第八章 机械能守恒定律 练习（Word版含答案）

2022春物理人教（2019）必修第二册第8章 机械能守恒定律练习含答案
人教（2019）必修第二册第8章 机械能守恒定律
一、选择题。
1、(多选)如图所示，质量为m的小球在半径为R的轨道上来回运动，下列说法中正确的是(　　)
A．若A、B等高，从A到B重力做功为mgR
B．若A、B等高，从A到B重力做功为零
C．若轨道有摩擦，重力做功最多是mgR
D．若轨道有摩擦，重力做功大于mgR
2、关于功率公式P＝和P＝Fv的说法正确的是(　　)
A．由P＝可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
B．由P＝Fv只能求某一时刻的瞬时功率
C．从P＝Fv知汽车的功率和它的速度成正比
D．从P＝Fv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比
3、如图所示，在水平地面上平铺着n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h.如果工人将砖一块一块地叠放起来，那么工人至少做功(　　)
A．n(n－1)mgh　　　 B.n(n－1)mgh
C．n(n＋1)mgh D.n(n＋1)mgh
4、如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为3m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g，不计空气阻力)(　　)
A. B. C. D.
5、下列几种运动中，机械能一定守恒的是(　　)
A．做匀速直线运动的物体 B．做匀变速直线运动的物体
C．做平抛运动的物体 D．做匀速圆周运动的物体
6、一质量均匀不可伸长的绳索，固定在A、B两端，重为G，A、B两端固定在天花板上，如图所示．今在最低点C施加一竖直向下的力，将绳索缓慢拉至D点，在此过程中，绳索AB的重心位置将(　　)
A．升高 B．降低 C．先降低后升高 D．始终不变
7、一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.如图所示，直线为苹果在空中的运动轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是(　　)
A．苹果通过第3个窗户所用的时间最长
B．苹果通过第1个窗户的平均速度最大
C．苹果通过第3个窗户重力做的功最大
D．苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小
8、如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则(　　)
A．沿轨道1滑下重力做的功多
B．沿轨道2滑下重力做的功多
C．沿轨道3滑下重力做的功多
D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多
9、如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的小球(可视为质点)自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的压力为2mg，重力加速度大小为g。小球自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为(　　)
A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR
10、如图所示，粗细均匀，两端开口的U形管内装有同种液体，开始时两边液面高度差为h，管中液柱总长度为4h，后来让液体自由流动，当两液面高度相等时，右侧液面下降的速度大小是（　　）
A． B． C． D．
11、如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长时，圆环高度为h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零．则在圆环下滑到底端的过程中(杆与水平方向夹角为30°)(　　)
A．圆环机械能守恒
B．弹簧的弹性势能先减小后增大
C．弹簧的弹性势能变化了mgh
D．弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大
*12、（双选）如图所示，a、b两物块质量分别为m、3m，用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧．开始时，a、b两物块距离地面高度相同，用手托住物块b，然后由静止释放，直至a、b物块间高度差为h，不计滑轮质量和一切阻力，重力加速度为g.在此过程中，下列说法正确的是(　　)
A．物块a的机械能守恒
B．物块b的机械能减少了mgh
C．物块b机械能的减少量等于物块a机械能的增加量
D．物块a、b与地球组成的系统机械能守恒
二、填空含实验题。
13、（实验选择题）用落体法验证机械能守恒定律的实验中得到如图所示纸带。根据纸带算出相关各点的速度v，测量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图像应是(　　)
A． B．
C． D．
14、(1)在利用重锤做自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，有关重锤的质量，下列说法正确的是(　　)
A.应选用质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力
B.应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动
