2022春物理人教版2019必修第二册第8章 机械能守恒定律练习（word版含答案）

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6、如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中(　　)
A．圆环的机械能守恒
B．弹簧弹性势能变化了mgL
C．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零
D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变
7、如图所示，力F大小相等，物体运动的位移l也相同，下列哪种情况F做功最少(　　)
8、一根长L＝2 m、重力G＝200 N的均匀木杆放在水平地面上，现将它的一端从地面抬高0.5 m，另一端仍搁在地面上，则物体重力势能的变化量为(　　)
A．400 J B．200 J C．100 J D．50 J
9、(双选)质量为m的物体在水平力F的作用下由静止开始在光滑水平地面上运动，前进一段距离之后速度大小为v，再前进一段距离使物体的速度增大为2v，则(　　)
A.第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量
B.第二过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍
C.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功
D.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍
10、如图所示，轻绳连接A、B两物体，A物体悬在空中距地面H高处，B物体放在水平面上．若A物体质量是B物体质量的2倍，不计一切摩擦．由静止释放A物体，以地面为零势能参考面．当A的动能与其重力势能相等时，A距地面的高度是(　　)
A.H　　B.H C.H D.H
11、(双选)如图所示，质量为m的飞机在水平甲板上，受到与竖直方向成θ角的斜向下的恒定拉力F的作用，沿水平方向移动了距离s，飞机与水平甲板之间的摩擦阻力大小恒为Ff，重力加速度为g，则在此过程中(　　)
A.摩擦力做的功为－Ffs B.力F做的功为Fscos θ
C.重力做的功为mgs D.力F做的功为Fssin θ
12、如图所示，两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出，则(　　)
A．两小球落地时的速度相同
B．两小球落地时，重力的瞬时功率相同
C．从开始运动至落地，重力对两小球做功相同
D．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同
二、填空含实验题。
13、（实验）在《验证机械能守恒定律》的实验中，下面叙述正确的是（　　）
A．应用天平称出重物的质量
B．应当选用点迹清晰，第一、二两点距离约2mm的纸带进行测量
C．操作时应先放纸带，后接通电源
D．打点计时器应接在电压为4~6V的直流电源上
14、现利用如图所示装置验证机械能守恒定律。图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出。让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10－2 s、2.00×10－2 s。已知滑块质量为2.00 kg，滑块沿斜面方向的长度为5.00 cm，光电门1和2之间的距离为0.54 m，g取9.80 m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度。(计算结果均保留3位有效数字)
(1)滑块经过光电门1时的速度v1＝__________ m/s，通过光电门2时的速度v2＝__________ m/s。
(2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为________J，重力势能的减少量为__________J。
三、计算类题。
15、（计算题）质量为m＝0.5 kg的物体自由下落，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求：
(1)从物体开始下落，前3 s内重力对物体做功的平均功率P；
(2)第3 s末重力对物体做功的瞬时功率P′。
16、如图所示，粗糙水平轨道AB与半径为R的光滑半圆形轨道BC相切于B点，现有质量为m的小球(可看成质点)以初速度v0＝，从A点开始向右运动，并进入半圆形轨道，若小球恰好能到达半圆形轨道的最高点C，最终又落于水平轨道上的A处，重力加速度为g，求：
(1)小球落到水平轨道上的A点时速度的大小vA；
(2)水平轨道与小球间的动摩擦因数μ.
17、（计算题）如图所示是一个横截面为半圆、半径为R的光滑柱面。一根不可伸长的细线两端分别系着物体A、B，且mA＝2mB，重力加速度为g。由图示位置从静止开始释放物体A，当物体B到达圆柱顶点时，求绳的张力对物体B所做的功。
2022春物理人教版2019必修第二册第8章 机械能守恒定律练习题含答案
*人教（2019）必修第二册第8章 机械能守恒定律*
一、选择题。
1、(双选)有一劲度系数为k的弹簧，当弹簧从原长伸长Δl时弹力做功为W0。若规定弹簧处于原长时弹性势能为零，则下列叙述正确的是(　　)
A.使弹簧从原长伸长Δl时，弹力做正功W0，弹性势能Ep＜0
B.使弹簧从原长压缩Δl时，弹力做负功W0，弹性势能Ep＞0
C.使弹簧从伸长Δl变化到缩短Δl的过程中，弹力做2W0的正功
D.使弹簧从伸长Δl变化到缩短Δl的过程中，弹力做功为零
【答案】BD
2、(双选)一个力对物体做了负功，则说明(　　)
A.这个力一定阻碍物体的运动
B.这个力不一定阻碍物体的运动
C.这个力与物体运动方向的夹角α<90°
D.这个力与物体运动方向的夹角α>90°
【答案】AD
3、如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设离桌面高H处重力势能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为(　　)
A．－mgh B．mgH C．mg(H－h) D．－mg(H＋h)
【答案】D
4、关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的关系，下列说法正确的是(　　)
A.合外力为零，则合外力做功一定为零
B.合外力做功为零，则合外力一定为零
C.合外力做功越多，则动能一定越大
D.动能不变，则物体合外力一定为零
【答案】　A
