第四章 机械能及其守恒定律练习（word版含答案）

机械能及其守恒定律
一、单选题
1．如图，高台跳水项目中要求运动员从距离水面H的高台上跳下，在完成空中动作后进入水中。若某运动员起跳瞬间重心离高台台面的高度为h1，斜向上跳离高台瞬间速度的大小为v0，跳至最高点时重心离台面的高度为h2，入水（手刚触及水面）时重心离水面的高度为h1。图中虚线为运动员重心的运动轨迹。已知运动员的质量为m，不计空气阻力，则运动员跳至最高点时速度及入水（手刚触及水面）时速度的大小分别是（　　）
A．0，
B．0，
C．，
D．，
2．在一次摩托车跨越壕沟的表演中，摩托车从壕沟的一侧以速度沿水平方向飞向另一侧，壕沟的宽度及两侧的高度如图所示。若摩托车前后轴距为1.6m，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．摩托车不能越过壕沟
B．摩托车能越过壕沟，落地瞬间的速度大小为
C．摩托车能越过壕沟，落地瞬间的速度方向与水平地面的夹角的正切值为5
D．在跨越壕沟的过程中，摩托车与人组成的系统机械能不守恒
3．我国首次火星探测任务“天问一号”探测器计划飞行约7个月抵达火星，并通过2至3个月的环绕飞行后着陆火星。如图所示，为关闭动力的“天问一号”探测器在火星引力作用下经椭圆轨道向火星靠近，然后绕火星做匀速圆周运动已知探测器绕火星做匀速圆周运动的半径为r，周期为T，引力常数为G，火星半径为R，下列说法正确的是（　　）
A．探测器在B处由椭圆轨道进入圆轨道必须点火加速
B．图中探测器在飞向B处的过程中，机械能不变
C．根据题中条件不能算出火星的密度
D．根据题中条件可以算出探测器在圆轨道受到火星引力大小
4．一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（　　）
A．运动员到达最低点前重力势能先减小后增大
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能减小
C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
5．下列关于机械能是否守恒的论述正确的是（　　）
A．物体做匀速圆周运动，机械能一定守恒
B．沿水平面运动的物体，机械能一定守恒
C．合外力对物体做功等于零时，物体的机械能一定守恒
D．只有重力或系统内的弹力对物体做功时，机械能一定守恒
6．关于功率，下列说法中正确的是（ ）
A．力对物体做的功越多，功率就越大
B．功率是描述物体做功多少的物理量
C．单位时间内做功越多功率一定越大
D．汽车行使时，当牵引力与阻力相等时合力为零，此时发动机的实际功率为零
7．2020年11月29日20时33分，嫦娥五号探测器在近月点再次“刹车”，从椭圆环月轨道变为近圆形环月轨道，如图所示，近圆形轨道离月球表面200km，月球质量7.3×1022kg，半径为1738km，引力常量G=6.67×10-11N·m /kg，则（　　）
A．在两轨道上运行的周期相等
B．在近月点“刹车”瞬间前后的加速度不变
C．在近圆形轨道上的环绕速度约为4.9km/s
D．探测器在环月椭圆轨道的机械能小于在近圆形环月轨道的机械能
8．关于动能定理，下列说法中正确的是（　　）
A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和
B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变
C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用
D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程
9．如图所示，两个物体与水平地面的动摩擦因数相等，它们的质量也相等，在左图用力F1拉物体．在右图用力F2推物体．F1与F2跟水平面的夹角均为α．两个物体都做匀速直线运动，通过相同的位移．设F1和F2对物体所做的功为W1和W2．下面表示中正确的是（ ）
A．W1=W2
B．W1C．W1>W2
D．F1和F2大小关系不确定，所以无法判断
10．如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程的v﹣t图象，Oa为过原点的倾斜直线，ab段是汽车以额定功率行驶时的加速阶段速度随时间变化的曲线，bc段是与ab段相切的水平直线。整个启动过程中阻力恒为f，则下列说法正确的是（　　）
A．0～t1时间内汽车牵引力
B．0～t1时间内汽车以恒定功率做匀加速运动
C．t1～t2时间内汽车的平均速度为
D．t1时刻汽车的牵引力小于t2时刻汽车的牵引力
11．一物体在水平面上，受恒定的水平拉力和摩擦力作用由静止开始沿直线运动，已知在第1秒内合力对物体做的功为45J，在第1秒末撤去拉力，其图象如图所示，g取，则　 　
A．物体的质量为1kg
B．物体与水平面间的动摩擦因数为
C．第1s内拉力对物体做的功为60J
