重要动能定理和机械能守恒定律练习题答案.docx
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重要动能定理和机械能守恒定律练习题答案
重要-动能定理和机械能守恒定律练习题&答案
动能定理和机械能守恒定律基础练习题
考点一:
动能与功一样,是标量,不受速度方向的影响
1、某同学投掷铅球.每次出手时,铅球速度的大小相等,但方向与水平面的夹角不同.关于出手时铅球的动能,下列判断正确的是()
A.夹角越大,动能越大B.夹角越大,动能越小
C.夹角为45o时,动能最大D.动能的大小与夹角无关
2、一个质量为0.3kg的弹性小球,在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后速度大小与碰撞前相同。
则碰撞前后小球速度变化量的大小△v和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为()
①
②
③
④
J
A、①③B、①④C、②③D、②④
考点二:
对动能定理的理解:
动力做正功使物体动能增大,阻力做负功使物体动能减少,它们共同作用的结果,导致了物体动能的变化
3、关于做功和物体动能变化的关系,正确的是()
A、只有动力对物体做功时,物体动能可能减少
B、物体克服阻力做功时,它的动能一定减少
C、动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化
D、外力对物体做功的代数和等于物体的末动能和初动能之差
考点三:
动能定理的简单计算:
W总=Ek2-Ek1,即外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(末减初)
4.水平地面上,一运动物体在10N摩擦力的作用下,前进5m后停止,在这一过程中物体的动能改变了()
A.10JB.25JC.50JD.100J
5、一质量为2kg的滑块,以4m/s的速度在光滑的水平面上滑动,从某一时刻起,给滑块施加一个与运动方向相同的水平力,经过一段时间,滑块的速度大小变为5m/s,则在这段时间里,水平力做的功为()
A、9JB、16JC、25JD、41J
6、一学生用100N的力将质量为0.5kg的球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20m远,则这个学生对球做的功是( )
A、200J B、16J C、1000J D、无法确定
7、如图,在高为H的平台上以初速 抛出一个质量为m的小球,不计空气阻力,当它到达离抛出点的竖直距离为h的B时,小球的动能增量为( )
A、
+
B、
+
C、
D、
8、质量不等但有相同初速度的两物体,在动摩擦因数相同的水平地面上滑行直到停止,则下列判断正确的是( )
A、质量大的物体滑行距离大B、质量小的物体滑行距离大
C、它们滑行的距离一样大D、质量小的滑行时间短
考点四:
动能定理的简单应用:
几个常见的模型
9、(子弹打木块)如上图,一颗0.1kg子弹以500m/s的速度打穿第一块固定木板后速度变为300m/s,则这个过程中子弹克服阻力所做的功为()
A、8000JB、4500JC、12500JD、无法确定
10、速度为v的子弹,恰好能穿透一块固定着的木板,如果子弹速度为2v,子弹穿透木板时阻力视为不变,则可穿透同样的木板( )
A、2块 B、3块 C、4块 D、1块
11、(求解变力功)如图6-2-12所示,原来质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置.用水平拉力F将小球缓慢地拉到细线成水平状态过程中,拉力F做功为:
( )
A.FL B.
C.mgL D.0
F
12、(处理多过程问题)质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放,落到地面后出现一个深为h的坑,如图所示,在此过程中()
A、重力对物体做功mgH
B、物体重力势能减少mg(H-h)
C、合力对物体做的总功为零
D、地面对物体的平均阻力为
考点五:
综合题型
13、如图所示,传送带匀速运动,带动货物匀速上升,在这个过程中,对货物的动能和重力势能分析正确的是( )
A.动能增加B.动能不变
C.重力势能不变D.重力势能减少
14、某人用手将1kg物体由静止向上提起1m,这时物体的速度为2m/s,则下列说法正确的是(g=10m/s)()
A.手对物体做功10JB.合外力做功2JC.合外力做功12JD.物体克服重力做功12J
考点六:
物体系统机械能守恒的条件:
只有重力和弹力对物体做功
15、关于机械能守恒定律的适用条件,下列说法中正确的是( )
A.只有重力和弹力作用时,机械能才守恒B.只要合外力为零,机械能守恒
C.当有重力和弹力外的其他外力作用时,只要其他外力不做功,机械能守恒
D.炮弹在空中飞行不计阻力时,仅受重力作用,所以爆炸前后机械能守恒
考点七:
判断机械能是否守恒的两种方法:
(1)从做功角度看,只有重力和弹力做功
(2)从能量角度看,只有动能和势能(包括弹性势能)间的转化
16、小球在做自由落体运动的过程中,下列说法正确的是()
A.小球的动能不变B.小球的重力势能增大
C.小球的机械能减小D.小球的机械能守恒
17、下列物体在运动过程中,机械能守恒的有()
A.沿粗糙斜面下滑的物体B.沿光滑斜面自由下滑的物体
C.从树上下落的树叶D.在真空管中自由下落的羽毛
18、在下列几种运动中,机械能一定不守恒的是()
A、质点做匀速圆周运动B、物体做匀速直线运动
C、物体做匀变速运动D、子弹打入木块过程中
19、如图所示,距地面h高处以初速度
沿水平方向抛出一个物体,不计空气阻力,物体在下落过程中,运动轨迹是一条抛物线,下列说法正确的是()
