第八章 机械能守恒定律 单元复习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第八章 机械能守恒定律 单元复习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 9.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-27 12:58:49 | ||
图片预览
文档简介
机械能守恒定律 单元复习
一、单选题
1．如图所示，小明用力拉着木箱水平向右加速前进，下列说法正确的是（ ）
A．小明对木箱的拉力做不做功 B．木箱所受的重力做负功
C．木箱所受的合力做正功 D．地面对木箱的摩擦力不做功
2．如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h。若摩托车经过a点时的动能为E1，它会落到坑内c点。c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的动能为E2，该摩托车恰能越过坑到达b点。下列说法正确的是（ ）
A．落地时间之比tc：tb=2：1 B．经过a点速度之比v1：v2=1：3
C．E2：E1=18：1 D．E2：E1=16：1
3．物体的运动如图甲、乙、丙所示，均不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中，小球从某一高度由静止落入光滑半圆形固定轨道，全过程小球的机械能一定守恒
B．乙图中，物体所受的合外力为零时，机械能一定守恒
C．丙图中，弹簧越长，弹性势能越大
D．丙图中光滑水平面上，被压缩的弹簧将小球向右弹出的过程中，小球的机械能守恒
4．研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。根据传感器收集到的数据，得到如图所示的“速度—位移”图像。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略，根据图像信息，下列说法正确的是（ ）
A．弹性绳原长为 B．当运动员下降时，处于超重状态
C．当运动员下降时，运动到最低点 D．当运动员下降时，其加速度方向竖直向上
5．如图所示，表演者用轻绳拴住一个质量为0.5kg的小水桶，能使其能在竖直平面内做半径为1.4m的圆周运动，但轻绳能承受的最大拉力为120N。现在小水桶中加水，为使水和小水桶能在竖直平面做圆周运动，所加的水不能超过多少？重力加速度为10m/s2（ ）
A．0.5kg B．1.5kg C．2kg D．2.5kg
6．把质量相同的两小球A、B从同一高度以相同的速度大小分别沿水平与竖直方向抛出。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．两球落地时的动能相同
B．从抛出开始到落地，B球重力做的功大于A球重力做的功
C．从抛出开始到落地，两球的重力平均功率
D．落地时，两球的重力瞬时功率
7．如图所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物体的重力势能减少，动能增加，机械能守恒
B．斜面的机械能不变
C．斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功
D．物体和斜面组成的系统机械能守恒
8．“碳中和”、“低碳化”、“绿色奥运”是北京冬奥会的几个标签。本次冬奥会运行超1000辆氢能源汽车，是全球最大的一次燃料电池汽车示范。某款质量为M的氢能源汽车（如图所示）在一次测试中，沿平直公路以恒定功率P从静止启动做直线运动，行驶路程x，恰好达到最大速度。已知该车所受阻力恒定。下列判定正确的是（ ）
A．启动过程中，车做匀加速直线运动
B．启动过程中，牵引力对车做的功为
C．车速从0增至的加速时间为
D．车速为时，车的加速度大小为
二、多选题
9．为了减少二氧化碳的排放，我国城市公交推出新型节能环保电动车，在检测某款电动车性能的实 验中，质量为的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为30 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力与对应的速度，并描绘出图像（图中、均为直线）， 若电动车行驶过程中所受的阻力恒定，则（ ）
A．在全过程中，电动车在点时速度最大
B．过程电动车做匀加速运动
C．过程电动车做减速运动
D．过程电动车的牵引力的功率恒定
10．质量为m的滑块沿着高为h，长为L的固定粗糙斜面恰能匀速下滑，在滑块从斜面顶端下滑到底端的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．重力对滑块所做的功等于 B．滑块克服阻力所做的功等于
C．合外力对滑块所做的功等于 D．支持力对滑块所做的功为零
11．如图甲所示，光滑斜面的倾角为30°，一根轻质弹簧一端固定在斜面底端，另一端与滑块A相连，滑块B与A靠在一起（不粘连），两滑块的质量均为m，系统处于静止状态。从零时刻起对滑块B施加一个平行斜面的变力F，两滑块的v-t图象如图乙所示，t0时刻F的大小是零时刻F大小的2倍，重力加速度大小为g，弹簧始终处于弹性限度内，则下列说法正确的是（ ）
A．t0时刻前两滑块的加速度大小均为
B．t时刻两滑块的速度大小均为
