3－sinθ)13、如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑水平面上，小車AB段是半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道，BC段是長為L的粗糙水平軌道，兩段軌道相切于B點(diǎn)．一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點(diǎn)由靜止開始沿軌道