人教版（2019）必修第二册第八章 机械能守恒定律 课后选练（含答案）

2022—2023学年高一下学期物理人教版2019必修第二册第八章 机械能守恒定律 课后选练含答案
一、选择题。
1、沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，下列说法正确的是(　　)
A.沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多
B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多
C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多
D.不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同，物体增加的重力势能也相同
2、如图所示，在同一水平方向恒力F的作用下，一物体分别沿着粗糙水平面和光滑水平面从静止开始运动相同位移x，物体沿着粗糙水平地面运动位移x过程中，力F做的功和做功的平均功率分别为W1、P1.物体沿着光滑水平地面运动位移x过程中，力F做的功和做功的平均功率分别为W2、P2.则(　　)
A．W1>W2、P1>P2 B．W1＝W2、P1C．W1P2
3、(多选)关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是(　　)
A．弹簧的弹性势能跟拉伸(或压缩)的长度有关
B．弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关
C．同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大
D．弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关
4、质量一定的物体(　　)
A.速度发生变化时其动能一定变化
B.速度发生变化时其动能不一定变化
C.速度变化时其动能一定不变
D.动能不变时其速度一定不变
5、关于机械能，以下说法正确的是(　　)
A．质量大的物体，重力势能一定大
B．速度大的物体，动能一定大
C．做平抛运动的物体机械能时刻在变化
D．质量和速率都相同的物体，动能一定相同
6、物体在恒定阻力作用下，以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止。以a、Ek、x和t分别表示物体运动的加速度大小、动能、位移的大小和运动的时间。则以下各图像中，能正确反映这一过程的是(　　)
7、质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶．已知发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车能够达到的最大速度为vm.保持发动机的功率不变，则当汽车的速度为时，其瞬时加速度的大小为(　　)
A. B. C. D.
8、一个100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高处，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g取10 m/s2)(　　)
A．重力做功为1.8 J
B．重力做了0.55 J的负功
C．物体的重力势能一定减少0.55 J
D．物体的重力势能一定增加1.25 J
9、一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v(方向与原来相反)，在整段时间内，水平力所做的功为(　　)
A.mv2 B.－mv2 C.mv2 D.－mv2
10、（双选）下列选项中物体m机械能守恒的是(均不计空气阻力)(　　)
11、从空中以40 m/s的初速度平抛一重为10 N的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为(　　)
A．300 W B．400 W C．500 W D．700 W
12、一棵树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上A处先落到地面C最后滚入沟底D.A、B、C、D、E水平面之间竖直距离如图所示．以地面C为零势能面，g取10 m/s2，则该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是(　　)
A．15.6 J和9 J B．9 J和－9 J
C．15.6 J和－9 J D．15.6 J和－15.6 J
13、如图所示，在短道速滑运动中，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲，甲获得更大的速度向前冲出。不计冰面阻力，则在乙推甲的过程中(　　)
A.甲对乙做正功，甲的动能增大 B.甲对乙做正功，乙的动能增大
C.乙对甲做正功，甲的动能增大 D.乙对甲做正功，乙的动能增大
*14、如图所示，某人骑自行车下坡，坡长l＝500 m，坡高h＝8 m，人和车总质量为100 kg，下坡时初速度为4 m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10 m/s，g取
10 m/s2，则下坡过程中阻力所做的功为(　　)
A.－4 000 J B.－3 800 J C.－5 000 J D.－4 200 J
15、（双选）如图所示，弹簧固定在地面上，一小球从它的正上方A处自由下落，到达B处开始与弹簧接触，到达C处速度为0，不计空气阻力，则在小球从B到C的过程中(　　)
A．弹簧的弹性势能不断增大
B．弹簧的弹性势能不断减小
C．小球和弹簧组成的系统机械能不断减小
D．小球和弹簧组成的系统机械能保持不变
二、非选择题。
16、利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律：质量m＝0.20 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点。如图乙所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)。已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，当地的重力加速度g＝10 m/s2。(计算结果均取3位有效数字)
(1)下列实验操作步骤中错误的是(　　)
A.把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源上
B.将连有重物的纸带穿过限位孔，将纸带和重物提升到一定高度
C.先释放纸带，再接通电源
D.更换纸带，重复实验，根据记录处理数据
(2)根据图乙所得的数据，应取图中O点和________点来验证机械能守恒定律，那么打下该点时重物的瞬时速度大小为________ m/s。
(3)从O点到所取点，重物重力势能减少量ΔEp＝________ J，动能增加量ΔEp________ J，从而验证了在误差允许范围内机械能守恒。
