2019—2020人教版物理必修二第7章机械能守恒定律课后作业及答案
文档属性
| 名称 | 2019—2020人教版物理必修二第7章机械能守恒定律课后作业及答案 |
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| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 160.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-03-03 00:00:00 | ||
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文档简介
2019—2020人教版物理必修二第7章机械能守恒定律课后作业及答案
必修二第七章 机械能守恒定律
一、选择题
1、下列实例中,动能转化为势能的是( )
A. 竖直上抛的正在上升的小球
B. 上紧发条的玩具汽车汽车正在行驶
C. 从高处下落的石块
D. 从斜槽上滚下的小球
【答案】A
【解析】B、C、D中均为势能转化为动能．A中为重力势能转化为小球的动能．
2、两个互相垂直的力F1与F2作用在同一物体上，使物体运动，如图所示，物体通过一段位移，力F1对物体做功4 J，力F2对物体做功3 J，则力F1和F2的合力对物体做的功为( )
A．7 J B．5 J
C．3.5 J D．1 J
【参考答案】A
3、下列关于功和能的说法中,正确的是( )
A.能就是功,功就是能
B.做功越多,物体的能就越大
C.外力对物体不做功,这个物体就没有能
D.能量转化的多少可以用功来度量
解析:功是能量转化的量度,做了多少功,就有多少能量发生了转化。做功越多,即转化的能量就越多,但物体具有的能量并不一定大。同样,没有做功的物体,并不表明物体没有能量。从广义上说,任何物体都有能量。
【参考答案】D
4、如图所示为某汽车在平直公路上启动时发动机功率P随时间t变化的图象，P0为发动机的额定功率。已知在t2时刻汽车的速度已经达到最大vm，汽车受到的空气阻力与地面摩擦力之和随速度增大而增大。由此可得（ ）
A.?在0~t1时间内，汽车一定做匀加速度运动
B.?在t1~t2时间内，汽车一定做匀速运动
C.?在t2~t3时间内，汽车一定做匀速运动
D.?在t3时刻，汽车速度一定等于vm
【答案】CD
【解析】A、0-t1时间内汽车的功率均匀增加，但由阻力随着速度的增大而增大；故汽车在这一过程受到的力不可能为恒力，故不可能做匀加速直线运动，故A错误；
B、汽车t1（s）达到额定功率，根据，速度继续增大，牵引力减小，则加速度减小， t1-t2时间内汽车做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，即牵引力等于阻力，汽车速度达到最大，故B错误；
C、在t2-t3时间内，汽车已达到最大速度，且功率保持不变；故汽车一定做匀速运动；t3时刻，汽车速度一定等于vm，故CD正确。
5、（多选）有关重力势能的变化，下列说法中正确的是( )
A．物体受拉力和重力作用向上运动，拉力做功是1 J，但物体重力势能的增加量有可能不是1 J
B．从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或斜抛，落到地面上时，物体重力势能的变化是相同的
C．从同一高度落下的物体到达地面，考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能的减少量是相同的
D．物体运动中重力做功是－1 J，但物体重力势能不是1 J
【参考答案】ABC
6、如图所示，质量为m的物体静止于地面上，物体上表面固定一轻质弹簧，用手缓慢提升弹簧上端，使物体升高h，则人做的功应为( )
A．小于mgh B．等于mgh
C．大于mgh D．无法确定
解析：功是能量转化的量度，拉力做的功一部分转化为弹簧的弹性势能，一部分转化为物体的重力势能．由于克服重力做功mgh，故物体重力势能增加mgh，外力做功大于mgh，故C选项正确．
答案：C
7、如图所示为跳伞爱好者从高楼跳伞表演的情形,他们从楼顶跳下后,在距地面一定高度处打开伞包直到安全着陆,不计空气对跳伞者的阻力,则跳伞者( )
