春人教版物理新教材必修第二册第8章 机械能守恒定律练习和答案.docx
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春人教版物理新教材必修第二册第8章机械能守恒定律练习和答案
2020春人教版物理新教材必修第二册第8章机械能守恒定律练习及答案
*新教材必修第二册第8章机械能守恒定律*
1、滑板运动是青少年喜爱的一项运动,一块滑板由板面、滑板支架和四个轮子等部分组成。
一位练习者踩着滑板在水平地面上向右减速滑行,若练习者的脚受到的摩擦力为Ff1,脚对滑板的摩擦力为Ff2,下列说法正确的是( )
A.Ff1做正功,Ff2做负功
B.Ff1做负功,Ff2做正功
C.Ff1、Ff2均做正功
D.因为是静摩擦力,Ff1、Ff2都不做功
2、(2019年北京东城区联考)
一只苹果从楼上某一高度自由下落,苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.如图所示,直线为苹果在空中的运动轨迹.若不计空气阻力的影响,以下说法正确的是( )
A.苹果通过第3个窗户所用的时间最长
B.苹果通过第1个窗户的平均速度最大
C.苹果通过第3个窗户重力做的功最大
D.苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小
3、关于重力势能,下列说法正确的是( )
A.重力势能是地球和物体共同具有的,而不是物体单独具有的
B.处在同一高度的物体,具有的重力势能相同
C.重力势能是标量,不可能有正、负值
D.浮在海面上的小船的重力势能一定为零
4、人在距地面h高处抛出一个质量为m的小球,落地时小球的速度为v,不计空气阻力,人对小球做的功是( )
A.
mv2 B.mgh+
mv2
C.mgh-
mv2D.
mv2-mgh
5、一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上,其正上方A位置有一只小球.小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零.小球下落阶段下列说法中正确的是( )
A.在B位置小球动能最大
B.从A→D位置的过程中小球机械能守恒
C.从A→D位置小球重力势能的减少大于弹簧弹性势能的增加
D.从A→C位置小球重力势能的减少大于弹簧弹性势能的增加
6、在做“验证机械能守恒定律”的实验时,发现重物减少的重力势能总是略大于重物增加的动能,造成这种现象的原因是( )
A.选用的重物质量过大
B.选用的重物质量过小
C.空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D.实验时操作不规范,实验数据测量不准确
7、如图所示,在同一水平方向恒力F的作用下,一物体分别沿着粗糙水平面和光滑水平面从静止开始运动相同位移x,物体沿着粗糙水平地面运动位移x过程中,力F做的功和做功的平均功率分别为W1、P1.物体沿着光滑水平地面运动位移x过程中,力F做的功和做功的平均功率分别为W2、P2.则( )
A.W1>W2、P1>P2B.W1=W2、P1 C.W1 8、质量为m的物体,沿倾角为α的光滑斜面由静止下滑,当下滑t(s)时重力势能减少量为( ) A. mg2t2sinα B. mg2t2C.mg2t2D. mg2t2sin2α 9、如图所示,物体沿曲面从A点无初速度滑下,滑至曲面的最低点B时,下滑的高度为5m,速度为6m/s,若物体的质量为1kg.则下滑过程中物体克服阻力所做的功为(g取10m/s2)( ) A.50J B.18J C.32J D.0J 10、以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑,如图所示,三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3,不计空气阻力(斜上抛运动物体在最高点的速度方向水平),则( ) A.h1=h2>h3B.h1=h2 C.h1=h3 11、如图所示,质量为70kg的滑雪运动员沿倾角为30°的斜坡滑下,已知斜坡表面与滑雪运动员的滑雪板之间的动摩擦因数为0.05,g=10m/s2。 试求运动员在下滑5m的过程中,作用在运动员身上的重力、支持力和摩擦力所做的功,以及合力所做的功,填入下表。 并总结合力的功与各分力的功之间有怎样的数量关系? 滑雪运动 重力 支持力 摩擦力 合力 力的大小/N 功/J 12、如图所示,有一质量为m、长为L的均匀金属链条,一半长度在光滑斜面上,斜面倾角为θ,另一半长度沿竖直方向下垂在空中,当链条从静止开始释放后链条滑动,以斜面顶点为重力势能零点,求: (1)开始时和链条刚好从右侧面全部滑出斜面时重力势能各多大? (2)此过程中重力做了多少功? 13、如图所示,质量为M的小车静止在光滑水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道,BC段是长为L的粗糙水平轨道,两段轨道相切于B点.