8.4机械能守恒定律 同步练习
文档属性
| 名称 | 8.4机械能守恒定律 同步练习 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 192.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-24 06:21:29 | ||
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文档简介
教2019物理 必修二 8.4机械能守恒定律 同步练习
一．选择题（共10小题）
1．下列物体在运动过程中，机械能守恒的是（ ）
A．做自由落体运动的铁球
B．在空中向上做匀速运动的氢气球
C．沿粗糙的斜面向下做匀速运动的木块
D．被起重机拉着向上做匀速运动的货物
2．如图所示，利用两个对接的斜面，左侧斜面固定，让小球从固定斜面某一高度由静止开始向下运动，又沿右侧斜面上升。要得到“没有摩擦，小球将到达原来的高度”的结论，需要的证据是（ ）
A．小球在右侧斜面上，做匀速直线运动
B．右侧斜面的倾角越小，小球运动的距离越长
C．右侧斜面的倾角为0°时，小球永远运动下去
D．小球所受摩擦越小，在右侧斜面上，越接近原来的高度
3．如图，有几根交于A点的光滑硬杆置于水平地面上，倾向不同。每根杆上均套有一小环，小环质量不相等。假设小环均从A点由静止开始各自沿杆下滑，以地面为零势能面，则各小环下滑过程中速率相等时（ ）
A．离地高度相同 B．动能相同
C．下滑时间相同 D．机械能相同
4．李刚同学将质量为m的实心球斜向上抛出（忽略空气阻力），出手后实心球在空中运动的轨迹如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．上升时重力对球做正功，球的重力势能增大
B．落地前球具有的机械能始终不变
C．下落过程中球的动能、机械能均增大
D．球在最高点处的机械能为mgh（以地面为零势能面）
5．如图，一根长的不可伸长的柔软细绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b，两球均可视为质点，a球质量为m，静置于地面，b球质量为3m。用手托住b球，b球离地高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b球，至a球上升至最高点的过程中（ ）
A．b落地前，b球的机械能守恒
B．b落地前，a球的机械能守恒
C．b落地前，a球和b球所组成的系统机械能守恒
D．从释放开始，a球能上升的最大高度为h
6．竖直弹簧下端固定于水平地面上，如图所示，小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端，经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处，则（ ）
A．h愈大，弹簧在A点的压缩量愈大
B．弹簧在A点的压缩量与h无关
C．h愈大，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大
D．小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大
7．质量为50kg的人，站立在电梯中的台秤表面，电梯向上运动的速度﹣时间图像如图所示，则下列分析正确的是（ ）
A．0～5s人的机械能守恒
B．5s～10s人的机械能守恒
C．10～15s人的机械能减少
D．0～15s人的机械能一直在增加
8．如图所示，用长为l、不可伸长的轻绳，一端系质量为m的小球，另一端固定在O处。把小球拉到轻绳与水平面间夹角为30°的A点静止释放，则小球下落到另一侧B时的速度大小为（ ）
A．v＝0 B．v＝ C．v＝ D．v＝
9．如图所示，质量m1＝0.2kg的物体P穿在一固定的光滑水平直杆上，直杆右端固定一光滑定滑轮。一绕过两光滑定滑轮的细线的一端与物体P相连，另一端与质量m2＝0.45kg的物体Q相连。用手托住物体Q，使整个系统处于静止状态，此时细线刚好拉直，物体P位于A点，且AB＝0.4m，OB＝0.3m，取重力加速度大小g＝10m/s2，两物体均视为质点，不计空气阻力。若释放物体Q，让二者开始运动，则物体P运动的最大速度为（ ）
A．1m/s B．1.5m/s C．3m/s D．6m/s
10．如图，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为5m，B的质量为m，C的质量为2m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时，C恰好离开地面。下列说法正确的是（ ）
A．斜面倾角α约为37°
B．A获得的最大速度为
C．C刚离开地面后，弹簧的弹性势能减小
D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒
二．多选题（共6小题）
