第四章 机械能及其守恒定律 复习(word版含答案)

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名称 第四章 机械能及其守恒定律 复习(word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 教科版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-30 09:00:00

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第四章《机械能及其守恒定律》复习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.无人机让许多摄影爱好者,突破了空间的限制,让我们从地面跳到了天空,从天空上拍摄与众不同的画面,从此拍摄风景将变得更加有趣且方便。 在某次无人机飞行表演中,一无人机的一段运动过程可近似认为是匀变速直线运动,如图所示,运动方向与水平方向成53°,其加速度大小为 ,g为重力加速度。已知该无人机质量为m,sin53°=0.8,cos53°=0.6,则在其下落高度为h的过程中,下列说法正确的是(  )
A.无人机机械能守恒 B.无人机重力势能的减少量为
C.无人机动能的增加量为 D.无人机的机械能减少了
2.如图所示的几个运动过程中,物体的弹性势能增加的是(  )
A.如图甲,撑竿跳高的运动员上升过程中,竿的弹性势能
B.如图乙,人拉长弹簧过程中,弹簧的弹性势能
C.如图丙,模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中,橡皮筋的弹性势能
D.如图丁,小球被弹簧向上弹起的过程中,弹簧的弹性势能
3.如图所示,一劲度系数为的轻弹簧左端固定在竖直墙壁上,右端连接置于粗糙水平面的物块。此时弹簧自然伸长,物块位于点。现用外力向左推动物块,当弹簧压缩量为时,使物块静止,然后由静止释放物块,物块到达点时速度刚好为0。已知此过程中向左推动木块的外力所做的功为。则此过程中弹簧的最大弹性势能为(  )
A. B. C. D.
4.如图所示,电梯质量为M,在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动,当电梯的速度由增加到时,上升高度为H,则在这个过程中,下列说法或表达式正确的是(  )
A.对物体,动能定理的表达式为,其中为支持力的功
B.对物体,动能定理的表达式为,其中为合力的功
C.对物体,动能定理的表达式为
D.对电梯,其所受合力做功为
5.如图所示的a、b、c、d中,质量为M的物体甲受到相同的恒力F的作用,在力F作用下物体甲在水平方向移动相同的位移。μ表示物体甲与水平面间的动摩擦因数,乙是随物体甲一起运动的小物块,比较物体甲移动的过程中力F对甲所做的功的大小(  )
A.Wa最小 B.Wd最大
C.Wa6.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
7.北京冬奥会的成功举办点燃了全国人民的冰雪运动热情。如图所示是济南南部山区某滑雪场的滑雪场景,某同学从坡形雪道上M点由静止开始沿直线下滑至N点,滑雪过程中阻力恒定不变,将该同学看作质点,选取N点所在位置为零势能点,则下滑过程中该同学的重力势能和动能相等的位置在(  )
A.MN连线中点处 B.MN连线中点的下方
C.MN连线中点的上方 D.条件不足,无法确定
8.如图甲所示,足够长的轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,以弹簧上端位置为坐标原点O,沿竖直向下建立坐标轴。现将质量为m的小球从原点O正上方高度h处由静止释放,在小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中,小球所受弹力F的大小随x(x表示小球的位置坐标)的变化关系如图乙所示。若不计小球与弹簧接触时的机械能损失,弹簧始终处于弹性限度内,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是(  )
A.当时,小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和最大
B.小球动能的最大值为
C.当时,小球的速度大于
D.小球在最低点的加速度大小等于g
9.小铁球竖直上抛又回到抛出点的过程中,关于重力做功的说法正确的是(  )
A.重力做负功 B.重力先做正功,再做负功
C.重力做正功 D.重力先做负功,再做正功
10.如图所示,物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体B的质量为2m,放置在倾角为30°的光滑斜面上,物体A的质量为m,用手托着物体A使弹簧处于原长,细绳伸直且B与轻滑轮间的弹簧和细绳均与斜面平行,A与地面间的距离为h,物体B静止在斜面上挡板P处。放手后物体A下落,与地面即将接触时速度大小为v,此时物体B对挡板恰好无压力。不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是(  )
A.弹簧的劲度系数为
B.此时弹簧的弹性势能等于
C.此时物体A的加速度大小为g,方向竖直向上
D.此后物体B可能离开挡板沿斜面向上运动
11.从“玉兔”登月到“祝融”探火,我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。“祝融”火星车登陆火星之前,“天问一号”探测器环绕火星变轨示意图如图所示。已知地球表面的重力加速度为g,火星的质量约为地球质量的,火星的半径约为地球半径的;“祝融”火星车的质量为m,引力常数为G。则下列说法正确的是(  )
A.“天问一号”在圆轨道I上的机械能大于在椭圆轨道II上的机械能
B.“天问一号”在椭圆轨道II运行到P点的速度大于在椭圆轨道III运行到P点的速度
C.若轨道I为贴近火星表面的圆轨道,测得“天问一号”在轨道I运动的角速度为,则火星的密度约为
D.“祝融”火星车在火星表面所受的重力约为
12.地面上质量为m0=3kg的物体在竖直向上的力F作用下由静止开始向上运动,力F随物体离地面高度x的变化关系如图所示,物体上升的最大高度为h(图中H=5m,h=4m),重力加速度为g=10m/s2不计空气阻力。在物体运动的过程中,下列说法中正确的是(  )
A.加速度的最大值为10m/s2
B.48N
C.物体离地高度为2.5m时,速度最大
D.动能的最大值为20J
二、填空题
13.如图所示,桌面高为h,质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下,不计空气阻力,重力加速度为g,以桌面所在水平面为参考平面,则小球落到地面前瞬间的机械能为_______。
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.小张同学想粗测自己在单杠上做引体向上运动的功率,如图所示,他估测重心上升的高度,并测出自己连续拉上去的次数和时间填入下表,请在空格处补上相应的数据。(表中数据的单位都是国际单位)(g取)
重心升高/m 体重/kg 次数 克服重力做的功/J 时间/s 功率/W
0.6 50 5 ______ 12 _____
16.水平地面上有一车厢以恒定速度向右运动,车厢内的单摆开始时在外力的作用下相对车厢静止,摆线与竖直方向的夹角为,其方位如图所示,设摆线长为l,摆球的质量为m,撤去外力后,摆球从初始位置开始运动到第一次到达最低点位置时,相对地面参考系水平向右的速度是________;在地面参考系中,此过程摆线张力对摆球在水平方向上做的功为________。
三、解答题
17.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。
18.如图是某轻轨车站的设计方案,与站台连接的轨道有一个小坡度,电车进站要上坡,出站要下坡。已知坡高为2 m,电车到a点时的速度为25.2 km/h,此后便切断电车的电源,如果不考虑电车所受的摩擦力,电车能否冲上站台?如果电车不能冲上站台,请说明理由;如果电车能冲上站台,求它到达b点时的速度大小。(g取10 m/s2)
19.如图所示,一质量为m=1.0 kg的物体从半径为R=5.0 m的圆弧的A端,在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到B端(圆弧AB在竖直平面内)。拉力F大小不变,始终为15 N,方向始终与物体在该点的切线成37°角。圆弧所对应的圆心角为60°,BO边在竖直方向上。求这一过程中拉力F做的功。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,π=3.14)
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。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
2.B
3.B
4.C
5.D
6.D
7.B
8.B
9.D
10.B
11.C
12.D
13.mgH
14. mgh1-mgh2 高度差 运动速度
15. 1500 125
16.
17.(1);(2);(3)
18.能,3 m/s
19.62.8 J
20.(1) ,(2)做功,;(3),θ变小
答案第1页,共2页
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