甲　　　　　　　　　　　乙
17、某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律，频闪仪每隔0.05 s闪光一次，如图所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表。(当地重力加速度取9.8 m/s2，小球质量m＝0.2 kg，结果保留3位有效数字)
时刻 t2 t3 t4 t5
速度/(m·s－1) 4.99 4.48 3.98
(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度：
v5＝________m/s；
(2)从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp＝________ J，动能减少量ΔEk＝________J；
(3)在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，即可验证了机械能守恒定律。由上述计算得ΔEp______Ek(选填“>”“<”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是_______________________________________________________________。
18、质量为3 kg的物体放在高4 m的平台上，g取10 m/s2.求：
(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？
(2)物体相对于地面的重力势能是多少？
(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？
19、如图所示，一质量为2 kg的铅球从离地面2 m高处自由下落，陷入沙坑2 cm深处，求沙子对铅球的平均阻力大小。(g取10 m/s2)
20、如图所示为一跳台的示意图．假设运动员从雪道的最高点A由静止开始滑下，不借助其他器械，沿光滑雪道到达跳台的B点时速度多大？当他落到离B点竖直高度为10 m的雪地C点时，速度又是多大？(设这一过程中运动员没有做其他动作，忽略摩擦和空气阻力，g取10 m/s2)
2022—2023学年高一下学期物理人教版2019必修第二册第八章 机械能守恒定律 课后选练含答案
一、选择题。
1、沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，下列说法正确的是(　　)
A.沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多
B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多
C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多
D.不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同，物体增加的重力势能也相同
【答案】D
2、如图所示，在同一水平方向恒力F的作用下，一物体分别沿着粗糙水平面和光滑水平面从静止开始运动相同位移x，物体沿着粗糙水平地面运动位移x过程中，力F做的功和做功的平均功率分别为W1、P1.物体沿着光滑水平地面运动位移x过程中，力F做的功和做功的平均功率分别为W2、P2.则(　　)
A．W1>W2、P1>P2 B．W1＝W2、P1C．W1P2
【答案】B
3、(多选)关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是(　　)
A．弹簧的弹性势能跟拉伸(或压缩)的长度有关
B．弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关
C．同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大
D．弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关
【答案】ABC　
4、质量一定的物体(　　)
A.速度发生变化时其动能一定变化
B.速度发生变化时其动能不一定变化
C.速度变化时其动能一定不变
D.动能不变时其速度一定不变
【答案】B
5、关于机械能，以下说法正确的是(　　)
A．质量大的物体，重力势能一定大
B．速度大的物体，动能一定大
C．做平抛运动的物体机械能时刻在变化
D．质量和速率都相同的物体，动能一定相同
【答案】D
6、物体在恒定阻力作用下，以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止。以a、Ek、x和t分别表示物体运动的加速度大小、动能、位移的大小和运动的时间。则以下各图像中，能正确反映这一过程的是(　　)
【答案】C　
7、质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶．已知发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车能够达到的最大速度为vm.保持发动机的功率不变，则当汽车的速度为时，其瞬时加速度的大小为(　　)
A. B. C. D.
【答案】B
8、一个100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高处，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g取10 m/s2)(　　)
A．重力做功为1.8 J
B．重力做了0.55 J的负功
C．物体的重力势能一定减少0.55 J
D．物体的重力势能一定增加1.25 J
【答案】C　
9、一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v(方向与原来相反)，在整段时间内，水平力所做的功为(　　)
A.mv2 B.－mv2 C.mv2 D.－mv2
【答案】A
10、（双选）下列选项中物体m机械能守恒的是(均不计空气阻力)(　　)
【答案】CD　
11、从空中以40 m/s的初速度平抛一重为10 N的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为(　　)
A．300 W B．400 W C．500 W D．700 W
【答案】A
12、一棵树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上A处先落到地面C最后滚入沟底D.A、B、C、D、E水平面之间竖直距离如图所示．以地面C为零势能面，g取10 m/s2，则该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是(　　)
A．15.6 J和9 J B．9 J和－9 J
C．15.6 J和－9 J D．15.6 J和－15.6 J
【答案】C　