A、物体在c点比a点具有的机械能大
B、物体在a点比c点具有的动能大
C、物体在a、b、c三点具有的动能一样大
D、
物体在a、b、c三点具有的机械能相等
20.如图所示,细绳下端拴一个重球,上端固定在支架上,把重球从平衡位置B拉到A,放开手重球就在AC间往复运动,若在B1点固定一根钉子,重球仍从A点放手,球摆动到B点时,绳子被钉子挡住,重球绕B1点继续摆动,此后,重球所能达到的最高点(不计空气阻力)()
A.一定在AC连线上B.一定在AC连线的上方
C.一定在AC连线下方D.可能在AC连线的上方
21、2002年3月25日,我国成功地发射了“神舟5号”载人试验飞船,经过6天多的太空飞行,飞船的回收舱于4月1日顺利返回地面。
已知飞船在太空中运行的轨道是一个椭圆,椭圆的一个焦点是地球的球心,如图所示,飞船在运行中是无动力飞行,只受到地球对它的万有引力作用。
在飞船从轨道的A点沿箭头方向运行到B点的过程中()
1
飞船的速度逐渐减小②飞船的速度逐渐增大
3飞船的机械能守恒④飞船的机械能逐渐增大
A、①③B、①④C、②③D、②④
22、2003年11月份,太阳风暴频发,太阳风暴使“神舟”五号轨道舱运动轨道上的稀薄大气密度增加,轨道舱飞行阻力加大,如果不进行轨道维持,飞船轨道舱的轨道高度就会逐渐降低,在这种情况下,飞船轨道舱的动能、重力势能和机械能变化的关系应该是()
A.动能、重力势能和机械能逐渐减小
B.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能不变
C.重力势能逐渐增大,动能逐渐减小,机械能不变
D.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能逐渐减小
23、如图所示,一辆汽车从凸桥上的A点匀速运动到等高的B点,以下说法中正确的是()
A.由于车速不变,所以汽车从A到B过程中机械能不变
B.牵引力对汽车做的功大于汽车克服阻力做的功
C.汽车在运动过程中所受合外力为零
D.汽车所受的合外力做功为零
24、如图所示,两质量相同的小球A、B分别用线悬在等高的O1、O2点,A球的悬线比B球的长.把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放,则经最低点时(以悬点为零势能点)下列说法不正确的是( )
A.A球的速度大于B球的速度
B.A球的动能大于B球的动能
C.A球的机械能大于B球的机械能
D.A球的机械能等于B球的机械能
考点八:
系统机械能守恒,机械能守恒定律所研究的对象往往是一个系统
25、自由下落的小球,正好落在下端固定于地板上的竖直放置的弹簧上,后来又被弹起(不计空气阻力),下列判断中正确的是()
A.机械能是否守恒与选取哪一个物体系统为研究对象有关,选取的研究对象不同,得到的结论往往是不同的
B.如果选取小球和地球组成的系统为研究对象,则该系统的机械能守恒
C.如果选取小球,地球和弹簧组成的物体系统,则该系统的机械能守恒
D.如果选取小球、地球和弹簧组成的物体系统,则该系统的机械能不守恒
26、一辆小车静止在光滑的水平面上,小车立柱上固定一条长为L、系有小球的水平细绳,小球由静止释放,如图所示,不计一切摩擦,下列说法正确的是()
A.小球的机械能守恒
B.小球的机械能不守恒
C.球、车系统的机械能守恒
D.球、车系统的机械能不守恒
27、木块静挂在绳子下端,一子弹以水平速度射入木块并留在其中,再与木块一起共同摆到一高度,如图所示,从子弹开始射入到共同上摆到最大高度的过程中,下列说法正确的是()
A.子弹的机械能守恒B.木块的机械能守恒
C.子弹和木块的总机械能守恒D.以上说法都不对
考点九:
机械能守恒定律的计算,应先分析物体运动过程中是否满足机械能守恒条件,其次列出初、末状态物体的机械能相等的方程,即Ek1+Ep1=Ek2+Ep2求解方程
28、在同一高度,把三个完全相同的小球以相同大小的速度同时抛出去,它们分别做竖直上抛,竖直下抛和平抛运动,则下列说法正确的是()
A、每一时刻三个小球的速度均相等B、落地时三个小球的速度相同
C、落地时三个小球的动能相同D、三个小球在空中飞行的时间相同
29、在地面上方某一高度有一小球,其重力势能为10J(以地面为参考平面),现让它由静止开始下落,若不计空气阻力,则它在着地前瞬间的动能为()
A、30JB、20JC、10JD、5J
30、将物体由地面竖直上抛,如果不计空气阻力,物体能够达到的最大高度为H,当物体在上升过程中的某一位置时,它的动能和重力势能相同,则这一位置的高度是()
A、
HB、
HC、
HD、
H
31、一个质量为m的木块,从半径为R、质量为M的1/4光滑圆槽顶端由静止滑下。
在槽被固定情况下,如图所示,木块从槽口滑出时的速度大小为_______________
(机械能与选取的参考平面有关)
32.一物体在距地面h高处被以初速度v竖直上抛,恰好能上升到距地面H高的天花板处。
若以天花板为零势能面,忽略空气阻力。
则物体落回地面时的机械能可能是( )
A、mgh+
B、mg(h+H)C、0D、mgh
33.如图所示,在抗洪救灾中,一架直升机通过绳索,用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱,使其由水面开始加速上升到某一高度,若考虑空气阻力而不考虑空气浮力,则在此过程中,以下说法正确的有()
A.力F所做功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增量
B.木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量
C.力F、重力、阻力三者合力所做的功等于木箱动能的增量