（多选）11．如图所示，下列几个实例中，关于机械能是否守恒的判断正确的是（ ）
A．甲图中，物体在固定的粗糙圆弧面上自由滑动机械能守恒
B．乙图中，小球沿水平面做匀速圆周运动时，小球的机械能守恒
C．丙图中，在光滑的水平面上压缩弹簧的小球机械能守恒
D．丁图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B机械能守恒
（多选）12．从地面竖直向上抛出一物体，该物体的机械能E总和重力势能Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示（取地面为重力势能零点）。取重力加速度大小g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．该物体上抛的过程机械能守恒
B．物体的质量为1kg
C．物体上抛的初速度为10m/s
D．从地面至h＝3m，物体的动能减少7.5J
（多选）13．一质量为m＝2kg的物块在长l＝9m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，经过t＝3s到达斜面底端，其重力势能随下滑距离s的变化如图所示，重力加速度取10m/s2。则（ ）
A．物块下滑时加速度的大小为2m/s2
B．由题给条件不能求出物块与斜面间的动摩擦因数
C．物块下滑过程中机械能守恒
D．物块下滑过程中机械能不守恒
（多选）14．如图所示，轻绳一端通过光滑的定滑轮与物块P连接，另一端与套在光滑竖直杆上的圆环Q连接，初始时连接圆环Q的轻绳与水平方向的夹角θ＝30°，现同时由静止释放P、Q，Q沿杆上升且能通过与定滑轮的等高位置。则下列分析正确的是（ ）
A．Q上升到与定滑轮等高的位置时，其动能最大
B．Q上升到与定滑轮等高的位置时，其机械能最大
C．Q上升到最高位置时，P的机械能最小
D．Q在最低位置时，P的机械能最大
（多选）15．如图，一根轻杆两端有小球a、b，它们的质量分别是m和2m，杆可绕中心点O自由转动，使杆由水平位置无初速度释放，杆转至竖直位置的过程中（ ）
A．b球的机械能守恒 B．杆对a球做正功
C．整个系统的机械能守恒 D．杆对b球做正功
（多选）16．如图，小球套在光滑的水平杆上，轻绳一端与小球相连，另一端穿过光滑圆孔后竖直悬吊物块．开始时小球与物块处于静止状态，轻绳与水平杆间的夹角θ＝37°，圆孔上方的绳长l＝1m．已知小球和物块的质量分别为m＝0.5kg、M＝1kg，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．现将小球和物块由静止释放，在以后的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球速度为零时，绳上的张力为10N
B．小球速度最大时，物块的速度也达到最大
C．小球能够达到的最大速度为4m/s
D．运动过程中，小球与物块组成的系统机械能守恒
三．填空题（共3小题）
17．如图所示，一个半径为R的半球形碗固定在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口均光滑。一根足够长的轻质细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为2m和m的小球A和B。现将A球从碗口P点静止释放，A球沿碗内壁滑至碗底，此过程中B球的重力势能增加了 。A球静止释放后，沿碗壁运动的最大位移是 。
18．如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知重物A的质量为3m，重物B的质量为m，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度为g，当B的位移为h时，重物A的速度为 ，重物B的速度为 。
19．如图所示，光滑轨道abc固定在竖直平面内形成一重力势阱，两侧高分别为H1和H2。可视为质点的小物块Q质量为m，静置于水平轨道b处。设重力加速度为g；若以a处所在平面为重力势能零势能面，物块Q在b处机械能为 ；一质量为m的小球P从a处静止落下，在b处与滑块Q相撞后小球P将动能全部传递给滑块Q，随后滑块Q从陷阱右侧滑出，其到达c处的速度v大小为 。
四．计算题（共4小题）
20．如图所示，轻质动滑轮下悬挂质量为4m的重物A，绕过轻质定滑轮细绳的另一端悬挂质量为m的重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。重物A、B处于静止状态距地面高度均为h，释放后A、B开始运动。假设摩擦和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g。求：
（1）重物A刚要落地时的速度；
（2）重物B离地面的最大高度。
21．在抢险救灾中，时间意味看生命。为了缩短下楼的时间，消防员往往抱着室内的速降杆直接滑下，如图所示，在一次接到火灾报警后，一名质量为60kg的消防员从脚离地19.1m的速降杆上由静止开始做自由落体运动，下降7.2m后立即抱紧杆，然后以5m/s2的加速度匀减速下降，安全着地（取g＝10m/s2）求：