A.动能一直在增大 B.机械能一直减小
C.机械能先不变后减小 D.重力势能先增大后减小
解析:不计空气对跳伞者的阻力,则未打开伞包时机械能守恒,打开伞包之后受到空气阻力,机械能减小。
【参考答案】C
8、某同学在做利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时，拖着纸带的小车在橡皮筋的作用下由静止运动到木板底端不计小车受到的阻力，在此过程中打点计时器在纸带上打下的相邻点间的距离变化情况是( )．
A．始终是均匀的 B．先减小后增大
C．先增大后减小 D．先增大后均匀不变
【参考答案】D
9、某物体在竖直方向上的力F和重力作用下，由静止向上运动，物体动能随位移变化的图像如图所示，已知段F不为零，段F=0，则关于功率下列说法正确的是
A．段，重力的功率一直增大
B．段，F的功率可能先增大后减小1111]
C．段，合力的功率可能先增大后减小
D．段，合力的功率可能先增大后减小
10、在“验证机械能守恒定律”实验中,下列说法正确的是( D )
A.必须测量重物的质量
B.必须用秒表测出重锤下落的时间
C.把秒表测得的时间代入v=gt,计算重锤的速度
D.释放纸带前,手捏住纸带上端并使纸带处于竖直
解析:因实验需验证的关系式是mgh=mv2,m可约去,故可以不测重物的质量,A错误;打点计时器可以测量重锤下落的时间,不需要用秒表测量,故B错误;该实验是验证机械能守恒定律的实验,如果把重物看成自由落体运动,再运用自由落体的规律求解速度,那么就是用机械能守恒来验证机械能守恒定律,故C错误;释放纸带前,手捏住纸带上端并使纸带处于竖直,从而减小纸带与限位孔之间的摩擦,故D正确。
【参考答案】D
11、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．系统机械能不断减小 D．系统机械能保持不变
解析：从B到C，小球克服弹力做功，弹簧的弹性势能不断增加，A正确，B错误；对小球、弹簧组成的系统，只有重力和系统内弹力做功，系统机械能守恒，C错误，D正确．
答案：AD
12、（多选）关于能量转化的说法中正确的是
A．举重运动员把重物举起来,体内的一部分化学能转化为重力势能
B．电流通过电阻丝使电能转化为内能
C．内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程
D．做功的过程是能量转化的过程，做了10J功,就有10J能量发生转化
【参考答案】ABCD
二、非选择题
1、现有以下器材:打点计时器、重锤、纸带、铁架台、直尺、铅笔等，试设计一个实验，研究合外力的功与物体的速度的关系．要求:
(1)构思实验方案．
(2)说明探究功与速度关系的方法．
【参考答案】 (1)实验方案:
①让重锤牵动纸带做自由落体运动，重锤下落不同高度时，重力做的功也不相同，由此可以取得重力做的功的不同数值．
②由打点计时器打出的纸带可以求出物体下落不同高度时的瞬时速度．
③研究重力做的功与物体获得速度的关系．
(2)探究功和速度之间的关系:
①在坐标纸上规定适当的标度，建立W-v坐标系，描出一系列的点．
②用平滑的曲线连接各个点，得到一条曲线，研究规律．
③如果从曲线中很难发现功与速度的关系，可尝试取v2、v3或为横坐标，再描点连线进行研究．
2、如图所示，水平的传送带以速度v＝6 m/s顺时针运转，两传动轮MN之间的距离为l1＝10 m，若在M轮的正上方，将一质量为m＝3 kg的物体轻放在传送带上．已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.3，在物体由M处传送到N处的过程中，传送带对物体的摩擦力做了多少功(g取10 m/s2)?
解：物体放在M处时初速度为零，与传送带之间有相对滑动，物体在水平向右的滑动摩擦力Fμ作用下向右做匀加速运动，根据牛顿第二定律，物体运动的加速度为a＝＝μg＝3 m/s2.
设经过时间t后物体的速度增大到v＝6 m/s，此后物体与传送带速度相同，二者之间不再相对滑动，滑动摩擦力随之消失，则滑动摩擦力作用时间t＝＝2 s.
在2 s内物体水平向右运动的位移l＝at2＝6 m＜10 m.
