第一章 功和机械能 训练（Word版含答案）

第1章《功和机械能》训练-2021-2022学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．在刚刚结束的第24届冬季奥林匹克运动会上，我国运动员奋力拼搏，展现了更高、更强、更快、更团结的奥林匹克精神。在自由式滑雪女子大跳台项目上，我国18岁的小将谷爱凌以1620跳的高难度动作力压群芳，拿到了金牌。下面相关叙述正确的是（ ）
A．裁判在对谷爱凌1620跳的动作进行裁定时可以将运动员看成质点
B．教练员在分析运动员起跳后能到达的最大高度时可以将她看成质点
C．该项目不受天气环境的影响，随时可以进行比赛
D．该项目在完成的过程中满足机械能守恒
2．在地面上以初速度v0把物体竖直向上抛出，经过时间t1，物体到达最高点。不计空气阻力，在上升过程中，物体的速度v随时间t的变化关系如图所示。在0~t1时间内，物体的重力势能（　　）
A．保持不变 B．逐渐减小 C．逐渐增大 D．先增大后减小
3．如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则（　　）
A．落地时，两物块速度相同
B．落地时，两个物体重力的瞬时功率不同
C．从剪断轻绳到物块着地，两物块重力势能的变化量相同
D．从剪断轻绳到物块着地，两物块重力做功的平均功率相同
4．如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m（M>m）的滑块A、B，通过跨过定滑轮的不可伸长的轻绳连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（　　）
A．两滑块组成的系统机械能守恒
B．重力对A做的功等于A动能的增加量
C．轻绳对B做的功等于B势能的增加量
D．两滑块组成系统的机械能损失量等于A克服摩擦力做的功
5．如图是某地铁列车从左向右匀速率通过下穿轨道abcd的示意图，其中bc段水平、ab与cd段的倾角相等。已知整个过程中列车受阻力的大小保持不变（包括摩擦阻力和空气阻力），在ab和bc段，牵引列车的功率分别为P1和P2。则在cd段牵引列车的功率为（　　）
A．2P2-P1 B．P2-P1 C． D．
6．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
7．一质量为m的苹果从树上由静止开始竖直下落，下落的加速度为，下落过程中所受阻力恒定。在苹果下落h的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．苹果的重力势能减少了
B．苹果的动能增加了
C．苹果的机械能减少了
D．苹果克服阻力所做的功为
8．如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学探究小球在接触弹簧后向下的运动过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是（　　）
A．当x=h+x0时，重力势能与弹性势能之和最小
B．最低点的坐标为x=h+2x0
C．小球受到的弹力最大值等于2mg
D．小球动能的最大值为mgh+mg x0
9．如图所示，在粗糙的水平面上，质量相等的两个物体A、B间用一轻质弹簧相连组成系统，且该系统在外力F作用下一起做匀加速直线运动，当它们的总动能为2Ek时撤去水平力F，最后系统停止运动。不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从撤去拉力F到系统停止运动的过程中（　　）
A．外力对物体A所做总功的绝对值等于Ek
B．物体A克服摩擦阻力做的功等于Ek
C．系统克服摩擦阻力做的功可能等于系统的总动能2Ek
D．系统克服摩擦阻力做的功一定小于系统机械能的减小量
10．一质量为m的小球从高度为H的平台上以速度v0水平抛出，落在松软路面上，砸出一个深度为h的坑，如图所示。不计空气阻力，重力加速度为g，对小球从抛出到落至坑底的过程，以下说法正确的是（　　）
A．外力对小球做的总功为mg（H+h）+m
B．小球的机械能减少量为mg（H+h）+m
C．路面对小球做的功为mg（H+h）+m
D．路面对小球做的功为
11．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
12．如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻绳后，A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块（　　）
A．速率的变化量不同
B．速度变化相量同
C．重力势能的变化量相同
D．重力做功的平均功率相同
二、填空题
13．重10N的物体由静止开始从空中某处下落，若空气阻力为物体重力的0.1倍，到物体下落2s时，阻力做功______J；在2s内，重力做功的平均功率是______W。