（1）消防员减速下滑时受到的阻力大小；
（2）消防员着地的速度；
（3）消防员下滑至地面过程中的机械能变化量。
22．如图是某种固定在同一竖直平面内的弹射装置，B、C、E分别是圆弧轨道最高或最低处，且R2＝2R1＝2r。某质量为m的小球从压缩的弹簧A处由静止弹出，小球离开水平轨道AB后，直接进入竖直圆轨道最高点B处，在B处对轨道压力为mg，而后小球经过C点后平抛飞出，恰好无能量损失从D点切入第二个圆弧轨道，最后停在EF轨道某处，小球在两段水平轨道上运动的距离相等，且小球与AB、EF的动摩擦因数也相同。已知∠DO2E＝37°，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：
（1）小球经过C点的速度；
（2）小球在E点处对轨道压力；
（3）弹簧储存的弹性势能。
23．质量不计的直角形支架两端分别连接质量为2m的小球A和质量为3m的小球B。支架的两直角边长度分别为2L和L，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，取此时OA所在水平面为零势能面，现将小球A由静止释放，求：
（1）小球A到达最低点时的速度大小vA；
（2）小球A到达最低点的过程中，杆对小球A所做的功WA；
（3）当OA直角边与水平方向的夹角θ为多大时，小球A的速度达到最大，并求这个最大速度。
人教2019物理 必修二 8.4机械能守恒定律 同步练习
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．A。
2．D。
3．A。
4．B。
5．C。
6．B。
7．D。
8．C。
9．C。
10．A。
二．多选题（共6小题）
11．BD。
12．CD。
13．AD。
14．BD。
15．BC。
16．CD。
三．填空题（共3小题）
17．mgR，R
18．；2。
19．﹣mgH1；
四．计算题（共4小题）
20．（1）重物A刚要落地时的速度为；
（2）重物B离地面的最大高度为4h。
21．（1）消防员减速下滑时受到的阻力大小为900N；
（2）消防员着地的速度为5m/s；
（3）消防员下滑至地面过程中的机械能减少了10710J。
22．（1）小球经过C点的速度为；
（2）小球在E点处对轨道压力为mg，方向竖直向下。
（3）弹簧储存的弹性势能为mgr。
23．（1）小球A到达最低点时的速度大小为2；
（2）小球A到达最低点的过程中，杆对小球A所做的功为﹣；
（3）当OA直角边与水平方向的夹角θ为53°时，小球A的速度达到最大为4。
第11页（共11页）
一．选择题（共10小题）
1．下列物体在运动过程中，机械能守恒的是（ ）
A．做自由落体运动的铁球
B．在空中向上做匀速运动的氢气球
C．沿粗糙的斜面向下做匀速运动的木块
D．被起重机拉着向上做匀速运动的货物
2．如图所示，利用两个对接的斜面，左侧斜面固定，让小球从固定斜面某一高度由静止开始向下运动，又沿右侧斜面上升。要得到“没有摩擦，小球将到达原来的高度”的结论，需要的证据是（ ）
A．小球在右侧斜面上，做匀速直线运动
B．右侧斜面的倾角越小，小球运动的距离越长
C．右侧斜面的倾角为0°时，小球永远运动下去
D．小球所受摩擦越小，在右侧斜面上，越接近原来的高度
3．如图，有几根交于A点的光滑硬杆置于水平地面上，倾向不同。每根杆上均套有一小环，小环质量不相等。假设小环均从A点由静止开始各自沿杆下滑，以地面为零势能面，则各小环下滑过程中速率相等时（ ）
A．离地高度相同 B．动能相同
C．下滑时间相同 D．机械能相同
4．李刚同学将质量为m的实心球斜向上抛出（忽略空气阻力），出手后实心球在空中运动的轨迹如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．上升时重力对球做正功，球的重力势能增大
B．落地前球具有的机械能始终不变
C．下落过程中球的动能、机械能均增大
D．球在最高点处的机械能为mgh（以地面为零势能面）
5．如图，一根长的不可伸长的柔软细绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b，两球均可视为质点，a球质量为m，静置于地面，b球质量为3m。用手托住b球，b球离地高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b球，至a球上升至最高点的过程中（ ）
A．b落地前，b球的机械能守恒
B．b落地前，a球的机械能守恒
C．b落地前，a球和b球所组成的系统机械能守恒
D．从释放开始，a球能上升的最大高度为h
6．竖直弹簧下端固定于水平地面上，如图所示，小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端，经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处，则（ ）