D．第1s内摩擦力对物体做的功为60J
12．设飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比，若飞机以速度v匀速飞行，其发动机功率为P，则飞机以3v匀速飞行时，其发动机的功率为
A．3P B．9P C．27P D．无法确定
二、解答题
13．跳台滑雪是北京冬奥会的比赛项目之一。如图所示，质量为m的运动员从着陆坡顶端A处水平飞出，经过一段时间，落在着陆坡上的B处，A、B之间的距离为l，着陆坡的倾角为。运动员可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）运动员从A处水平飞出的初速度大小；
（2）运动员刚落在B处时的重力的功率。
14．如图所示，在水平地面上竖直固定一光滑圆弧形轨道，轨道的半径R=1.6m，AC为轨道的竖直直径，B与圆心O的连线与竖直方向成60°角。现有一质量m=1kg的小球（可视为质点）从点P以初速度v0水平抛出，小球恰好从B处沿切线方向飞入圆弧形轨道，小球到达最高点A时恰好与轨道无作用力，取g=10m/s2。求小球
（1）到达最高点A时的速度大小；
（2）运动到最低点C时对轨道的压力大小；
（3）从P点水平抛出的初速度大小。
三、填空题
15．某同学用100N的力，将质量为0.5kg的足球以8m/s的速度踢出20m，则足球的初动能为________J，该同学对足球做的功为________J。
16．快递员驾驶电动车配送货物，人和车的质量为250kg，货物的质量为50kg，送货和返回过程电 动车的v-t图像如图所示，两过程中电动车都是先匀加速启动，后保持额定功率行驶。已知电动车受到的阻力与其总重力成正比，匀加速的最大速度均为2.4m/s,则送货过程电动车匀加速运动的加速度为_______m/s2，电动车的额定功率为_______W. （g取10m/s2）
四、多选题
17．如图所示，固定在地面的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球，各球编号如图，斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r，现将六个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦，则在各小球运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．球1的机械能守恒
B．球6在OA段机械能增大
C．球6的水平射程最小
D．六个球落地点各不相同
18．如图所示，倾角为的固定斜面下端固定一挡板，一劲度系数为k的轻弹簧下端固定在挡板上。现将一质量为m的小物块从斜面上离弹簧上端距高为s处，由静止释放，已知物块与斜面间的动摩擦因数为，物块下滑过程中的最大动能为，则小物块从释放到运动至最低点的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．
B．物块刚与弹簧接触的瞬间动能最大
C．物块与弹簧接触后运动到最低点的过程中加速度先减小后增大
D．弹簧的最大弹性势能等于整个过程中重力与摩擦力对物块做功之和
19．图甲为排球比赛的某个场景，排球飞行过程可简化为图乙，运动员第1次将飞来的排球从a点水平击出，球击中b点；第2次将飞来的排球从a点正下方且与b点等高的c点斜向上击出，也击中b点，排球运动的最高点d与a点的高度相同。不计空气阻力，下列说法正确的有（　　）
A．两次排球在空中飞行的时间相同
B．两次排球击中b点时的动能相等
C．运动员两次击球后排球具有的初动能可能相等
D．排球两次击中b点前瞬间，重力的功率一定相等
20．如图所示，轻弹簧一端固定在光滑斜面顶端，另一端连接质量为m点。O点为弹簧原长时的末端位置，初始时刻物体静止在A点，现用沿斜面向下的力F缓慢拉动物体到达斜面上的B点，此时力F大小为mg，此过程中力F做功为W。已知弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比，且弹簧始终在弹性限度内，斜面倾角为30°。现撤去力F，物体开始向上运动，则下列说法正确的是（　　）（不计空气阻力）
A．物体经过A、B两点时，弹簧的弹性势能之比为1：3
B．力F作用的过程中，系统机械能的增加量为W
C．物体向上运动经过AB中点时的速度最大
D．物体向上运动经过AB中点和O点时速度相等
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
2．B
3．B
4．C
5．D
6．C
7．B
8．B
9．B
10．A
11．C
12．C
13．（1）；（2）
14．（1）4m/s；（2）60N；（3）4m/s
15． 16 16
16． 0.4 720
17．BC
18．ACD
19．CD
20．BD
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