一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下,重力加速度为g. (1)若固定小车,求滑块运动过程中对小车的最大压力; (2)若不固定小车,滑块仍从A点由静止下滑,然后滑入BC轨道,最后从C点滑出小车.已知滑块质量m= ,在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ,求: ①滑块运动过程中,小车的最大速度大小vm; ②滑块从B到C运动过程中,小车的位移大小x. 2020春人教版物理新教材必修第二册第8章机械能守恒定律练习及答案 *新教材必修第二册第8章机械能守恒定律* 1、滑板运动是青少年喜爱的一项运动,一块滑板由板面、滑板支架和四个轮子等部分组成。 一位练习者踩着滑板在水平地面上向右减速滑行,若练习者的脚受到的摩擦力为Ff1,脚对滑板的摩擦力为Ff2,下列说法正确的是( ) A.Ff1做正功,Ff2做负功 B.Ff1做负功,Ff2做正功 C.Ff1、Ff2均做正功 D.因为是静摩擦力,Ff1、Ff2都不做功 解析 由题意可知脚受到的摩擦力向左,滑板受到脚的摩擦力向右,人和滑板一起向右运动,根据力与位移的方向关系可知,脚受到的摩擦力做负功,脚对滑板的摩擦力做正功,选项B正确,A、C、D错误。 答案 B 2、(2019年北京东城区联考) 一只苹果从楼上某一高度自由下落,苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.如图所示,直线为苹果在空中的运动轨迹.若不计空气阻力的影响,以下说法正确的是( ) A.苹果通过第3个窗户所用的时间最长 B.苹果通过第1个窗户的平均速度最大 C.苹果通过第3个窗户重力做的功最大 D.苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小 【解析】因平均速度v= ,所以通过第3个窗户的平均速度最大,时间最少,故选项A、B错;因重力通过窗户所做的功为W=mgΔh,所以做功相等,选项C错;根据P= ,因通过第1个窗户的时间最长,所以选项D正确. 【答案】D 3、关于重力势能,下列说法正确的是( ) A.重力势能是地球和物体共同具有的,而不是物体单独具有的 B.处在同一高度的物体,具有的重力势能相同 C.重力势能是标量,不可能有正、负值 D.浮在海面上的小船的重力势能一定为零 【答案】A [重力势能具有系统性,重力势能是物体与地球共有的,故A正确;重力势能等于mgh,其中h是相对于参考平面的高度,参考平面不同,h不同,另外质量也不一定相同,故处在同一高度的物体,其重力势能不一定相同,选项B错误;重力势能是标量,但有正负,负号表示物体在参考平面的下方,故C错误;零势能面的选取是任意的,并不一定选择海平面为零势能面,故浮在海面上的小船的重力势能不一定为零,选项D错误.] 4、人在距地面h高处抛出一个质量为m的小球,落地时小球的速度为v,不计空气阻力,人对小球做的功是( ) A. mv2 B.mgh+ mv2 C.mgh- mv2D. mv2-mgh 【答案】D [对全过程运用动能定理得: mgh+W= mv2-0,解得: W= mv2-mgh,故D正确,A、B、C错误.故选D.] 5、一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上,其正上方A位置有一只小球.小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零.小球下落阶段下列说法中正确的是( ) A.在B位置小球动能最大 B.从A→D位置的过程中小球机械能守恒 C.从A→D位置小球重力势能的减少大于弹簧弹性势能的增加 D.从A→C位置小球重力势能的减少大于弹簧弹性势能的增加 【答案】D [球从B至C过程,重力大于弹簧的弹力,合力向下,小球加速运动;C到D过程,重力小于弹力,合力向上,小球减速运动,故在C点动能最大,A错误.下落过程中小球受到的弹力做功,所以机械能不守恒,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,即小球的重力势能、动能和弹簧的弹性势能总和保持不变,从A→D位置,动能变化量为零,根据系统的机械能守恒知,小球重力势能的减小等于弹性势能的增加,从A→C位置小球减小的重力势能一部分转化为动能,一部分转化为弹簧的弹性势能,故从A→C位置小球重力势能的减少大于弹簧弹性势能的增加,D正确,B、C错误.] 6、在做“验证机械能守恒定律”的实验时,发现重物减少的重力势能总是略大于重物增加的动能,造成这种现象的原因是( ) A.选用的重物质量过大 B.选用的重物质量过小 C.空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力 D.实验时操作不规范,实验数据测量不准确 【解析】 造成题中所述误差的主要原因是来自于各方面的阻力,选项C正确。 【答案】 C 7、如图所示,在同一水平方向恒力F的作用下,一物体分别沿着粗糙水平面和光滑水平面从静止开始运动相同位移x,物体沿着粗糙水平地面运动位移x过程中,力F做的功和做功的平均功率分别为W1、P1.