13、如图所示，在短道速滑运动中，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲，甲获得更大的速度向前冲出。不计冰面阻力，则在乙推甲的过程中(　　)
A.甲对乙做正功，甲的动能增大 B.甲对乙做正功，乙的动能增大
C.乙对甲做正功，甲的动能增大 D.乙对甲做正功，乙的动能增大
【答案】C
*14、如图所示，某人骑自行车下坡，坡长l＝500 m，坡高h＝8 m，人和车总质量为100 kg，下坡时初速度为4 m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10 m/s，g取
10 m/s2，则下坡过程中阻力所做的功为(　　)
A.－4 000 J B.－3 800 J C.－5 000 J D.－4 200 J
【答案】B
15、（双选）如图所示，弹簧固定在地面上，一小球从它的正上方A处自由下落，到达B处开始与弹簧接触，到达C处速度为0，不计空气阻力，则在小球从B到C的过程中(　　)
A．弹簧的弹性势能不断增大
B．弹簧的弹性势能不断减小
C．小球和弹簧组成的系统机械能不断减小
D．小球和弹簧组成的系统机械能保持不变
【答案】AD　
二、非选择题。
16、利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律：质量m＝0.20 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点。如图乙所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)。已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，当地的重力加速度g＝10 m/s2。(计算结果均取3位有效数字)
(1)下列实验操作步骤中错误的是(　　)
A.把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源上
B.将连有重物的纸带穿过限位孔，将纸带和重物提升到一定高度
C.先释放纸带，再接通电源
D.更换纸带，重复实验，根据记录处理数据
(2)根据图乙所得的数据，应取图中O点和________点来验证机械能守恒定律，那么打下该点时重物的瞬时速度大小为________ m/s。
(3)从O点到所取点，重物重力势能减少量ΔEp＝________ J，动能增加量ΔEp________ J，从而验证了在误差允许范围内机械能守恒。
甲　　　　　　　　　　　乙
【答案】(1)C　 (2)B　1.92　 (3)0.384　0.369
17、某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律，频闪仪每隔0.05 s闪光一次，如图所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表。(当地重力加速度取9.8 m/s2，小球质量m＝0.2 kg，结果保留3位有效数字)
时刻 t2 t3 t4 t5
速度/(m·s－1) 4.99 4.48 3.98
(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5＝________m/s；
(2)从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp＝________ J，动能减少量ΔEk＝________J；
(3)在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，即可验证了机械能守恒定律。由上述计算得ΔEp______Ek(选填“>”“<”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是_______________________________________________________________。
【答案】(1)3.48　 (2)1.24　1.28　 (3)<　存在空气阻力
18、质量为3 kg的物体放在高4 m的平台上，g取10 m/s2.求：
(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？
(2)物体相对于地面的重力势能是多少？
(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？
【答案】(1)0　 (2)120 J　 (3)－120 J　120 J
【解析】解法一：(1)相对于平台表面h＝0.
Ep＝mgh＝0.
(2)相对于地面，物体重力势能为Ep＝mgh＝3×10×4 J＝120 J.
(3)物体从平台表面下落到地面上，以平台为参考面，有Ep1＝0.
Ep2＝mgh＝3×10×(－4) J＝－120 J
△Ep＝Ep2－Ep1＝－120 J
重力势能减少了120 J，重力做的功为
WG＝mgh＝120 J
或WG＝Ep1－Ep2＝0－(－120) J＝120 J.
解法二：(1)、(2)两问同上．
在第(3)问中，若取地面为零势能面．
则：Ep1＝mgh＝3×10×4 J＝120 J，Ep2＝0
ΔEp＝Ep2－Ep1＝0－120 J＝－120 J
WG＝Ep1－Ep2＝120 J。
19、如图所示，一质量为2 kg的铅球从离地面2 m高处自由下落，陷入沙坑2 cm深处，求沙子对铅球的平均阻力大小。(g取10 m/s2)
【答案】2 020 N
【解法一】应用牛顿第二定律与运动学公式求解。
设铅球做自由落体运动到沙面时的速度为v，则有
v2＝2gH。
在沙坑中的运动阶段，设铅球做匀减速运动的加速度大小为a，则有v2＝2ah。
联立以上两式解得a＝g。
设铅球在沙坑中运动时受到的平均阻力大小为Ff，由牛顿第二定律得Ff－mg＝ma，所以Ff＝mg＋ma＝·mg＝×2×10 N＝2 020 N。
【解法二】应用动能定理分段求解。
设铅球自由下落到沙面时的速度为v，由动能定理得mgH＝mv2－0，设铅球在沙中受到的平均阻力大小为Ff，由动能定理得mgh－Ffh＝0－mv2，联立以上两式得Ff＝mg＝2 020 N。
【解法三】应用动能定理全程求解。
铅球下落全过程都受重力，只有进入沙中铅球才受阻力Ff，重力做功WG＝mg(H＋h)，阻力做功Wf＝－Ffh。由动能定理得mg(H＋h)－Ffh＝0－0，代入数据得Ff＝2 020 N。
20、如图所示为一跳台的示意图．假设运动员从雪道的最高点A由静止开始滑下，不借助其他器械，沿光滑雪道到达跳台的B点时速度多大？当他落到离B点竖直高度为10 m的雪地C点时，速度又是多大？(设这一过程中运动员没有做其他动作，忽略摩擦和空气阻力，g取10 m/s2)
【答案】8.9 m/s　16.7 m/s
【解析】运动员在滑雪过程中只有重力做功，故运动员在滑雪过程中机械能守恒．取B点所在水平面为参考平面．由题意知A点到B点的高度差h1＝4 m，B点到C点的高度差h2＝10 m，从A点到B点的过程由机械能守恒定律得：
mv＝mgh1
故vB＝＝4 m/s≈8.9 m/s.
从B点到C点的过程由机械能守恒定律得
mv＝－mgh2＋mv
故vC＝＝2 m/s≈16.7 m/s。