第四章 机械能及其守恒定律 基础练习题（Word版含答案）

第四章《机械能及其守恒定律》基础练习题2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．关于功的概念，以下说法正确的是（　　）
A．有力且有位移，该力一定做功
B．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量
C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移
D．一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移大小及力和位移夹角的余弦三者的乘积
2．下列说法不正确的是（　　）
A．的功大于的功
B．功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功
C．一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动
D．功是矢量，正、负表示方向
3．如图所示，水平桌面上有一固定的圆弧形光滑斜面，斜面末端点的切线水平，斜面顶端离水平桌面的高度，现使质量为的小物块从斜面顶端点无初速度滑下。已知圆弧的半径为，不计空气阻力，取重力加速度大小，则小物块在点时对圆弧轨道的压力大小为（　　）
A． B． C． D．
4．如图所示，物体在与水平方向成60°角斜向上的500N拉力作用下，沿水平面向右前进了10m，撤去拉力后，小车又前进了2.0m才停下来，此过程中拉力做的功为（　　）
A．5000J B．2500J C．J D．J
5．把一个物体竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h，若物体的质量为m，所受的空气阻力大小恒为Ff，则在从物体被抛出到落回抛出点的全过程中（　　）
A．重力所做的功为mgh
B．空气阻力所做的功为零
C．空气阻力做的功为2Ffh
D．物体克服空气阻力做的功为2Ffh
6．2021年12月9日，我国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在“天宫课堂”进行太空授课。在太空失重环境下，下列哪个力学实验能在“天和核心舱”中顺利操作（　　）
A． 验证力的平行四边形定则
B． 研究匀变速直线运动
C． 探究加速度与物体受力物体质量的关系
D． 验证机械能守恒定律
7．下列说法正确的是（　　）
A．地面上的物体的重力势能一定为零
B．质量大的物体的重力势能一定大
C．不同的物体，离地面越高，其重力势能越大
D．离地面有一定高度的物体的重力势能可能为零
8．如图所示，从斜面体ABC的底端用一沿斜面向上的恒力F从静止向上推一个物体，推到AB的中点D时，撤去F，物体恰好运动到斜面顶端A点并开始返回。物体从底端到顶端所需时间为t，从顶端滑到底端返回时所需时间也为t，则以下说法中正确的是（　　）
A．物体上滑过程中从B点到D点的加速度大小大于从D点到A点的加速度大小
B．物体上滑过程到D点时的速率和物体返回到B点的速率相等
C．推力F与物体所受摩擦力Ff大小之比为2：1
D．推力F做的功与整个过程中物体克服摩擦力Ff做的功相等
9．一质量为0.4 kg的小球以某一初速度水平向右抛出后，随即受到一大小3 N，方向水平向左的恒力，假设小球抛出时离地足够高，忽略空气阻力，g取10 m/s2，当小球的动能最小时，速度方向与水平方向的夹角为（　　）
A．30° B．37°
C．45° D．53°
10．一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
11．如图所示，在水平地面上方固定一水平平台，平台上表面距地面的高度H=2.2m，倾角= 37°的斜面体固定在平台上，斜面底端B与平台平滑连接。将一内壁光滑血管弯成半径R=0.80m的半圆，固定在平台右端并和平台上表面相切于C点，C、D为细管两端点且在同一竖直线上。一轻质弹簧上端固定在斜面顶端，一质量m=1.0kg的小物块在外力作用下缓慢压缩弹簧下端至A点，此时弹簧的弹性势能Ep=2.8J，AB长L=2.0m。现撤去外力，小物块从A点由静止释放，脱离弹簧后的小物块继续沿斜面下滑，经光滑平台BC，从C 点进入细管，由D点水平飞出。已知小物块与斜面间动摩擦因数μ=0.80，小物块可视为质点，不计空气阻力及细管内径大小，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求小物块到达D点时细管内壁对小物块的支持力大小；（　　）
A．42N B．45N C．48N D．55N
12．如图所示，一质量为m的木箱，与地面间的动摩擦因数为，小李同学通过轻绳拉着木箱在水平地面上以速度v向右匀速运动，在此过程中（　　）
A．木箱可能受到三个力的作用