滑动摩擦力对物体做的功
W＝Fμl＝μmgl＝54 J.
参考答案：54 J
3、（实验探究题）某同学做探究合力做的功和物体速度变化的关系的实验装置如图1所示，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行．用1条橡皮筋时对小车做的功记为W，当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．
（1）木板水平放置，小车在橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是：
A．橡皮筋仍处于伸长状态 B．橡皮筋恰好恢复原长
C．小车紧靠着打点计时器 D．小车已超过两个铁钉的连线
（2）如图2所示是某次操作正确的情况下，在频率为50Hz的电源下打点计时器记录的一条纸带，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的 （填“A～F”或“F～I”）部分进行测量，速度大小为 m/s．
（3）通过以上实验的正确操作和正确处理数据，应该得出合力做的功和物体速度变化的正确关系是 （用关系式表达）
【参考答案】考点：? 探究功与速度变化的关系． 专题：? 实验题．
分析：? （1）平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮条做功完毕，小车的速度最大，若不进行平衡摩擦力操作，则当橡皮筋的拉力等于摩擦力时，速度最大．（2）据小车的运动判断点的情况；（3）据动能定理判断即可．
解答：? 解：（1）平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮条做功完毕，小车的速度最大，若不进行平衡摩擦力操作，则当橡皮筋的拉力等于摩擦力时，速度最大，本题中木板水平放置，显然没有进行平衡摩擦力的操作，因此当小车的速度最大时，橡皮筋仍处于伸长状态，故ACD错误，B正确．故选：B
（2）纸带在橡皮条的作用下做加速运动，橡皮条做功完毕，则速度达到最大，此后做匀速运动，因此匀速时的速度即为该过程中的最大速度，故为了测量小车获得的速度，应选用纸带的点距均匀部分测量，即F～I；所以速度为：v=m/s=0.76m/s
（3）由动能定理可知，合外力做的功应等于物体动能的变化量，所以W与v2成正比，即W∝v2，
故答案为：（1）B；（2）F～I； 0.76；（3）W∝v2．
点评：? 本题关键是结合探究功与速度变化关系的实验原理进行分析，如本实验中，明确小车的运动情况，先加速，再匀速，橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速运动，故需要测量匀速阶段的速度．
必修二第七章 机械能守恒定律
一、选择题
1、下列实例中,动能转化为势能的是( )
A. 竖直上抛的正在上升的小球
B. 上紧发条的玩具汽车汽车正在行驶
C. 从高处下落的石块
D. 从斜槽上滚下的小球
【答案】A
【解析】B、C、D中均为势能转化为动能．A中为重力势能转化为小球的动能．
2、两个互相垂直的力F1与F2作用在同一物体上，使物体运动，如图所示，物体通过一段位移，力F1对物体做功4 J，力F2对物体做功3 J，则力F1和F2的合力对物体做的功为( )
A．7 J B．5 J
C．3.5 J D．1 J
【参考答案】A
3、下列关于功和能的说法中,正确的是( )
A.能就是功,功就是能
B.做功越多,物体的能就越大
C.外力对物体不做功,这个物体就没有能
D.能量转化的多少可以用功来度量
解析:功是能量转化的量度,做了多少功,就有多少能量发生了转化。做功越多,即转化的能量就越多,但物体具有的能量并不一定大。同样,没有做功的物体,并不表明物体没有能量。从广义上说,任何物体都有能量。
【参考答案】D
4、如图所示为某汽车在平直公路上启动时发动机功率P随时间t变化的图象，P0为发动机的额定功率。已知在t2时刻汽车的速度已经达到最大vm，汽车受到的空气阻力与地面摩擦力之和随速度增大而增大。由此可得（ ）
A.?在0~t1时间内，汽车一定做匀加速度运动
B.?在t1~t2时间内，汽车一定做匀速运动
C.?在t2~t3时间内，汽车一定做匀速运动
D.?在t3时刻，汽车速度一定等于vm
【答案】CD