D.力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量
34如图所示,一物块以6m/s的初速度从曲面A点下滑,运动到B点速度仍为6m/s.若物体以5m/s的初速度仍由A点下滑,则它运动到B点时的速度()
A.大于5m/sB.等于5m/s
C.小于5m/sD.条件不足,无法计算
35.在平直公路上,汽车由静止做匀加速运动,当速度到达vm后立即关闭发动机直至静止,v-t图象如图所示,设汽车的牵引力为F,摩擦力为Ff,全过程中牵引力F做功为W1,摩擦力Ff对物体做的功为W2,则()
A.
B.
C.
D.
参考答案:
1.D2.C3.D4.C5.A6.B7.D8.C9.A10.C11.C12.C13.B14.B15.C16.D17.B18.A19.D20.A21.B22.D23.AD24.C25.AC26.BC27.D28.C29.C30.B31.(2Rg)^1/232.cC33BCD34A35BC
1.有一个竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两部分组成.如图所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA是粗糙的.在轨道最低点A放一个质量为m的小球,并给小球一个水平向右的初速度,使小球沿轨道恰好运动到最高点B,小球从B点又能沿BFA轨道回到A点,到达A点时对轨道的压力为4mg.1求小球在A点的速度v0,2小球由B经F回到A的过程中克服摩擦力所做的功.
v0=
小球从B→F→A的过程中克服摩擦力做的功为Wf=mgR
2、如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径为R,一个质量为m的静止物块在A处压缩弹簧,在弹力的作用下获得某一向右速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点.求:
(1)弹簧对物体的弹力做的功.
(2)物块从B至C克服阻力做的功.
(3)物块离开C点后落回水平面时动能的大小.
答案
(1)3mgR
(2)0.5mgR(3)2.5mgR
2、一个人站在距地面高h=15m处,将一个质量为m=100g的石块以v0=10m/s的速度斜向上抛出.
(1)若不计空气阻力,求石块落地时的速度v.
(2)若石块落地时速度的大小为vt=19m/s,求石块克服空气阻力做的功W.
3.固定的轨道ABC如图所示,其中水平轨道AB与半径为R/4的光滑圆弧轨道BC相连接,AB与圆弧相切于B点。
质量为m的小物块静止在水一平轨道上的P点,它与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.25,PB=2R。
用大小等于2mg的水平恒力推动小物块,当小物块运动到B点时,立即撤去推力(小物块可视为质点)
(1)求小物块沿圆弧轨道上升后,可能达到的最大高度H;
(2)如果水平轨道AB足够长,试确定小物块最终停在何处?
解:
∴H=h+R=3.5R
∴s=14R
小物块最终停在B右侧14R处
3.如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R。
一质量为m的小物块(视为质点)从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动。
(g为重力加速度)
(1)要使物块能恰好通过圆轨道最高点,求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h多大;
(2)要求物块能通过圆轨道最高点,且在最高点与轨道间的压力不能超过5mg。
求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围。
解:
5.下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的两个圆形轨道组成,B、C分别是两个圆形轨道的最低点,半径R1=2.0m、R2=1.4m。
一个质量为m=1.0kg的质点小球,从轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动,A、B间距L1=6.0m。
小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2。
两个圆形轨道是光滑的,重力加速度g=10m/s2。
(计算结果小数点后保留一位数字)试求:
(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道,B、C间距L2是多少;
6.如图所示,AB是倾角为θ的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R.一个质量为m的物体(可以看作质点)从直轨道上的P点由静止释放,结果它能在两轨道间做往返运动.已知P点与圆弧的圆心O等高,物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ.求:
(1)物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程;
(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时,对圆弧轨道的压力;
(3)为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D,释放点距B点的距离L′应满足什么条件.
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