C．弹簧的劲度系数为
D．0到t0时间内弹簧弹性势能的减少量为
12．如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径m，最低点处有一小球（半径比小很多）。现给小球一水平向右的初速度，则要使小球不脱离圆轨道运动，应当满足g=10m/s2（ ）
A． B．m/s C．m/s D．m/s
三、实验题
13．用重物的自由落体运动验证机械能守恒定律，打出如图甲所示的一条纸带，O为打下的第一个点，A、B、C为三个连续相邻的打印点。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。
（1）根据纸带所给数据，打下B点时重物的速度大小为 ______m/s，重物下落的加速度大小为 ______m/s2（结果保留两位有效数字）；
（2）通过分析发现，由于实验中存在各种阻力，重物下落过程中机械能并不守恒。已知实验所用重物的质量m= 0.05kg，当地重力加速度g = 9.8m/s2，则重物下落过程中所受的平均阻力f =_______N（结果保留两位有效数字）；
（3）某同学选用两个形状相同，质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出图像，如图乙所示。若重物所受阻力只与重物形状有关，由图象可知a的质量ma与b的质量mb的大小关系为ma ___________mb（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
14．某同学利用水平放置的气垫导轨和光电门验证机械能守恒定律，装置如图所示。测得遮光片的宽度为，光电门A、B之间的距离为，遮光片通过光电门A、B的时间分别为、，已知滑块的质量为，钩码的质量为，重力加速度大小为。
（1）滑块通过光电门A时的速度大小_______；
（2）要验证系统机械能守恒，需要得到______和______在误差范围内相等。
四、解答题
15．如图所示，质量的物体B通过一轻弹簧固连在地面上，弹簧的劲度系数k=100 N/m。一轻绳一端与物体B连接，另一端绕过两个光滑的轻质小定滑轮O2、O1后与套在光滑直杆顶端的、质量的小球A连接。已知直杆固定，杆长L为0.8 m，且与水平面的夹角θ=37°，初始时使小球A静止不动，与A相连的绳子保持水平，此时绳子中的张力F为45 N。已知AO1=0.5 m，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos37°=0.8，轻绳不可伸长。现将小球A由静止释放。
（1）求释放小球A之前弹簧的形变量；
（2）若直线CO1与杆垂直，求小球A运动到C点的过程中绳子拉力对小球A所做的功；
（3）求小球A运动到直杆底端D点时的速度大小。
16．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。
17．如图，一倾角为的光滑斜面上有50个减速带（图中未完全画出），相邻减速带间的距离均为d，减速带的宽度远小于d；一质量为m的无动力小车（可视为质点）从距第一个减速带L处由静止释放。已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。观察发现，小车通过第30个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同。小车通过第50个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面，继续滑行距离s后停下。已知小车与地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。
（1）求小车通过第30个减速带后，经过每一个减速带时损失的机械能；
（2）求小车通过前30个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能；
（3）若小车在前30个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每一个减速带上损失的机械能，则L应满足什么条件？
18．如图a所示，AB段是长s=10m的粗糙水平轨道，BC段是半径R=2.5m的光滑半圆弧轨道。有一个质量m=0.2kg的小滑块，静止在A点，受水平恒力F作用，从A点开始向B点运动，刚好到达B点时撤去力F。小滑块经过半圆弧轨道B点时，用DIS力传感器测得轨道对小滑块支持力的大小为FN，若改变水平恒力F的大小，FN会随之变化，实验得到FN-F图像如图b，g取10m/s2。
(1)若小滑块经半圆弧轨道从C点水平抛出，恰好落在A点则小滑块在C点的速度大小是多少？
(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数为多大？
(3)要使小滑块始终不脱离轨道，求水平恒力F的范围。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．A
4．D
5．B
6．A
7．D
8．C
9．BD
10．ABD
11．BD
12．CD
13． 2.1 9.5 0.015 大于
14．
15．（1）伸长0.1 m；（2）7 J；（3）2 m/s
16．（1）因为挡光框宽度很小，滑块通过光电门的时间极短，可认为挡光框通过光电门时的平均速度等于滑块通过光电门的瞬时速度，所以
v=