【解析】A、0-t1时间内汽车的功率均匀增加，但由阻力随着速度的增大而增大；故汽车在这一过程受到的力不可能为恒力，故不可能做匀加速直线运动，故A错误；
B、汽车t1（s）达到额定功率，根据，速度继续增大，牵引力减小，则加速度减小， t1-t2时间内汽车做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，即牵引力等于阻力，汽车速度达到最大，故B错误；
C、在t2-t3时间内，汽车已达到最大速度，且功率保持不变；故汽车一定做匀速运动；t3时刻，汽车速度一定等于vm，故CD正确。
5、（多选）有关重力势能的变化，下列说法中正确的是( )
A．物体受拉力和重力作用向上运动，拉力做功是1 J，但物体重力势能的增加量有可能不是1 J
B．从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或斜抛，落到地面上时，物体重力势能的变化是相同的
C．从同一高度落下的物体到达地面，考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能的减少量是相同的
D．物体运动中重力做功是－1 J，但物体重力势能不是1 J
【参考答案】ABC
6、如图所示，质量为m的物体静止于地面上，物体上表面固定一轻质弹簧，用手缓慢提升弹簧上端，使物体升高h，则人做的功应为( )
A．小于mgh B．等于mgh
C．大于mgh D．无法确定
解析：功是能量转化的量度，拉力做的功一部分转化为弹簧的弹性势能，一部分转化为物体的重力势能．由于克服重力做功mgh，故物体重力势能增加mgh，外力做功大于mgh，故C选项正确．
答案：C
7、如图所示为跳伞爱好者从高楼跳伞表演的情形,他们从楼顶跳下后,在距地面一定高度处打开伞包直到安全着陆,不计空气对跳伞者的阻力,则跳伞者( )
A.动能一直在增大 B.机械能一直减小
C.机械能先不变后减小 D.重力势能先增大后减小
解析:不计空气对跳伞者的阻力,则未打开伞包时机械能守恒,打开伞包之后受到空气阻力,机械能减小。
【参考答案】C
8、某同学在做利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时，拖着纸带的小车在橡皮筋的作用下由静止运动到木板底端不计小车受到的阻力，在此过程中打点计时器在纸带上打下的相邻点间的距离变化情况是( )．
A．始终是均匀的 B．先减小后增大
C．先增大后减小 D．先增大后均匀不变
【参考答案】D
9、某物体在竖直方向上的力F和重力作用下，由静止向上运动，物体动能随位移变化的图像如图所示，已知段F不为零，段F=0，则关于功率下列说法正确的是
A．段，重力的功率一直增大
B．段，F的功率可能先增大后减小1111]
C．段，合力的功率可能先增大后减小
D．段，合力的功率可能先增大后减小
10、在“验证机械能守恒定律”实验中,下列说法正确的是( D )
A.必须测量重物的质量
B.必须用秒表测出重锤下落的时间
C.把秒表测得的时间代入v=gt,计算重锤的速度
D.释放纸带前,手捏住纸带上端并使纸带处于竖直
解析:因实验需验证的关系式是mgh=mv2,m可约去,故可以不测重物的质量,A错误;打点计时器可以测量重锤下落的时间,不需要用秒表测量,故B错误;该实验是验证机械能守恒定律的实验,如果把重物看成自由落体运动,再运用自由落体的规律求解速度,那么就是用机械能守恒来验证机械能守恒定律,故C错误;释放纸带前,手捏住纸带上端并使纸带处于竖直,从而减小纸带与限位孔之间的摩擦,故D正确。
【参考答案】D
11、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．系统机械能不断减小 D．系统机械能保持不变
解析：从B到C，小球克服弹力做功，弹簧的弹性势能不断增加，A正确，B错误；对小球、弹簧组成的系统，只有重力和系统内弹力做功，系统机械能守恒，C错误，D正确．
答案：AD
12、（多选）关于能量转化的说法中正确的是
A．举重运动员把重物举起来,体内的一部分化学能转化为重力势能
B．电流通过电阻丝使电能转化为内能
C．内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程
D．做功的过程是能量转化的过程，做了10J功,就有10J能量发生转化
【参考答案】ABCD
二、非选择题
