第八章 机械能守恒定律 单元知识点 基础巩固练习(word版含答案)

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名称 第八章 机械能守恒定律 单元知识点 基础巩固练习(word版含答案)
格式 zip
文件大小 600.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-05-13 13:07:59

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文档简介

机械能守恒定律
一、单选题
1.如图所示为运动员参加撑杆跳高比赛的示意图,对运动员在撑杆跳高过程中的能量变化描述正确的是(  )
A.加速助跑过程中,运动员的机械能不断增大
B.运动员越过横杆正上方时,动能为零
C.起跳上升过程中,运动员的机械能守恒
D.起跳上升过程中,杆的弹性势能一直增大
2.科技冬奥是北京冬奥会的一个关键词,大家在观看滑雪大跳台的比赛时,对“时间切片”有深刻的印象,就是通过频闪摄影把运动员从跳台上速度斜向上起飞一直到落地的过程展现在一帧画面上,给观众带来震撼的视觉体验。假如运动员质量为m,离开跳台时速度的大小为v,重力加速度为g,忽略运动员运动中所受阻力,则(  )
A.运动员在空中运动的相邻每帧位置之间,位移相同
B.运动员在空中运动的相邻每帧位置之间,速度的改变方向不同
C.运动员从跳台到最高点过程中,重力势能的增加为
D.运动员从最高点落回地面过程中重力的瞬时功率随时间均匀增加
3.如图甲,在倾角为的斜面上放一轻质弹簧,其下端固定,静止时上端位置在B点,小物快在A点由静止释放,从开始运动的一段时间内的v-t图像如图乙所示。小物块在0.8s时运动到B点,在1.0s时到达C点(图中未标出),在1.3s时到达D点,经过一段时间后又回到B点,且速度不为零。取。由图知(  )
A.小物块从A点运动到D点的过程中,小物块在C点时,弹簧的弹性势能最小
B.小物块从A点运动到D点的过程中,小物块机械能不变
C.小物块从D点运动到B点的过程中,加速度不断减小
D.小物块第一次经过B点的加速度值小于第二次经过B点的加速度值
4.如图所示,一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球A和B,A、B两球质量分别为、,且均可视为质点。用手托住B球,当轻绳被拉紧时,A、B两球离地面的高度相等均为H。现在由静止释放B球,在运动过程中A始终没有与滑轮接触,若取地面为零势能面,不计一切摩擦阻力。当A、B两球重力势能相等时,A球动能大小为(  )
A. B. C. D.
5.质量相同的两个物体,分别在地球和月球表面以相同的初速度竖直上抛,已知月球表面的重力加速度比地球表面重力加速度小,若不计空气阻力,下列说法中正确的是(  )
A.物体在地球表面时的惯性比在月球表面时的惯性大
B.物体在地球表面上升到最高点所用时间比在月球表面上升到最高点所用时间长
C.落回抛出点时,重力做功的瞬时功率相等
D.在上升到最高点的过程中,它们的重力势能变化量相等
6.2021年2月,天问一号火星探测器被火星捕获,经过系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”,为着陆火星做准备。如图所示为探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹示意图,其中轨道Ⅰ、Ⅲ为椭圆,轨道Ⅱ为圆。探测器经轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ运动后在点登陆火星,O点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的交点,轨道上的O、P、Q三点与火星中心在同一直线上,O、分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点。已知火星的半径为R,,轨道Ⅱ上正常运行时经过O点的速度为v,关于探测器,下列说法正确的是(  )
A.探测器沿轨道Ⅱ运动时经过P点的速度等于沿轨道Ⅲ经过O点的速度
B.沿轨道Ⅲ运动时,探测器经过O点的加速度大小小于
C.探测器由轨道Ⅱ转移到轨道Ⅲ过程中机械能守恒
D.轨道Ⅱ的运动周期大于沿轨道Ⅲ的运动周期
7.以下说法中,正确的是( )
A.合外力做负功,物体的机械能一定减少
B.只有物体所受合外力为零时,它的机械能才守恒
C.一个物体所受合外力做功不为零,它的机械能也可能守恒
D.物体受到的合外力为零,则其机械能一定守恒
8.山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。一滑雪坡由AB和BC组成,AB为斜坡,BC是光滑的圆弧,如图所示,竖直台阶CD高度差为。运动员连同滑雪装备的总质量为80kg,从A点由静止滑下,以的水平速度通过C点后飞落到水平地面DE上,不计空气阻力和轨道的摩擦阻力,取。AC竖直高度差为(  )
A.11.25 m B.14 m C.10 m D.10.5m
9.某踢出的足球在空中运动轨迹如图所示,把足球视为质点,空气阻力不计,关于足球从踢出到落地的过程中,足球的(  )
A.动能先减少后增加 B.动能先增加后减少
C.动能一直增加 D.动能一直减少
10.如图所示,小球沿竖直光滑圆轨道内侧运动到最高点时,小球的机械能E、重力势能(取圆轨道的最低点重力势能为零)和动能的大小关系,可能正确的是(  )