其中Δt为挡光框通过光电门时的挡光时间。由几何关系可知
=
便可求得
h=x
H、L、x都是实验时设定的。
；（2）守恒
17．（1）；（2）；（3）
18．(1)10m/s；
(2)0.25；
(3)水平恒力F的范围为F≥1.75N或0.5N＜F≤1N。
一、单选题
1．如图所示，小明用力拉着木箱水平向右加速前进，下列说法正确的是（ ）
A．小明对木箱的拉力做不做功 B．木箱所受的重力做负功
C．木箱所受的合力做正功 D．地面对木箱的摩擦力不做功
2．如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h。若摩托车经过a点时的动能为E1，它会落到坑内c点。c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的动能为E2，该摩托车恰能越过坑到达b点。下列说法正确的是（ ）
A．落地时间之比tc：tb=2：1 B．经过a点速度之比v1：v2=1：3
C．E2：E1=18：1 D．E2：E1=16：1
3．物体的运动如图甲、乙、丙所示，均不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中，小球从某一高度由静止落入光滑半圆形固定轨道，全过程小球的机械能一定守恒
B．乙图中，物体所受的合外力为零时，机械能一定守恒
C．丙图中，弹簧越长，弹性势能越大
D．丙图中光滑水平面上，被压缩的弹簧将小球向右弹出的过程中，小球的机械能守恒
4．研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。根据传感器收集到的数据，得到如图所示的“速度—位移”图像。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略，根据图像信息，下列说法正确的是（ ）
A．弹性绳原长为 B．当运动员下降时，处于超重状态
C．当运动员下降时，运动到最低点 D．当运动员下降时，其加速度方向竖直向上
5．如图所示，表演者用轻绳拴住一个质量为0.5kg的小水桶，能使其能在竖直平面内做半径为1.4m的圆周运动，但轻绳能承受的最大拉力为120N。现在小水桶中加水，为使水和小水桶能在竖直平面做圆周运动，所加的水不能超过多少？重力加速度为10m/s2（ ）
A．0.5kg B．1.5kg C．2kg D．2.5kg
6．把质量相同的两小球A、B从同一高度以相同的速度大小分别沿水平与竖直方向抛出。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．两球落地时的动能相同
B．从抛出开始到落地，B球重力做的功大于A球重力做的功
C．从抛出开始到落地，两球的重力平均功率
D．落地时，两球的重力瞬时功率
7．如图所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物体的重力势能减少，动能增加，机械能守恒
B．斜面的机械能不变
C．斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功
D．物体和斜面组成的系统机械能守恒
8．“碳中和”、“低碳化”、“绿色奥运”是北京冬奥会的几个标签。本次冬奥会运行超1000辆氢能源汽车，是全球最大的一次燃料电池汽车示范。某款质量为M的氢能源汽车（如图所示）在一次测试中，沿平直公路以恒定功率P从静止启动做直线运动，行驶路程x，恰好达到最大速度。已知该车所受阻力恒定。下列判定正确的是（ ）
A．启动过程中，车做匀加速直线运动
B．启动过程中，牵引力对车做的功为
C．车速从0增至的加速时间为
D．车速为时，车的加速度大小为
二、多选题
9．为了减少二氧化碳的排放，我国城市公交推出新型节能环保电动车，在检测某款电动车性能的实 验中，质量为的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为30 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力与对应的速度，并描绘出图像（图中、均为直线）， 若电动车行驶过程中所受的阻力恒定，则（ ）
A．在全过程中，电动车在点时速度最大
B．过程电动车做匀加速运动
C．过程电动车做减速运动
D．过程电动车的牵引力的功率恒定
10．质量为m的滑块沿着高为h，长为L的固定粗糙斜面恰能匀速下滑，在滑块从斜面顶端下滑到底端的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．重力对滑块所做的功等于 B．滑块克服阻力所做的功等于
C．合外力对滑块所做的功等于 D．支持力对滑块所做的功为零
11．如图甲所示，光滑斜面的倾角为30°，一根轻质弹簧一端固定在斜面底端，另一端与滑块A相连，滑块B与A靠在一起（不粘连），两滑块的质量均为m，系统处于静止状态。从零时刻起对滑块B施加一个平行斜面的变力F，两滑块的v-t图象如图乙所示，t0时刻F的大小是零时刻F大小的2倍，重力加速度大小为g，弹簧始终处于弹性限度内，则下列说法正确的是（ ）
A．t0时刻前两滑块的加速度大小均为
B．t时刻两滑块的速度大小均为
C．弹簧的劲度系数为
D．0到t0时间内弹簧弹性势能的减少量为
12．如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径m，最低点处有一小球（半径比小很多）。现给小球一水平向右的初速度，则要使小球不脱离圆轨道运动，应当满足g=10m/s2（ ）