C.不需要称量重锤的质量
D.必须称量重锤的质量
(2)在该实验中，选定了一条较为理想的纸带，如图所示，“0”为起始点，以后纸带上所打的各点依次记为1、2、3…，测得的x1、x2、x3…是重锤从开始运动到各时刻的位移。已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，则当打点计时器打点“4”时，重锤动能的表达式为________；从“0”点到“4”点的过程中重锤重力势能的减少量表达式为______________。
三、计算类题。
15、（计算题）如图所示，雪橇在与水平方向成α角的拉力F的作用下
若雪橇(质量为m)在水平雪面上，以加速度a匀加速前进了s的距离，那么情况又如何？(用两种方法计算总功)
(1)试求作用在雪橇上的各个力所做的功；
(2)外力对雪橇做的总功是多少？
16、半径R＝1 m 的圆弧轨道下端与一光滑水平轨道连接，水平轨道离地面高度h＝1 m，如图所示，有一质量m＝1.0 kg的小滑块自圆弧轨道最高点A由静止开始下滑，经过水平轨道末端B时速度为4 m/s，滑块最终落在地面上(g取10 m/s2)，试求：
(1)不计空气阻力，滑块落在地面时速度的大小；
(2)滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做的功。
17、（计算题）游乐场过山车的运动情况可以抽象为如图所示的模型，弧形轨道AB的下端B点与半径为R的竖直圆轨道平滑连接，质量为m的小球从弧形轨道上离水平地面高度为h的A点由静止开始滚下，小球进入竖直圆轨道后顺利通过圆轨道最高点C，不考虑摩擦等阻力，重力加速度为g.求：
(1)小球位于A点时的重力势能(以水平地面为参考平面)；
(2)小球从A点运动到C点的过程中，重力所做的功；
(3)小球经过C点时的速度大小．
2022春物理人教（2019）必修第二册第8章 机械能守恒定律练习含答案
人教（2019）必修第二册第8章 机械能守恒定律
一、选择题。
1、(多选)如图所示，质量为m的小球在半径为R的轨道上来回运动，下列说法中正确的是(　　)
A．若A、B等高，从A到B重力做功为mgR
B．若A、B等高，从A到B重力做功为零
C．若轨道有摩擦，重力做功最多是mgR
D．若轨道有摩擦，重力做功大于mgR
【答案】BC
2、关于功率公式P＝和P＝Fv的说法正确的是(　　)
A．由P＝可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
B．由P＝Fv只能求某一时刻的瞬时功率
C．从P＝Fv知汽车的功率和它的速度成正比
D．从P＝Fv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比
【答案】D
3、如图所示，在水平地面上平铺着n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h.如果工人将砖一块一块地叠放起来，那么工人至少做功(　　)
A．n(n－1)mgh　　　 B.n(n－1)mgh
C．n(n＋1)mgh D.n(n＋1)mgh
【答案】B　
4、如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为3m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g，不计空气阻力)(　　)
A. B. C. D.
【答案】　B
5、下列几种运动中，机械能一定守恒的是(　　)
A．做匀速直线运动的物体 B．做匀变速直线运动的物体
C．做平抛运动的物体 D．做匀速圆周运动的物体
【答案】C
6、一质量均匀不可伸长的绳索，固定在A、B两端，重为G，A、B两端固定在天花板上，如图所示．今在最低点C施加一竖直向下的力，将绳索缓慢拉至D点，在此过程中，绳索AB的重心位置将(　　)
A．升高 B．降低 C．先降低后升高 D．始终不变
【答案】A　
7、一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.如图所示，直线为苹果在空中的运动轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是(　　)
A．苹果通过第3个窗户所用的时间最长
B．苹果通过第1个窗户的平均速度最大
C．苹果通过第3个窗户重力做的功最大
D．苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小
【答案】D
8、如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则(　　)
A．沿轨道1滑下重力做的功多
B．沿轨道2滑下重力做的功多
C．沿轨道3滑下重力做的功多
D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多
【答案】D　
9、如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的小球(可视为质点)自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的压力为2mg，重力加速度大小为g。小球自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为(　　)
A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR
【答案】　C
10、如图所示，粗细均匀，两端开口的U形管内装有同种液体，开始时两边液面高度差为h，管中液柱总长度为4h，后来让液体自由流动，当两液面高度相等时，右侧液面下降的速度大小是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