14．某种型号的轿车，其部分配置参数如表所示，该轿车行驶过程中所受摩擦阻力大小始终不变。若轿车在水平直线路面上以最高车速匀速行驶时，发动机功率是额定功率，此时牵引力为__________N，在某次官方测试中，一位质量m=60kg的驾驶员驾驶该轿车，在水平直线路面上以额定功率行驶时，车速为108km/h，则此时该车的加速度为__________m/s2。
长*宽*高（mm） 4805×1820×1476
净重（kg） 1540
车身结构 4门5座三厢车
变速箱 七档双离合
发动机排量（mL） 1984
水平直线路面最高车速（km/h） 216
额定功率（kW） 120
15．“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为，若动车组所受的阻力与其速率成正比（，为常量），动车组能达到的最大速度为vm。
（1）若四节动力车厢输出的总功率为，动车组匀速行驶的速度为v1，则=_______
（2）若四节动力车厢输出功率均为额定值P，动车组从静止启动，经过时间达到最大速度，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为____________（用题目中的字母表示）
16．某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。
（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平。
（2）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=___________cm，实验时将滑块从图示位置静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间，则滑块经过光电门时的瞬时速度为___________m/s；在实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、___________和___________（文字说明并用相应的字母表示）。
（3）本实验通过比较___________和___________在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒。
三、解答题
17．如图所示，AB为竖直平面内光滑弧形轨道，质量m=1kg的物体，在高度h=0.8m的A点，从静止沿轨道滑下，并进入与弧形轨道平滑连接的水平轨道BC．选BC所在平面重力势能为零，g取10m/s．求：
（1）物体在A点所具有的重力势能Ep
（2）物体下滑至B点时速度的大小v；
18．建筑工地上有两台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：
起重机编号 被吊物体重力 匀速上升速度 上升的高度 所用时间 做功
A 2.0×103 N 4 m/s 16 m 4 s
B 4.0×103 N 3 m/s 6 m 2 s
(1)两台起重机哪台做功多；
(2)哪台做功快；怎样比较它们做功的快慢呢。
19．如图所示，光滑的轨道ABO的AB部分与水平部分BO相切，轨道右侧是一个半径为R的四分之一的圆弧轨道，O点为圆心，C为圆弧上的一点，OC与水平方向的夹角为37°。现将一质量为m的小球从轨道AB上某点由静止释放。已知重力加速度为g，不计空气阻力。
（1）若小球恰能击中C点，求刚释放小球的位置距离BO平面的高度；
（2）改变释放点的位置，求小球落到轨道时动能的最小值。
20．如图所示，倾角为θ=37°的斜面固定在水平地面上，劲度系数为k=40N/m的轻弹簧与斜面平行，弹簧下端固定在斜面底端的挡板上，弹簧与斜面间无摩擦。一个质量为m=5kg的小滑块从斜面上的P点由静止滑下，小滑块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，P点与弹簧自由端Q间的距离为L=1m。已知整个过程中弹簧始终在弹性限度内，弹簧的弹性势能Ep与其形变量x的关系为，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）小滑块从P点下滑到Q点所经历的时间t；
（2）小滑块运动过程中达到的最大速度vm的大小；
（3）小滑块运动到最低点的过程中，弹簧的最大弹性势能。
参考答案：
1．B
2．C
3．D
4．D
5．A
6．B
7．C
8．A
9．A
10．B
11．D
12．D
13． -18 90
14．
15．
16． 0.48 0.4 滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s 滑块的质量M
17．(1) 8J (2)
18．(1)A做功多；(2)B做功快，可以用功与所用时间之比表示做功的快慢
19．（1）；（2）
20．（1）1s；（2）；（3）20J