物体沿着光滑水平地面运动位移x过程中,力F做的功和做功的平均功率分别为W2、P2.则( ) A.W1>W2、P1>P2B.W1=W2、P1 C.W1 【解析】根据W=Fscosθ,因为力和位移都相等,则恒力做功相等,物块在粗糙水平面上运动的加速度小于在光滑水平面上的加速度,根据x= at2 可知在通过相同距离的情况下,在粗糙水平面上的运动时间长, 根据P= 知,P1 【答案】B 8、质量为m的物体,沿倾角为α的光滑斜面由静止下滑,当下滑t(s)时重力势能减少量为( ) A. mg2t2sinα B. mg2t2 C.mg2t2D. mg2t2sin2α 【答案】D [物体下滑的加速度a=gsinα,t(s)时物体下滑的距离x= at2= gsinα·t2,下滑的高度h=xsinα,物体重力势能的减少量ΔEp=mgh= mg2sin2α·t2.故D正确.] 9、如图所示,物体沿曲面从A点无初速度滑下,滑至曲面的最低点B时,下滑的高度为5m,速度为6m/s,若物体的质量为1kg.则下滑过程中物体克服阻力所做的功为(g取10m/s2)( ) A.50J B.18J C.32J D.0J 【答案】C [由动能定理得mgh-Wf= mv2,故Wf=mgh- mv2=1×10×5J- ×1×62J=32J,C正确.] 10、以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑,如图所示,三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3,不计空气阻力(斜上抛运动物体在最高点的速度方向水平),则( ) A.h1=h2>h3B.h1=h2 C.h1=h3 【答案】D [竖直上抛和沿斜面运动的物体,上升到最高点时,速度均为0,由机械能守恒得mgh= mv ,所以h= ,斜上抛运动物体在最高点速度不为零,设为v1,则mgh2= mv - mv ,所以h2 11、如图所示,质量为70kg的滑雪运动员沿倾角为30°的斜坡滑下,已知斜坡表面与滑雪运动员的滑雪板之间的动摩擦因数为0.05,g=10m/s2。 试求运动员在下滑5m的过程中,作用在运动员身上的重力、支持力和摩擦力所做的功,以及合力所做的功,填入下表。 并总结合力的功与各分力的功之间有怎样的数量关系? 滑雪运动 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/N 700 606.2 30.31 319.69 功/J 1750 0 -151.55 1598.45 合力的功等于重力、支持力和摩擦力三个力做功的代数和。 12、如图所示,有一质量为m、长为L的均匀金属链条,一半长度在光滑斜面上,斜面倾角为θ,另一半长度沿竖直方向下垂在空中,当链条从静止开始释放后链条滑动,以斜面顶点为重力势能零点,求: (1)开始时和链条刚好从右侧面全部滑出斜面时重力势能各多大? (2)此过程中重力做了多少功? [解析] (1)开始时,左边一半链条重力势能为Ep1=- · sinθ,右边一半的重力势能Ep2=- · ;左右两部分总的重力势能为Ep=Ep1+Ep2=- mgL(sinθ+1) 链条从右侧刚好全部滑出时,重力势能为Ep′=- mgL (2)此过程重力势能减少了ΔEp=Ep-Ep′= mgL(3-sinθ),故重力做的功为WG= mgL(3-sinθ) [答案] (1)- mgL(1+sinθ) - mgL (2) mgL(3-sinθ) 13、如图所示,质量为M的小车静止在光滑水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道,BC段是长为L的粗糙水平轨道,两段轨道相切于B点.一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下,重力加速度为g. (1)若固定小车,求滑块运动过程中对小车的最大压力; (2)若不固定小车,滑块仍从A点由静止下滑,然后滑入BC轨道,最后从C点滑出小车.已知滑块质量m= ,在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ,求: ①滑块运动过程中,小车的最大速度大小vm; ②滑块从B到C运动过程中,小车的位移大小x. [解析] (1)滑块滑到B点时对小车压力最大,从A到B机械能守恒 mgR= mv ① 滑块在B点处,由牛顿第二定律得 N-mg=m ② 解得N=3mg③ 由牛顿第三定律得N′=3mg.④ (2)①滑块下滑到达B点时,小车速度最大.由机械能守恒得 mgR= Mv + m(2vm)2⑤ 解得vm= .⑥ ②设滑块运动到C点时,小车速度大小为vC,由功能关系得 mgR-μmgL= Mv + m(2vC)2⑦ 设滑块从B到C过程中,小车运动加速度大小为a,由牛顿第二定律得 μmg=Ma⑧ 由运动学规律得 v -v =-2ax⑨ 解得x= .⑩ [答案] (1)3mg (2)① ②
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