2020(春)人教版物理必修第二冊第8章機械能守恒定律習題包含

2020(春)人教版物理(新)必修第二冊第8章機械能守恒定律習題包括答案2020(春)人教版物理(新)必修第二冊第8章機械能守恒定律習題包括答案8/8蚆PAGE8羃膇膇螂肅膄2020(春)人教版物理(新)必修第二冊第8章機械能守恒定律習題包括答案

2020（春）人教版物理（新）必修第二冊第8章機械能守恒定律習題含答案

*新教材必修第二冊第8章機械能守恒定律*

1、(多項選擇)一滑塊在水平川面上沿直線滑行，t＝0時其速度為2.0m/s.從此刻開始在滑塊運動方向上再施加一水平拉力F，力F和滑塊的速度v隨時間t的變化規(guī)律分別如圖4甲和乙所示．設(shè)在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)力F對滑塊做功的

平均功率分別為P1、P2、P3，則( )

圖4

A．P1>P2>P3

B．P1<P2<P3

C．0～2s內(nèi)力F對滑塊做功為4J

D．0～2s內(nèi)摩擦力對滑塊做功為4J

剖析：由速度－時間圖象可知滑塊在第1s內(nèi)的位移為1m，第2s內(nèi)的位移為1m，

第3s內(nèi)的位移為2m．故第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)力F對滑塊做功的平均功率分別為P1＝1W、P2＝3W、P3＝4W，故有P1<P2<P3，即A錯誤、B正確.0～2s內(nèi)力F對滑塊做的功為4J，C正確.0～2s內(nèi)摩擦力對滑塊做的功為－4J，D錯誤．

答案：BC

2、功率的定義式為

WP＝t，由此可知

(

)

．功率的大小由功和做功的時間共同決定

B．做的功越少，功率就越小

C．做功的時間越長，功率就越小

D．物體做功的功率越大，則物體做的功必然越多

[功率是描述做功快慢的物理量，功率大說明物體做功快，功率小說明物體做功慢．對物體做的功多，若是用的時間很長，那么功率也不用然大．做功少，功

率也不用然就小，由功和做功的時間共同決定，反之功率大，做功也不用然多．故

正確，B、C、D錯誤．]

3、關(guān)于重力勢能，以下說法正確的選項是( )

．重力勢能是地球和物體共同擁有的，而不是物體單獨擁有的

B．處在同一高度的物體，擁有的重力勢能相同

C．重力勢能是標量，不可以能有正、負值

D．浮在海面上的小船的重力勢能必然為零

[重力勢能擁有系統(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是相關(guān)于參照平面的高度，參照平面不相同，h不相同，別的質(zhì)量

也不用然相同，故處在同一高度的物體，其重力勢能不用然相同，選項B錯誤；

重力勢能是標量，但有正負，負號表示物體在參照平面的下方，故C錯誤；零勢

能面的采用是任意的，其實不用然選擇海平面為零勢能面，故浮在海面上的小船的

重力勢能不用然為零，選項D錯誤．]

4、從地面豎直向上拋出一只小球，小球運動一段時間后落回地面．忽略空氣阻力，

該過程中小球的動能Ek與時間t的關(guān)系圖象是( )

ABCD

[小球做豎直上拋運動時，速度v＝v0－gt，依照動能Ek＝12mv2得Ek＝12m(v0

－gt)2，故圖象A正確．]5、一物體由h高處自由落下，以地面為參照平面，當物體的動能等于勢能時，物體經(jīng)歷的時間為()A.2hB.hC.hD．以上都不對gg2g11B[設(shè)物體動能等于勢能時速度為v，依照機械能守恒2mv2＋Ep＝mgh，又2mv2＝Ep，解得v＝gh，而物體做自由落體運動，v＝gt，解得t＝h，B正確．]g

6、以下列圖，穩(wěn)站在商店自動扶梯水平踏板上的人，隨扶梯斜向上做加速運動，

則在此過程中( )

．人只碰到重力和踏板的支持力作用

B．人碰到的重力和踏板的支持力大小相等方向相反

C．支持力對人做正功

D．支持力對人做功為零

[人隨扶梯向上加速運動時，受踏板支持力、靜摩擦力(水平向右)和重力作用，人處于超重狀態(tài)．支持力大于重力，故A、B錯誤；支持力與位移方向夾角小于

90°，故支持力對人做正功，C正確，D錯誤．]

7、質(zhì)量為m的物體，沿傾角為α的圓滑斜面由靜止下滑，當下滑t(s)時重力勢能

減少量為()11A.2mg2t2sinαB.2mg2t21C．mg2t2D.2mg2t2sin2α1212，下D[物體下滑的加速度a＝gsin，αt(s)時物體下滑的距離x＝2at＝2gsinα·t滑的高度h＝xsin，α物體重力勢能的減少量ΔEp1222＝mgh＝2mgsinα·t.故D正確．]8、將距離沙坑表面上方1m高處質(zhì)量為的小球由靜止釋放，測得小球落入沙坑靜止時距離沙坑表面的深度為