A．h愈大，弹簧在A点的压缩量愈大
B．弹簧在A点的压缩量与h无关
C．h愈大，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大
D．小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大
7．质量为50kg的人，站立在电梯中的台秤表面，电梯向上运动的速度﹣时间图像如图所示，则下列分析正确的是（ ）
A．0～5s人的机械能守恒
B．5s～10s人的机械能守恒
C．10～15s人的机械能减少
D．0～15s人的机械能一直在增加
8．如图所示，用长为l、不可伸长的轻绳，一端系质量为m的小球，另一端固定在O处。把小球拉到轻绳与水平面间夹角为30°的A点静止释放，则小球下落到另一侧B时的速度大小为（ ）
A．v＝0 B．v＝ C．v＝ D．v＝
9．如图所示，质量m1＝0.2kg的物体P穿在一固定的光滑水平直杆上，直杆右端固定一光滑定滑轮。一绕过两光滑定滑轮的细线的一端与物体P相连，另一端与质量m2＝0.45kg的物体Q相连。用手托住物体Q，使整个系统处于静止状态，此时细线刚好拉直，物体P位于A点，且AB＝0.4m，OB＝0.3m，取重力加速度大小g＝10m/s2，两物体均视为质点，不计空气阻力。若释放物体Q，让二者开始运动，则物体P运动的最大速度为（ ）
A．1m/s B．1.5m/s C．3m/s D．6m/s
10．如图，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为5m，B的质量为m，C的质量为2m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时，C恰好离开地面。下列说法正确的是（ ）
A．斜面倾角α约为37°
B．A获得的最大速度为
C．C刚离开地面后，弹簧的弹性势能减小
D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒
二．多选题（共6小题）
（多选）11．如图所示，下列几个实例中，关于机械能是否守恒的判断正确的是（ ）
A．甲图中，物体在固定的粗糙圆弧面上自由滑动机械能守恒
B．乙图中，小球沿水平面做匀速圆周运动时，小球的机械能守恒
C．丙图中，在光滑的水平面上压缩弹簧的小球机械能守恒
D．丁图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B机械能守恒
（多选）12．从地面竖直向上抛出一物体，该物体的机械能E总和重力势能Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示（取地面为重力势能零点）。取重力加速度大小g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．该物体上抛的过程机械能守恒
B．物体的质量为1kg
C．物体上抛的初速度为10m/s
D．从地面至h＝3m，物体的动能减少7.5J
（多选）13．一质量为m＝2kg的物块在长l＝9m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，经过t＝3s到达斜面底端，其重力势能随下滑距离s的变化如图所示，重力加速度取10m/s2。则（ ）
A．物块下滑时加速度的大小为2m/s2
B．由题给条件不能求出物块与斜面间的动摩擦因数
C．物块下滑过程中机械能守恒
D．物块下滑过程中机械能不守恒
（多选）14．如图所示，轻绳一端通过光滑的定滑轮与物块P连接，另一端与套在光滑竖直杆上的圆环Q连接，初始时连接圆环Q的轻绳与水平方向的夹角θ＝30°，现同时由静止释放P、Q，Q沿杆上升且能通过与定滑轮的等高位置。则下列分析正确的是（ ）
A．Q上升到与定滑轮等高的位置时，其动能最大
B．Q上升到与定滑轮等高的位置时，其机械能最大
C．Q上升到最高位置时，P的机械能最小
D．Q在最低位置时，P的机械能最大
（多选）15．如图，一根轻杆两端有小球a、b，它们的质量分别是m和2m，杆可绕中心点O自由转动，使杆由水平位置无初速度释放，杆转至竖直位置的过程中（ ）
A．b球的机械能守恒 B．杆对a球做正功
C．整个系统的机械能守恒 D．杆对b球做正功
（多选）16．如图，小球套在光滑的水平杆上，轻绳一端与小球相连，另一端穿过光滑圆孔后竖直悬吊物块．开始时小球与物块处于静止状态，轻绳与水平杆间的夹角θ＝37°，圆孔上方的绳长l＝1m．已知小球和物块的质量分别为m＝0.5kg、M＝1kg，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．现将小球和物块由静止释放，在以后的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球速度为零时，绳上的张力为10N
B．小球速度最大时，物块的速度也达到最大
