第四章 机械能及其守恒定律 章末练习题（Word版含答案）

第四章《机械能及其守恒定律》章末系习题 2021-2022学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．打扫卫生时，甲同学先将凳子缓慢向上搬起，等乙同学打扫后再将凳子缓慢放回原处。此过程中甲同学对凳子的做功情况、以及凳子重力势能的变化情况分别是（　　）
A．甲先做正功后做负功；凳子的重力势能先增大后减小
B．甲先做负功后做正功；凳子的重力势能先减小后增大
C．甲先做负功后做正功；凳子的重力势能先增大后减小
D．甲一直做正功；凳子的重力势能先减小后增大
2．质量为1kg的物体在t=0时刻从一足够高的某位置由静止释放，在1s末给物体施加一个竖直向上大小为20 N的恒力，则（忽略空气阻力，重力加速度g=10 m/s2）（　　）
A．前2 s内重力做功为0 J B．前2 s内重力的平均功率为0 W
C．第2 s末重力的功率为0 W D．第1 s末重力的功率为50 W
3．如图所示，竖直面内有一质点做匀变速曲线运动，A、B、C、D、E为其运动轨迹上的点，已知B点是运动的最高点，则下列说法中正确的是（　　）
A．D点的加速度比B点的加速度大
B．C点的加速度与速度的夹角为钝角
C．若质点从A运动到E，则速度先减小后增大
D．若质点从E运动到A，则其在A点动能大于在E点动能
4．如图，工人在斜坡上用一绳跨过肩膀把货物从A点缓慢拉到B点，轻绳与斜坡的夹角恒为θ。若工人采用身体前倾的姿势使θ变小且保持恒定，仍把货物从A点缓慢拉到B点，则用身体前倾的姿势拉货物（　　）
A．一定更省力，对货物做的功也一定更少
B．一定更省力，但对货物做的功一定更多
C．不一定更省力，但对货物做的功一定更多
D．不一定更省力，但对货物做的功一定更少
5．如图所示，半球形容器固定在水平面上，AB是其水平直径，O为球心，容器的半径为R，一个质量为m的小物块从A点由静止释放，第一次运动到P点时物块对容器的压力大小等于其重力，OP与水平方向的夹角为37°，重力加速度为g，则物块从A点第一次运动到P点克服摩擦力做功为（　　）
A． B． C． D．
6．质量不同，动能相同的两物体，在同一水平地面上自由滑行直到停止，在这过程中，下列描述正确的是　　
A．摩擦力大的物体滑行距离大
B．摩擦力大的物体动能变化大
C．两物体滑行距离一样大
D．两物体克服摩擦力所做的功一样多
7．物体沿直线运动的v﹣t关系如图所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则（　　）
A．从第1秒末到第3秒末合外力做功为4W
B．从第3秒末到第5秒末合外力做功为﹣2W
C．从第5秒末到第7秒末合外力做功为W
D．从第3秒末到第4秒末合外力做功为0.75W
8．质量为的物体（可视为质点），位于距离地面高度为的平台边缘，如图所示。某时刻物体以水平初速度从平台边缘飞出，选取飞出点为坐标原点，已知重力加速度为，忽略空气阻力和平台的摩擦，在运动过程中的任意位置，关于其动能和重力做的功与水平位移的关系，以下图像描述正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9．某市大型商场中欲建一个儿童滑梯，设计的侧视图如图所示，分为AB、BC、CD三段，其中AB、CD段的高度相同，均为，与水平方向的夹角分别为53°和37°，BC段水平，三段滑梯表面粗糙程度相同，设儿童下滑时与滑梯表面之间的动摩擦因数为，AB与BC、BC与CD平滑连接。为保证安全，要求儿童在下滑过程中最大速度不超过，，，重力加速度，下列选项中符合BC段长度要求的是（　　）
A．2.0m B．4.0m C．4.9m D．5.2m
10．一物体由h高处自由落下，以地面为参考平面，当物体的动能等于势能时，物体运动的时间为（不计空气阻力，重力加速度为g）（　　）
A． B．
C． D．以上都不对
11．如图所示，一小物块在粗糙程度相同的两个固定斜面上从A经B滑动到C，若不考虑物块在经过B点时机械能的损失，则下列说法中正确的是（　　）
A．从A到B和从B到C，减少的机械能相等
B．从A到B和从B到C，减少的重力势能不相等
C．从A到B和从B到C，合外力做功大小一定不相等
D．小物块在C点的动能不一定最大
二、填空题
12．判断下列说法的正误。