5、以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑，如图所示，三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3，不计空气阻力(斜上抛运动物体在最高点的速度方向水平)，则(　　)
A．h1＝h2>h3 B．h1＝h2C．h1＝h3

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【答案】D　
6、如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中(　　)
A．圆环的机械能守恒
B．弹簧弹性势能变化了mgL
C．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零
D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变
【答案】B　
7、如图所示，力F大小相等，物体运动的位移l也相同，下列哪种情况F做功最少(　　)
【答案】D
8、一根长L＝2 m、重力G＝200 N的均匀木杆放在水平地面上，现将它的一端从地面抬高0.5 m，另一端仍搁在地面上，则物体重力势能的变化量为(　　)
A．400 J B．200 J C．100 J D．50 J
【答案】D
9、(双选)质量为m的物体在水平力F的作用下由静止开始在光滑水平地面上运动，前进一段距离之后速度大小为v，再前进一段距离使物体的速度增大为2v，则(　　)
A.第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量
B.第二过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍
C.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功
D.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍
【答案】　AB
10、如图所示，轻绳连接A、B两物体，A物体悬在空中距地面H高处，B物体放在水平面上．若A物体质量是B物体质量的2倍，不计一切摩擦．由静止释放A物体，以地面为零势能参考面．当A的动能与其重力势能相等时，A距地面的高度是(　　)
A.H　　B.H C.H D.H
【答案】B
11、(双选)如图所示，质量为m的飞机在水平甲板上，受到与竖直方向成θ角的斜向下的恒定拉力F的作用，沿水平方向移动了距离s，飞机与水平甲板之间的摩擦阻力大小恒为Ff，重力加速度为g，则在此过程中(　　)
A.摩擦力做的功为－Ffs B.力F做的功为Fscos θ
C.重力做的功为mgs D.力F做的功为Fssin θ
【答案】AD
12、如图所示，两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出，则(　　)
A．两小球落地时的速度相同
B．两小球落地时，重力的瞬时功率相同
C．从开始运动至落地，重力对两小球做功相同
D．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同
【答案】C
二、填空含实验题。
13、（实验）在《验证机械能守恒定律》的实验中，下面叙述正确的是（　　）
A．应用天平称出重物的质量
B．应当选用点迹清晰，第一、二两点距离约2mm的纸带进行测量
C．操作时应先放纸带，后接通电源
D．打点计时器应接在电压为4~6V的直流电源上
【答案】B
14、现利用如图所示装置验证机械能守恒定律。图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出。让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10－2 s、2.00×10－2 s。已知滑块质量为2.00 kg，滑块沿斜面方向的长度为5.00 cm，光电门1和2之间的距离为0.54 m，g取9.80 m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度。(计算结果均保留3位有效数字)
(1)滑块经过光电门1时的速度v1＝__________ m/s，通过光电门2时的速度v2＝__________ m/s。
(2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为________J，重力势能的减少量为__________J。
【答案】(1)1.00　2.50 　(2)5.25　5.29
【解析】(1)v1＝＝ m/s＝1.00 m/s
v2＝＝ m/s＝2.50 m/s。
(2)动能增加量
ΔEk＝×2.00×(2.502－1.002) J＝5.25 J
重力势能的减少量
ΔEp＝2.00×9.80×0.54×sin 30° J＝5.29 J。
三、计算类题。
15、（计算题）质量为m＝0.5 kg的物体自由下落，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求：
(1)从物体开始下落，前3 s内重力对物体做功的平均功率P；
(2)第3 s末重力对物体做功的瞬时功率P′。
【答案】(1)75 W　 (2)150 W
【解析】(1)由h＝gt2可得h＝×10×32 m＝45 m
重力所做的功为W＝mgh＝225 J
3 s内重力做功的平均功率为
P＝＝ W＝75 W。
(2)3 s末物体的速度为
v＝gt＝10×3 m/s＝30 m/s
重力在第3 s末做功的瞬时功率为
P′＝mgv＝150 W。
16、如图所示，粗糙水平轨道AB与半径为R的光滑半圆形轨道BC相切于B点，现有质量为m的小球(可看成质点)以初速度v0＝，从A点开始向右运动，并进入半圆形轨道，若小球恰好能到达半圆形轨道的最高点C，最终又落于水平轨道上的A处，重力加速度为g，求：
(1)小球落到水平轨道上的A点时速度的大小vA；
(2)水平轨道与小球间的动摩擦因数μ.
【答案】(1)　(2)0.25
[解析]　(1)mg＝m，得vC＝，从C到A由动能定理得：mg·2R＝mv－mv，得vA＝.
(2)AB的距离为xAB＝vCt＝×＝2R
从A出发回到A由动能定理得：－μmgxAB＝mv－mv，得μ＝0.25
17、（计算题）如图所示是一个横截面为半圆、半径为R的光滑柱面。一根不可伸长的细线两端分别系着物体A、B，且mA＝2mB，重力加速度为g。由图示位置从静止开始释放物体A，当物体B到达圆柱顶点时，求绳的张力对物体B所做的功。
【答案】mBgR
【解析】由于圆柱面是光滑的，故系统的机械能守恒。系统重力势能的减少量ΔEp减＝mAg－mBgR，
系统动能的增加量
ΔEk增＝(mA＋mB)v2，
由ΔEp减＝ΔEk增，得
mAg－mBgR＝(mA＋mB)v2，
又mA＝2mB，
联立以上两式得
v2＝(π－1)gR，
对物体B应用动能定理得，绳的张力对物体B做的功
W＝mBv2＋mBgR＝mBgR。