1、现有以下器材:打点计时器、重锤、纸带、铁架台、直尺、铅笔等，试设计一个实验，研究合外力的功与物体的速度的关系．要求:
(1)构思实验方案．
(2)说明探究功与速度关系的方法．
【参考答案】 (1)实验方案:
①让重锤牵动纸带做自由落体运动，重锤下落不同高度时，重力做的功也不相同，由此可以取得重力做的功的不同数值．
②由打点计时器打出的纸带可以求出物体下落不同高度时的瞬时速度．
③研究重力做的功与物体获得速度的关系．
(2)探究功和速度之间的关系:
①在坐标纸上规定适当的标度，建立W-v坐标系，描出一系列的点．
②用平滑的曲线连接各个点，得到一条曲线，研究规律．
③如果从曲线中很难发现功与速度的关系，可尝试取v2、v3或为横坐标，再描点连线进行研究．
2、如图所示，水平的传送带以速度v＝6 m/s顺时针运转，两传动轮MN之间的距离为l1＝10 m，若在M轮的正上方，将一质量为m＝3 kg的物体轻放在传送带上．已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.3，在物体由M处传送到N处的过程中，传送带对物体的摩擦力做了多少功(g取10 m/s2)?
解：物体放在M处时初速度为零，与传送带之间有相对滑动，物体在水平向右的滑动摩擦力Fμ作用下向右做匀加速运动，根据牛顿第二定律，物体运动的加速度为a＝＝μg＝3 m/s2.
设经过时间t后物体的速度增大到v＝6 m/s，此后物体与传送带速度相同，二者之间不再相对滑动，滑动摩擦力随之消失，则滑动摩擦力作用时间t＝＝2 s.
在2 s内物体水平向右运动的位移l＝at2＝6 m＜10 m.
滑动摩擦力对物体做的功
W＝Fμl＝μmgl＝54 J.
参考答案：54 J
3、（实验探究题）某同学做探究合力做的功和物体速度变化的关系的实验装置如图1所示，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行．用1条橡皮筋时对小车做的功记为W，当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．
（1）木板水平放置，小车在橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是：
A．橡皮筋仍处于伸长状态 B．橡皮筋恰好恢复原长
C．小车紧靠着打点计时器 D．小车已超过两个铁钉的连线
（2）如图2所示是某次操作正确的情况下，在频率为50Hz的电源下打点计时器记录的一条纸带，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的 （填“A～F”或“F～I”）部分进行测量，速度大小为 m/s．
（3）通过以上实验的正确操作和正确处理数据，应该得出合力做的功和物体速度变化的正确关系是 （用关系式表达）
【参考答案】考点：? 探究功与速度变化的关系． 专题：? 实验题．
分析：? （1）平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮条做功完毕，小车的速度最大，若不进行平衡摩擦力操作，则当橡皮筋的拉力等于摩擦力时，速度最大．（2）据小车的运动判断点的情况；（3）据动能定理判断即可．
解答：? 解：（1）平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮条做功完毕，小车的速度最大，若不进行平衡摩擦力操作，则当橡皮筋的拉力等于摩擦力时，速度最大，本题中木板水平放置，显然没有进行平衡摩擦力的操作，因此当小车的速度最大时，橡皮筋仍处于伸长状态，故ACD错误，B正确．故选：B
（2）纸带在橡皮条的作用下做加速运动，橡皮条做功完毕，则速度达到最大，此后做匀速运动，因此匀速时的速度即为该过程中的最大速度，故为了测量小车获得的速度，应选用纸带的点距均匀部分测量，即F～I；所以速度为：v=m/s=0.76m/s
（3）由动能定理可知，合外力做的功应等于物体动能的变化量，所以W与v2成正比，即W∝v2，
故答案为：（1）B；（2）F～I； 0.76；（3）W∝v2．
点评：? 本题关键是结合探究功与速度变化关系的实验原理进行分析，如本实验中，明确小车的运动情况，先加速，再匀速，橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速运动，故需要测量匀速阶段的速度．