A. B. C. D.
11.如图甲,光滑水平面上放着长木板B,质量为m=2kg的木块A以速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板B的上表面,由于A、B之间存在摩擦,之后木块A与长木板B的速度随时间变化情况如图乙所示,重力加速度g=10m/s2则(  )
A.A、B构成的系统动量守恒,机械能守恒
B.A、B受到的冲量相同
C.长木板B的质量M=1kg
D.A、B之间由于摩擦而产生的热量Q=2J
12.如图所示,一足够长且不可伸长的轻绳的一端系一小环甲,另一端跨过光滑定滑轮系一重物乙,甲套在竖直固定的光滑直杆上,定滑轮与直杆的距离d=3 m。现将甲从与定滑轮等高的O处由静止释放,当甲沿直杆下滑到图中P处时速度为0,此时乙未到达定滑轮处。已知甲、乙的重力分别为G和2G,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos=37°=0.8,空气阻力不计,定滑轮大小及质量可忽略,则(  )
A.甲减少的机械能大于乙增加的机械能
B.甲刚释放时,乙处于失重状态,甲处于超重状态
C.乙上升过程中轻绳的张力始终大于2G
D.当甲下滑至P点时,轻绳与直杆的夹角θ=37°
二、填空题
13.如图所示,ACB为光滑弧形槽,弧形槽半径为R,C为弧形槽最低点,R远大于AB的弧长.甲球从弧形槽的球心处自由下落,乙球从A点由静止释放,则两球第1次到达C点的时间之比为___________;在圆弧的最低点C的正上方h处由静止释放小球甲,让其自由下落,同时将乙球从圆弧左侧由静止释放,若在乙球第2次通过C点时,甲、乙两球相遇,则甲球下落的高度是____________.(不计空气阻力,不考虑甲球的反弹)
14.一根长为L且不可伸长的轻质细绳,一端固定于O点,另一端栓一质量为m的小球。现将小球拉至细绳沿水平方向绷紧的状态,由静止释放小球,如图所示。若不考虑空气阻力的作用,重力加速度为g,则小球摆至最低点的速度大小为___________,此时绳对小球的拉力大小为___________。
15.如图,一根长为L、质量为m的匀质细绳悬于O点,O点离地高H。现从上端O处剪断细绳,以地面为零势能参考面,重力加速度为g,则当绳下端刚着地时的重力势能为___________,动能为___________。
16.在竖直平面内有一条光滑弯曲的轨道,轨道上各个高点的高度如图所示,一个小球套在轨道上,从3.0m的高处由静止释放.则小环不可能超越第________高点,随后小环大致做的是一种怎样的运动?________.