（1）重力做功一定与路径无关，只与该物体初、末位置的高度差有关。___________
（2）重力势能Ep1=10 J，Ep2=-10 J，则Ep1与Ep2方向相反。___________
（3）重力做功WG=-20 J时，物体的重力势能减小20 J。___________
（4）同一弹簧长度不同时，弹性势能一定不同。___________
13．如图所示，固定的光滑半球形容器半径为R，其最低点C与球心O的连线垂直水平面，质量为m的小球在A点以某个初速度启动后恰能滑到容器边沿B处在这过程中重力做功为______；弹力做功为______；球在A处的速度大小为______。（）
14．只有重力做功时，只发生重力势能和动能的转化。
（1）要验证的表达式：mv22＋mgh2=mv12＋mgh1或mv22-mv12=__________。
（2）所需测量的物理量：物体所处两位置之间的__________，及物体的__________。
15．如图，一直角斜面体固定在水平地面上，两侧斜面倾角分别为α=60 ，β=30 。A、B两个物体分别系于一根跨过定滑轮的轻绳两端，置于斜面上，两物体重心位于同一高度并保持静止。不计所有的摩擦，滑轮两边的轻绳都平行于斜面。若剪断轻绳，两物体从静止开始沿斜面下滑，则它们加速度大小之比为____，着地瞬间机械能之比为_____。
16．质量为2kg的物体，放在动摩擦因数为μ=0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图，g=10m/s2，则此物体在x=6m处，拉力的瞬时功率为_________W，从开始运动到x=9m处共用时t=_________s。
三、解答题
17．一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成斜向上方的拉力F=150N，在水平地面上移动的距离L=5m，雪橇与地面间的滑动摩擦力，求：
（1）重力、支持力、拉力、滑动摩擦力分别对雪橇做的功各是多少；
（2）各力对雪橇做的总功。
18．如图，利用气垫导轨装置做“验证机械能守恒定律”实验时，先仔细地把导轨调水平，然后用垫块把导轨一端垫高H，质量为m的滑块上面装l=3cm的挡光框，使它由轨道上端某处滑下，测出它通过光电门G1和G2时的速度v1和v2，就可以算出它由G1到G2这段过程中动能的增加量ΔEk=m（-）；再算出重力势能的减少量ΔEp=mgh；比较ΔEk和ΔEp的大小，便可验证机械能是否守恒。
（1）已知两光电门间的距离为x，滑块的速度v1、v2如何求出 滑块由G1到G2下降的高度h如何求出
（2）若测得图中L=1m，x=0.5m，H=20cm，m=500g，滑块通过G1和G2的挡光时间分别为5.0×10-2 s和2.0×10-2 s，当地重力加速度g=9.80m/s2，试判断滑块机械能是否守恒。
19．如图所示，额定功率、质量的遥控赛车（视为质点）在水平轨道上从静止开始运动，已知赛车受轨道阻力恒为车重的0.4倍，空气阻力不计，重力加速度，求：
（1）赛车运动的最大速度；
（2）若赛车以加速度启动，经多长时间可达额定功率；
（3）若赛车以额定功率启动，经过达到最大速度，则该过程位移为多大。
20．如图所示，半径为的半圆弧轨道固定在竖直平面内，直径水平，一个质量为的物块从圆弧轨道端正上方点由静止释放，物块刚好从点无碰撞地进入圆弧轨道并做匀速圆周运动，到点时对轨道的压力大小等于物块重力的2倍，重力加速度为，不计空气阻力，不计物块的大小，求：
(1)物块到达点时的速度大小；
(2)间的高度差；
(3)物块从运动到所用的时间和克服摩擦力做的功。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．C
4．C
5．C
6．D
7．C
8．B
9．B
10．B
11．D
12． 正确 错误 错误 错误
13． 0
14． mgh1-mgh2 高度差 运动速度
15．
16． 6 4
17．（1）0；0；600J；-500J；（2）100J
18．（1）见解析；见解析；（2）守恒
19．（1）5m/s；（2）4s；（3）1.875m
20．(1)；(2)；(3)；
答案第1页，共2页
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