10cm.若忽略空氣阻力，

g取

10m/s2，則小球

戰(zhàn)勝沙坑的阻力所做的功為

(

)

A．

B．2J

C．

D．4J

[由動能定理得mg(h＋d)－Wf＝0，解得小球戰(zhàn)勝沙坑的阻力所做的功為Wf

＝，故C正確，A、B、D錯誤．]

9、以下列圖，圓滑的曲面與圓滑的水平面圓滑相連，一輕彈簧右端固定，質(zhì)量為

m的小球從高度h處由靜止下滑，則( )

A．小球與彈簧剛接觸時，速度大小為2gh

B．小球與彈簧接觸的過程中，小球機械能守恒

1C．小球壓縮彈簧至最短時，彈簧的彈性勢能為2mgh

D．小球在壓縮彈簧的過程中，小球的加速度保持不變

[小球在曲面上下滑過程中，依照機械能守恒定律得mgh＝12mv2，得v＝2gh，

即小球與彈簧剛接觸時，速度大小為2gh，故A正確．小球與彈簧接觸的過程中，

彈簧的彈力對小球做負功，則小球機械能不守恒，故B錯誤．對整個過程，依照

系統(tǒng)的機械能守恒可知，小球壓縮彈簧至最短時，彈簧的彈性勢能為mgh，故C

錯誤．小球在壓縮彈簧的過程中，彈簧彈力增大，則小球的加速度增大，故D錯

誤．]

10、以下列圖，水平的傳達帶以速度v＝6m/s順時針運轉(zhuǎn)，兩傳動輪M、N之

間的距離為L＝10m，若在M輪的正上方，將一質(zhì)量為m＝3kg的物體輕放在傳送帶上，已知物體與傳達帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝，在物體由

2處的過程中，傳達帶對物體的摩擦力做了多少功？(g取10m/s)

M處傳達到

N

Fμmg[剖析]物體放在傳達帶上后的加速度a＝m＝m＝μg＝3m/s2設(shè)一段時間后物體的速度增大到v＝6m/s，此后物體與傳達帶速度相同，二者之v6間不再相對滑動，滑動摩擦力隨之消失，可見滑動摩擦力的作用時間為t＝a＝3s＝2s1212在這2s內(nèi)物體水平向右運動的位移為l＝2at＝2×3×2m＝6m＜L＝10m故滑動摩擦力對物體所做的功為W＝Fl＝μmgl＝×3×10×6J＝54J.[答案]54J

11、質(zhì)量為3kg的物體放在高4m的平臺上，g取10m/s2.求：

(1)物體相關(guān)于平臺表面的重力勢能是多少？

(2)物體相關(guān)于地面的重力勢能是多少？

(3)物體從平臺落到地面上，重力勢能變化了多少？重力做的功是多少？

剖析：解法一：(1)相關(guān)于平臺表面h＝0.

Ep＝mgh＝0.(2)相關(guān)于地面，物體重力勢能為

Ep＝mgh＝3×10×4J＝120J.

(3)物體從平臺表面下落到地面上，以平臺為參照面，有Ep1＝0.

Ep2＝mgh＝3×10×(－4)J＝－120J

△Ep＝Ep2－Ep1＝－120J

重力勢能減少了120J，重力做的功為

WG＝mgh＝120J

或WG＝Ep1－Ep2＝0－(－120)J＝120J.

解法二：(1)、(2)兩問同上．

在第(3)問中，若取地面為零勢能面．

則：Ep1＝mgh＝3×10×4J＝120J，Ep2＝0

Ep＝p2－p1＝－＝－120JEE0120JWG＝Ep1－Ep2＝120J.答案：(1)0(2)120J(3)－120J120J12、粗糙的1/4圓弧的半徑為，有一質(zhì)量為的物體自最高點A從靜止開始下滑到圓弧最低點B.爾后沿水平眼前進到達C點停止.設(shè)物體與軌道間的動摩擦因數(shù)為0.5(取g＝10m/s2)，求：

(1)物體到達B點時的速度大??；

(2)物體在圓弧軌道上戰(zhàn)勝摩擦力所做的功．

[剖析]122B解得：vB＝2m/s.

(2)物體從A運動到B的過程，由動能定理得：

12mgR－Wf＝2mvB－0

解得：Wf＝0.5J.

[答案](1)2m/s

13、以下列圖，質(zhì)量為M的小車靜止在圓滑水平面上，小車AB段是半徑為R的四分之一圓滑圓弧軌道，BC段是長為L的粗糙水平軌道，兩段軌道相切于B點．一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點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點由靜止下滑，爾后滑入BC軌道，最后從C點滑

M出小車．已知滑塊質(zhì)量m＝2，在任一時辰滑塊相對地面速度的水平重量是小車

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滑塊運動過程中，小車的最大速度大小vm；②滑塊從B到C運動過程中，小車的位移大小x.

[剖析](1)滑塊滑到B點時對小車壓力最大，從A到B機械能守恒

12mgR＝2mvB①滑塊在B點處，由牛頓第二定律得2vB②N－mg＝mR解得N＝3mg③由牛頓第三定律得N′＝3mg.④(2)①滑塊下滑