B．木箱受到的拉力与摩擦力的合力可能大于重力
C．木箱所受拉力的最小值为
D．木箱所受拉力的最小功率为
二、填空题
13．动能定理表达式：W＝mv22－mv12.如果物体受到几个力的共同作用，W即为______，它等于______．
14．汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动，如图所示为牵引力F与速度v的关系，加速过程在图中的N点结束，所用的时间，经历的路程，8s后汽车做匀速运动，若汽车所受阻力始终不变，则汽车匀速运动时的阻力大小为______，汽车的质量为______。
15．动能与势能的相互转化
（1）重力势能与动能的转化
只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能_________，动能_________，物体的_________转化为_________；若重力对物体做负功，则物体的重力势能_________，动能_________，物体的_________转化为_________。
（2）弹性势能与动能的转化
只有弹簧弹力做功时，若弹力对物体做正功，则弹簧的弹性势能_________，物体的动能增加，弹簧的_________转化为物体的_______；若弹力对物体做负功，则弹簧的弹性势能_________，物体的动能_________，物体的_________转化为弹簧的_________。
（3）机械能：_________、_________与_________统称为机械能。
16．质量为m的物体（可视为质点）从地面上方H高处由静止释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图所示，重力加速度为g，在此过程中，重力对物体做功为___________，重力势能___________（填“减少”或“增加”）了___________。
17．一台起重机将质量为kg的货物在2s的时间内匀速提升5m，不计额外功，起重机在这2s内做的功为__________J，起重机在这2s内的平均输出功率为__________W。货物克服重力做功________ J 。（g取）
三、解答题
18．求下列情况中力F所做的功。
（1）用水平推力F推质量为m的物体沿光滑水平面前进距离s；
（2）用水平推力F推质量为m的物体沿动摩擦因数为μ的水平面前进距离s；
（3）光滑斜面倾角为α，用与斜面平行的推力F推一个质量为m的物体沿斜面前进距离s。
19． 汽车以80 kW的恒定功率沿平直公路做匀速直线运动，其速度大小为20 m/s，则汽车在该公路上行驶时所受的阻力大小为多少？若汽车以10 m/s匀速行驶，阻力大小不变，则汽车的实际功率为多少？
20．某同学在乘坐公交车时发现，在加速和转弯过程中，公交车里的扶手会发生偏转。为了研究这一现象，该同学在公交车的横杆上用长度为l的轻质细绳悬挂一个质量为m的小球（可看作质点），在公交车行驶过程中，进行观察和记录：
①沿平直的公路匀加速运动，细绳向后偏离竖直方向角度为θ1，在此状态下的某一时刻，通过汽车的仪表盘读出汽车的速度大小为v1；
②沿圆弧道路匀速转弯的过程中，细绳向圆弧轨道外侧偏离竖直方向角度为，通过汽车的仪表盘读出此过程中汽车的速度大小为v2。
（1）求汽车在①过程中的加速度；
（2）在①的情况下，从静止开始到速度为v1过程中，细绳的拉力对小球是否做功？如果做功，求出细绳对小球做功的大小；如果不做功，请说明理由；
（3）在②过程中，求公交车转弯的半径。并通过计算分析若缩短绳长，细绳偏离竖直方向的角度如何变化。
21．用一台额定功率为P0=60kW的起重机，将一质量为m=500kg的工件由地面竖直向上吊起，不计摩擦等阻力，取g=10m/s2．求：
（1）工件在被吊起的过程中所能达到的最大速度vm；
（2）若使工件以a=2m/s2的加速度从静止开始匀加速向上起吊能维持匀加速运动的时间；
（3）若起重机保持额定功率从静止开始吊起工件，经过t=1.5s工件的速度达到vt=10m/s时工件离地面的高度h．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．D
3．C
4．B
5．D
6．A
7．D
8．B
9．B
10．C
11．D
12．C
13． 合力做的功 各个力做功的代数和
14．
15． 减小 增加 重力势能 动能 增加 减小 动能 重力势能 减小 弹性势能 动能 增加 减小 动能 弹性势能 重力势能 弹性势能 动能
16． mg（H＋h） 减少 mg（H＋h）
17．
18．（1）；（2）；（3）
19．4000N；
20．（1） ，（2）做功，；（3），θ变小
21．(1)12m/s (2)5s (3)13m
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页