第四章《机械能及其守恒定律》随堂练习（Word版含答案）

第四章《机械能及其守恒定律》随堂练习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．如图所示，在拉力F作用下，质量为的雪橇沿倾角为的粗糙斜面向上移动，已知拉力大小为，方向与斜面的夹角为，雪橇受到的摩擦阻力为，，则在雪橇向上运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．一共受3个力作用 B．重力做功为
C．拉力F做功为 D．合力对雪橇做的功为
2．2021年5月15日，我国自主研发的天文一号成功着陆火星表面。如图，当它接近火星表面时，可打开反冲发动机减速下降。探测器减速下降过程中，它在火星表面的重力势能、动能和机械能的变化情况是（　　）
A．动能增加、重力势能减小
B．动能减小、重力势能增加
C．动能减小、机械能减小
D．重力势能增加、机械能增加
3．如图所示，物块在与水平方向成角的拉力的作用下，沿水平面向右运动一段距离，在此过程中，拉力对物块所做的功为（　　）
A． B． C． D．
4．“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示。一位同学在某次实验中，安装的打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，纸带通过时受到的阻力较大，那么，这种情况造成的结果是（　　）
A．重物减少的重力势能小于增加的动能
B．重物减少的重力势能大于增加的动能
C．重物的机械能不变
D．重物的机械能逐渐增大
5．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．
6．一个凹形圆弧轨道ABC竖直固定放置，A、C两点连线水平，B为轨道的最低点，且B到AC连线的距离为h。质量为m的滑块从A点以初速度v0 = 沿轨道的切线方向进入轨道，运动到B点时的速度大小。已知物体与轨道的动摩擦因数处处相同，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．从A到B，滑块所受的合外力的方向始终指向圆心
B．在B点，滑块处于失重状态
C．滑块一定会从C点滑出轨道
D．滑块一定不会从C点滑出轨道
7．一质量为的物体在光滑水平地面上从静止开始运动，其所受的水平力F随位移x变化的图像如图所示，则当时，物体的速度为（　　）
A． B． C． D．
8．如图所示，在水平面上有一固定的粗糙轨道，在轨道的末端连一半径为R的半圆轨道，与水平轨道相切于B点。一质量为m的小物体在大小为的外力作用下从轨道上的A点由静止出发，运动至B点时撤掉外力，物体沿圆轨道内侧恰好运动至最高点C，最后回到出发点A。物体与水平轨道间的动摩擦因数，物体与半圆轨道间的动摩擦因数未知，当地重力加速度为g。以下关系式正确的是（　　）
A．物体在AB间运动时克服摩擦阻力做功
B．外力F做功
C．物体在C点的动能为零
D．物体在AC间运动时产生的热量为
9．如图所示，水平路面上有一辆汽车以加速度a向前加速行驶，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，人始终相对于车静止，在车行驶距离L的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．人对车做的功为 B．人对车做的功为
C．人对车做的功为 D．人对车做的功为
10．蹦极时，体验者站在高处，用原长为L的弹性绳固定住后跳下，落地前弹起。忽略空气阻力的影响，从开始运动到第一次下落到最低点的过程，以下说法正确的是（ ）
A．游戏者在下落过程中机械能守恒
B．下落L时，体验者的动能最大
C．游戏者从开始下落到最低点重力势能减少了mgL
D．当体验者下落到最低点时，弹性绳的弹性势能最大
11．质量为的物体在地面上高的地方在一拉力的作用下以的加速度竖直下落的过程中，物体的机械能改变量是（　　）
A． B． C． D．
12．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
13．据报道：1978年澳大利亚科学家利用5m长的电磁轨道炮，将质量为3.3g的弹丸以5.9km/s的高速发射获得成功。假设弹丸在轨道炮内做匀加速直线运动，弹丸所受的合力为___________N。如果每分钟能发射6颗弹丸，该电磁轨道炮的输出功率约为___________W。
14．如图，一物体放在光滑的水平地面上，在两个互相垂直的水平拉力F1和F2作用下，从静止开始运动，在这一过程中，两力对物体做的功分别是3J和4J，则这两个力对物体做的总功为_______J，物体的动能增加_______J。
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．如图所示，电梯由质量为1×103 kg的轿厢、质量为8×102 kg的配重、定滑轮和钢缆组成，轿厢和配重分别系在绕过定滑轮的钢缆两端，定滑轮与钢缆的质量可忽略不计。在与定滑轮同轴的电动机驱动下电梯正常工作，在轿厢由静止开始以2 m/s2的加速度向上运行1s的过程中，钢缆对轿厢的拉力所做的功为________J，电动机对电梯整体共做功________J。（取g=10 m/s2）
17．轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m=0.5kg的物块相连，如图甲所示。弹簧处于原长状态，物块静止且与水平面间的动摩擦因数为0.2。以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴。现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示。物块运动至x=0.4m处时速度为零。则此时弹簧的弹性势能为_________。（g=10m/s2）
18．如图所示，将小球甲、乙（都可视为质点）分别从A、B两点由静止同时释放，甲、乙两物体的质量之比为2∶1，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D，其中甲是从圆心A开始做自由落体运动，乙沿光滑弦轨道从与圆心等高的B到达D，当甲运动到D点前瞬间，甲、乙的速度大小之比为________，机械能之比为_______（以D点所在平面为零势能面）
三、解答题
19．儿童游乐园中一种滑道如图，滑道最高点A与最低点B之间的高度差为。一个质量的小孩（视为质点）沿左边的台阶登上滑道顶端，再从A点由静止开始沿滑道下滑。如果小孩在滑道上的段滑行时，受到的阻力忽略不计，重力加速度。
（1）求小孩从点A滑到点的过程中，重力所做的功；
（2）求小孩经过点时的速度大小。
20．在光滑水平面上，一个物体在水平恒力F作用下从静止开始做加速运动，经过一段时间t，末速度为v。求以下两个功率并指出是平均功率还是瞬时功率。
（1）在t时间内力F的功率；
（2）在t时刻力F的功率。
21．如图所示，质量为的小物体从A点以vA5.0m/s的初速度沿粗糙的水平面匀减速运动距离s1.0m到达B点vB2m/s，然后进入半径R0.4m竖直放置的光滑半圆形轨道，小物体恰好通过轨道最高点C后水平飞出轨道，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）粗糙水平面的动摩擦因μ；
（2）小物体在B处对圆形轨道压力的大小FN；
（3）从轨道最高点C水平飞出后落在距B点的距离x。
22．一个质量为m=150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力，大小为F=600N，在水平地面上由静止开始移动的距离为L=5m。地面对雪橇的阻力为f=200N，已知cos37°=0.8，sin37=0.6，求：
（1）力F对雪橇做的功WF；
（2）阻力f对雪橇做的功Wf；
（3）雪橇获得的速度大小。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．C
4．B
5．B
6．C
7．C
8．A
9．C
10．D
11．C
12．D
13． 1.15×104 5.75×103
14． 7 7
15． 16 16
16． 1.2×104 5.6×103
17．3.1J
18．
19．（1）360J；（2）6m/s
20．（1）Fv，平均功率；（2）Fv，瞬时功率
21．（1）；（2）；（3）
22．（1）2400J；（2）-1000J；（3）4.3m/s
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页