17.质量为的物体从距地面的高处自由下落,以地面为零势能面,则初始时的机械能为______;下落末时机械能为______;在时机械能又为______;下落______时,该物体的动能和重力势能相等。
三、解答题
18.如图,一质量m=1kg 的滑块(可视为质点)静止于动摩擦因数的水平轨道上的 A点。对滑块施加一水平外力,使其向右运动,外力的功率恒为 P=10W。经过一段时间后撤去外力,滑块继续滑行至 B点后水平飞出,恰好在 C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道,轨道的最低点 D处装有压力传感器,当滑块到达传感器上方时,传感器的示数为 64N。最后小物块滑上紧靠轨道末端 D点的质量为 M=3 kg 的长木板。已知 AB的长度 L=2.0m,半径 OC和竖直方向的夹角 α=37°,圆形轨道的半径 R=0.5m,木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数 μ2 =0.3,(空气阻力不计,g取10 m/s 2,sin37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
(1)滑块运动到 C点时速度的大小;
(2)B、C两点的高度差 h及水平距离。
19.如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=37°,另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板,木板质量M=2kg,上表面与C点等高。质量为m=1kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0=1.2m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。取g=10m/s2.求:
(1)物块到达B点的时间t;
(2)物块经过C点时对轨道的压力大小;
(3)若木板足够长,物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q。
20.光滑圆弧形轨道固定在水平地面上,高度h=0.8m,在B点与长为L=1m的水平粗糙轨道BC相切,如图所示。小球从A点由静止滑下沿轨道ABC运动,在C点与竖直墙发生碰撞,碰后速度方向反向,动能为碰前的一半,已知小球质量m=1kg,O为圆弧轨道圆心,圆心角,取。
(1)求小球第一次沿圆弧轨道运动到B时对轨道的压力大小;
(2)若小球与墙只发生一次碰撞,试计算小球与水平轨道BC间的动摩擦因数的取值范围。
21.如图所示,左侧为一个半径为R的半球形的碗固定在水平桌面上,碗口水平,O点为球心,碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个固定光滑斜面,斜面足够长,倾角θ=30°。一根不可伸长的不计质量的细绳跨在碗口及光滑斜面顶端的光滑定滑轮两端上,线的两端分别系有可视为质点的小球m1和m2,且m1>m2。开始时m1恰在右端碗口水平直径A处,m2在斜面上且距离斜面顶端足够远,此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直。当m1由静止释放运动到圆心O的正下方B点时细绳突然断开,不计细绳断开瞬间的能量损失。若已知细绳断开后小球m1沿碗的内侧上升的最大高度为,求。
22.2022年2月20日,北京冬奥会所有比赛结束。中国队9金4银2铜收官,位列金牌榜第三,金牌数和奖牌数均创历史新高。冬奥会雪橇比赛地形示意图如图甲所示,雪橇比赛完成出发起跑后,运动员改为躺姿无动力滑行,轨道截面图如图乙所示,全部赛道均在倾角为θ的斜面上,运动员与雪橇总质量为m,且可视为质点。U型急弯、S型急弯轨道均视为半径为R的圆弧,雪橇拐弯时的向心力由侧壁弹力和重力的分力提供。U型急弯最高点与S型急弯的最低点高度落差为h,当地重力加速度为g。
(1)已知运动员和雪橇对U型急弯最高点外侧壁和S型急弯最低点外侧壁的压力大小相等,从U型急弯最高点到S型急弯最低点的过程中,求运动员和雪橇损失的机械能;
(2)雪橇刚拐进A点到终点的直轨道,由于操作失误,雪橇以与直轨道成α角的速度v飞起,在空中运动过程与直轨道在同一竖直面内,已知直轨道与水平面成β角。求运动员和雪橇离直轨道的最大距离。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
2.D
3.D
4.B
5.D
6.D
7.C
8.A
9.A
10.D
11.D
12.D
13.
14. 3mg
15.
16. ④ 在轨道间来回作往复运动
17. 800J 800J 800J 20m
18.(1);(2) ;;
19.(1)0.16s;(2)46N;(3)12J
20.(1)20N;(2)
21.
22.(1);(2)
答案第1页,共2页
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