A． B．m/s C．m/s D．m/s
三、实验题
13．用重物的自由落体运动验证机械能守恒定律，打出如图甲所示的一条纸带，O为打下的第一个点，A、B、C为三个连续相邻的打印点。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。
（1）根据纸带所给数据，打下B点时重物的速度大小为 ______m/s，重物下落的加速度大小为 ______m/s2（结果保留两位有效数字）；
（2）通过分析发现，由于实验中存在各种阻力，重物下落过程中机械能并不守恒。已知实验所用重物的质量m= 0.05kg，当地重力加速度g = 9.8m/s2，则重物下落过程中所受的平均阻力f =_______N（结果保留两位有效数字）；
（3）某同学选用两个形状相同，质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出图像，如图乙所示。若重物所受阻力只与重物形状有关，由图象可知a的质量ma与b的质量mb的大小关系为ma ___________mb（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
14．某同学利用水平放置的气垫导轨和光电门验证机械能守恒定律，装置如图所示。测得遮光片的宽度为，光电门A、B之间的距离为，遮光片通过光电门A、B的时间分别为、，已知滑块的质量为，钩码的质量为，重力加速度大小为。
（1）滑块通过光电门A时的速度大小_______；
（2）要验证系统机械能守恒，需要得到______和______在误差范围内相等。
四、解答题
15．如图所示，质量的物体B通过一轻弹簧固连在地面上，弹簧的劲度系数k=100 N/m。一轻绳一端与物体B连接，另一端绕过两个光滑的轻质小定滑轮O2、O1后与套在光滑直杆顶端的、质量的小球A连接。已知直杆固定，杆长L为0.8 m，且与水平面的夹角θ=37°，初始时使小球A静止不动，与A相连的绳子保持水平，此时绳子中的张力F为45 N。已知AO1=0.5 m，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos37°=0.8，轻绳不可伸长。现将小球A由静止释放。
（1）求释放小球A之前弹簧的形变量；
（2）若直线CO1与杆垂直，求小球A运动到C点的过程中绳子拉力对小球A所做的功；
（3）求小球A运动到直杆底端D点时的速度大小。
16．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。
17．如图，一倾角为的光滑斜面上有50个减速带（图中未完全画出），相邻减速带间的距离均为d，减速带的宽度远小于d；一质量为m的无动力小车（可视为质点）从距第一个减速带L处由静止释放。已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。观察发现，小车通过第30个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同。小车通过第50个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面，继续滑行距离s后停下。已知小车与地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。
（1）求小车通过第30个减速带后，经过每一个减速带时损失的机械能；
（2）求小车通过前30个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能；
（3）若小车在前30个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每一个减速带上损失的机械能，则L应满足什么条件？
18．如图a所示，AB段是长s=10m的粗糙水平轨道，BC段是半径R=2.5m的光滑半圆弧轨道。有一个质量m=0.2kg的小滑块，静止在A点，受水平恒力F作用，从A点开始向B点运动，刚好到达B点时撤去力F。小滑块经过半圆弧轨道B点时，用DIS力传感器测得轨道对小滑块支持力的大小为FN，若改变水平恒力F的大小，FN会随之变化，实验得到FN-F图像如图b，g取10m/s2。
(1)若小滑块经半圆弧轨道从C点水平抛出，恰好落在A点则小滑块在C点的速度大小是多少？
(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数为多大？
(3)要使小滑块始终不脱离轨道，求水平恒力F的范围。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．A
4．D
5．B
6．A
7．D
8．C
9．BD
10．ABD
11．BD
12．CD
13． 2.1 9.5 0.015 大于
14．
15．（1）伸长0.1 m；（2）7 J；（3）2 m/s
16．（1）因为挡光框宽度很小，滑块通过光电门的时间极短，可认为挡光框通过光电门时的平均速度等于滑块通过光电门的瞬时速度，所以
v=
其中Δt为挡光框通过光电门时的挡光时间。由几何关系可知
=
便可求得
h=x
H、L、x都是实验时设定的。
；（2）守恒
17．（1）；（2）；（3）
18．(1)10m/s；
(2)0.25；
(3)水平恒力F的范围为F≥1.75N或0.5N＜F≤1N。