C．小球能够达到的最大速度为4m/s
D．运动过程中，小球与物块组成的系统机械能守恒
三．填空题（共3小题）
17．如图所示，一个半径为R的半球形碗固定在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口均光滑。一根足够长的轻质细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为2m和m的小球A和B。现将A球从碗口P点静止释放，A球沿碗内壁滑至碗底，此过程中B球的重力势能增加了 。A球静止释放后，沿碗壁运动的最大位移是 。
18．如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知重物A的质量为3m，重物B的质量为m，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度为g，当B的位移为h时，重物A的速度为 ，重物B的速度为 。
19．如图所示，光滑轨道abc固定在竖直平面内形成一重力势阱，两侧高分别为H1和H2。可视为质点的小物块Q质量为m，静置于水平轨道b处。设重力加速度为g；若以a处所在平面为重力势能零势能面，物块Q在b处机械能为 ；一质量为m的小球P从a处静止落下，在b处与滑块Q相撞后小球P将动能全部传递给滑块Q，随后滑块Q从陷阱右侧滑出，其到达c处的速度v大小为 。
四．计算题（共4小题）
20．如图所示，轻质动滑轮下悬挂质量为4m的重物A，绕过轻质定滑轮细绳的另一端悬挂质量为m的重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。重物A、B处于静止状态距地面高度均为h，释放后A、B开始运动。假设摩擦和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g。求：
（1）重物A刚要落地时的速度；
（2）重物B离地面的最大高度。
21．在抢险救灾中，时间意味看生命。为了缩短下楼的时间，消防员往往抱着室内的速降杆直接滑下，如图所示，在一次接到火灾报警后，一名质量为60kg的消防员从脚离地19.1m的速降杆上由静止开始做自由落体运动，下降7.2m后立即抱紧杆，然后以5m/s2的加速度匀减速下降，安全着地（取g＝10m/s2）求：
（1）消防员减速下滑时受到的阻力大小；
（2）消防员着地的速度；
（3）消防员下滑至地面过程中的机械能变化量。
22．如图是某种固定在同一竖直平面内的弹射装置，B、C、E分别是圆弧轨道最高或最低处，且R2＝2R1＝2r。某质量为m的小球从压缩的弹簧A处由静止弹出，小球离开水平轨道AB后，直接进入竖直圆轨道最高点B处，在B处对轨道压力为mg，而后小球经过C点后平抛飞出，恰好无能量损失从D点切入第二个圆弧轨道，最后停在EF轨道某处，小球在两段水平轨道上运动的距离相等，且小球与AB、EF的动摩擦因数也相同。已知∠DO2E＝37°，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：
（1）小球经过C点的速度；
（2）小球在E点处对轨道压力；
（3）弹簧储存的弹性势能。
23．质量不计的直角形支架两端分别连接质量为2m的小球A和质量为3m的小球B。支架的两直角边长度分别为2L和L，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，取此时OA所在水平面为零势能面，现将小球A由静止释放，求：
（1）小球A到达最低点时的速度大小vA；
（2）小球A到达最低点的过程中，杆对小球A所做的功WA；
（3）当OA直角边与水平方向的夹角θ为多大时，小球A的速度达到最大，并求这个最大速度。
人教2019物理 必修二 8.4机械能守恒定律 同步练习
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．A。
2．D。
3．A。
4．B。
5．C。
6．B。
7．D。
8．C。
9．C。
10．A。
二．多选题（共6小题）
11．BD。
12．CD。
13．AD。
14．BD。
15．BC。
16．CD。
三．填空题（共3小题）
17．mgR，R
18．；2。
19．﹣mgH1；
四．计算题（共4小题）
20．（1）重物A刚要落地时的速度为；
（2）重物B离地面的最大高度为4h。
21．（1）消防员减速下滑时受到的阻力大小为900N；
（2）消防员着地的速度为5m/s；
（3）消防员下滑至地面过程中的机械能减少了10710J。
22．（1）小球经过C点的速度为；
（2）小球在E点处对轨道压力为mg，方向竖直向下。
（3）弹簧储存的弹性势能为mgr。
23．（1）小球A到达最低点时的速度大小为2；
（2）小球A到达最低点的过程中，杆对小球A所做的功为﹣；
（3）当OA直角边与水平方向的夹角θ为53°时，小球A的速度达到最大为4。
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