11、如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长时，圆环高度为h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零．则在圆环下滑到底端的过程中(杆与水平方向夹角为30°)(　　)
A．圆环机械能守恒
B．弹簧的弹性势能先减小后增大
C．弹簧的弹性势能变化了mgh
D．弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大
【答案】C　
*12、（双选）如图所示，a、b两物块质量分别为m、3m，用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧．开始时，a、b两物块距离地面高度相同，用手托住物块b，然后由静止释放，直至a、b物块间高度差为h，不计滑轮质量和一切阻力，重力加速度为g.在此过程中，下列说法正确的是(　　)
A．物块a的机械能守恒
B．物块b的机械能减少了mgh
C．物块b机械能的减少量等于物块a机械能的增加量
D．物块a、b与地球组成的系统机械能守恒
【答案】CD　
二、填空含实验题。
13、（实验选择题）用落体法验证机械能守恒定律的实验中得到如图所示纸带。根据纸带算出相关各点的速度v，测量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图像应是(　　)
A． B．
C． D．
【答案】C
14、(1)在利用重锤做自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，有关重锤的质量，下列说法正确的是(　　)
A.应选用质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力
B.应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动
C.不需要称量重锤的质量
D.必须称量重锤的质量
(2)在该实验中，选定了一条较为理想的纸带，如图所示，“0”为起始点，以后纸带上所打的各点依次记为1、2、3…，测得的x1、x2、x3…是重锤从开始运动到各时刻的位移。已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，则当打点计时器打点“4”时，重锤动能的表达式为________；从“0”点到“4”点的过程中重锤重力势能的减少量表达式为______________。
【答案】(1)AC　 (2)　ΔEp＝mgx4
【解析】　(1)实验时选择质量较大的重锤，使得重力远大于阻力，使得阻力的影响可以忽略，选项A正确；物体做自由落体运动与其质量和惯性无关，选项B错误；因为我们是比较mgh和mv2的大小关系，故m可约去，不需要测出质量，选项C正确，D错误。
(2)4点的瞬时速度：v4＝，则打点计时器打点“4”时，重锤动能的表达式为：Ek4＝mv＝；从“0”点到“4”点的过程中重锤重力势能的减少量表达式为ΔEp＝mgx4。
三、计算类题。
15、（计算题）如图所示，雪橇在与水平方向成α角的拉力F的作用下
若雪橇(质量为m)在水平雪面上，以加速度a匀加速前进了s的距离，那么情况又如何？(用两种方法计算总功)
(1)试求作用在雪橇上的各个力所做的功；
(2)外力对雪橇做的总功是多少？
【答案】见解析。
【解析】(1)由于雪橇做匀加速直线运动，由牛顿第二定律Fcos α－Ff＝ma，
得Ff＝Fcos α－ma
则重力做功为WG＝Gscos 90°＝0，
支持力做功为WFN＝FNscos 90°＝0，
拉力做功为WF＝Fscos α，
摩擦力做功为WFf＝Ffscos 180°＝－Fscos α＋mas。
(2)方法一　由W总＝WG＋WFN＋WF＋WFf得W总＝mas。
方法二　由牛顿第二定律得F合＝ma，
由W总＝F合scos 0°，得W总＝mas。
16、半径R＝1 m 的圆弧轨道下端与一光滑水平轨道连接，水平轨道离地面高度h＝1 m，如图所示，有一质量m＝1.0 kg的小滑块自圆弧轨道最高点A由静止开始下滑，经过水平轨道末端B时速度为4 m/s，滑块最终落在地面上(g取10 m/s2)，试求：
(1)不计空气阻力，滑块落在地面时速度的大小；
(2)滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做的功。
【答案】　(1)6 m/s　(2)2 J
【解析】　(1)从B点到地面这一过程，只有重力做功，根据动能定理有
mgh＝mv2－mv，
代入数据解得v＝6 m/s。
(2)设滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做的功为WFf，对滑块从A到B这一过程运用动能定理有
mgR－WFf＝mv－0，
解得WFf＝2 J。
17、（计算题）游乐场过山车的运动情况可以抽象为如图所示的模型，弧形轨道AB的下端B点与半径为R的竖直圆轨道平滑连接，质量为m的小球从弧形轨道上离水平地面高度为h的A点由静止开始滚下，小球进入竖直圆轨道后顺利通过圆轨道最高点C，不考虑摩擦等阻力，重力加速度为g.求：
(1)小球位于A点时的重力势能(以水平地面为参考平面)；
(2)小球从A点运动到C点的过程中，重力所做的功；
(3)小球经过C点时的速度大小．
【答案】(1)mgh　 (2)mg(h－2R)　 (3)
【解析】(1)以水平地面为参考平面，小球位于A点时的重力势能Ep＝mgh.
(2) 小球从A点运动到C点的过程中，WG＝mg(h－2R)．
(3)从A到C运用动能定理：WG＝mv，vC＝。