2020春人教物理必修（二）必修二第七章 机械能守恒定律练习含答案

2020春人教物理必修（二）必修二第七章
机械能守恒定律练习含答案
必修二第七章
机械能守恒定律
一、选择题
1、如图所示,水平粗糙地面上的物体被绕过光滑定滑轮的轻绳系着,现以大小恒定的拉力F拉绳的另一端,使物体从A点起由静止开始运动。若从A点运动至B点和从B点运动至C点的过程中拉力F做的功分别为W1,W2,图中AB=BC,且动摩擦因数处处相同,则在物体的运动过程中(　　)
A.摩擦力增大,W1>W2
B.摩擦力减小,W1C.摩擦力增大,W1D.摩擦力减小,W1>W2
2、体积相同的实心铜球和木球放在同一水平桌面上，铜球静止，木球在桌面上做匀速直线运动，则(　　)
A．铜球的动能小于木球的动能
B．铜球的重力势能小于木球的重力势能
C．铜球的机械能一定小于木球的机械能
D．铜球的机械能一定等于木球的机械能
3、有下列几种运动情况：
①用水平推力F推一质量为m的物体在光滑水平面上前进位移l；
②用水平推力F推一质量为2m的物体在粗糙水平面上前进位移l；
③用与水平方向成60°角斜向上的拉力F拉一质量为m的物体在光滑水平地面上前进位移2l；
④用与斜面平行的力F拉一质量为3m的物体在光滑斜面上前进位移l.
关于以上四种情况下力F做功的判断，正确的是(　　)
A．②情况做功最多　　
B．①情况做功最少
C．④情况做功最少
D．四种情况做功一样多
4、如图所示,质量为m的小球,从离桌面H高处由静止下落,桌面离地高度为h。若以桌面为参考平面,那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是(　　)
A.mgh,减少mg(H-h)
B.mgh,增加mg(H+h)
C.-mgh,增加mg(H-h)
D.-mgh,减少mg(H+h)
5、一辆质量为m的汽车,在平直的公路上行驶时的功率恒为P,受到的阻力也恒定不变,当汽车经过甲地时速度达到v1,仍在加速行驶,汽车经过乙地时速度达到v2,恰好变为匀速行驶,下列解题思路哪些是正确的(　　)
A.可根据s=求出甲、乙两地间的位移s
B.可根据t=求出汽车从甲地到乙地的时间t
C.可根据F2=和F2=f求出阻力f
D.可根据F1=和F1=ma1求出汽车在速度v1时的加速度a1
6、如图所示，一物体从A点出发，分别沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上抛出，运动后到达同一水平面上的B、C、D三点．关于重力的做功情况，下列说法正确的是(　　)
A．沿AB面滑下时，重力做功最多
B．沿AC面滑下时，重力做功最多
C．沿AD抛物线运动时，重力做功最多
D．三种情况下运动时，重力做的功相等
7、如图,在“探究弹性势能的表达式”活动中,为计算弹簧弹力所做的功,把拉伸弹簧的过程分为很多小段,拉力在每小段可以认为是恒力,用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功,物理学中把这种研究方法叫做“微元法”。下列几个实例中应用到这一思想方法的是(　　)
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用点来代替物体,即质点
B.一个物体受到几个力共同作用产生的效果与某一个力产生的效果相同,这个力叫做那几个力的合力
C.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看做匀速直线运动,然后把各小段的位移相加
D.在探究加速度与力、质量之间关系时,先保持质量不变探究加速度与力的关系,再保持力不变探究加速度与质量的关系
8、在下列几种运动中,机械能守恒的是(　　)
A.物体沿斜面匀速下滑
B.汽车在平直路面上加速行驶
C.物体在空中以8
m/s2的加速度下落
D.物体以8
m/s的初速度冲上光滑固定斜面
9、关于“探究功与速度变化的关系”实验，下列叙述正确的是(　　)
A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C．放小车的长木板应该尽量使其水平
D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
10、质量为M的汽车在平直的公路上行驶，发动机的输出功率P和汽车所受的阻力f都恒定不变，在时间t内，汽车的速度由V0增加到最大速度vm．汽车前进的距离为s，则在这段时间内发动机所做的功可用下列哪些式子计算（　　）
A．W=fs??
B．W=（v0+vm）ft
C．W=fvmt??
D．W=Mv﹣mv
11、快艇在运动中受到的阻力与速度平方成正比(即Ff=kv2)。若油箱中有20
L燃油,当快艇以10
m/s匀速行驶时,还能行驶40
km,假设快艇发动机的效率保持不变,则快艇以
20
m/s匀速行驶时,还能行驶(　　)
A.80
km
B.40
km
C.10
km
D.5
km
12、（双选）如图所示，小滑块从一个固定的光滑斜槽轨道顶端无初速开始下滑，用v、t和h分别表示小球沿轨道下滑的速率、时间和距轨道顶端的高度．如图所示的v?t图象和v2?h图象中可能正确的是(　　)
13、如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升．若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2，滑块经B、C两点时的动能分别为EKB、EKc，图中AB=BC，则一定有（
）
(A)Wl>W2
(B)W1(C)EKB>EKC
(D)EKB二、非选择题
用如图甲所示的装置来完成“探究功与速度变化的关系”实验,将细绳一端拴在小车上,跨过滑轮后,细绳另一端固定一小桶,在小桶内放入砝码,牵引小车运动,并把小桶和砝码所受的总重力当做小车受到的拉力,探究拉力对小车做的功与小车获得的速度的关系,则:
(1)下列说法正确的是　　　　。
A.本实验不需要平衡摩擦力,可以直接将长木板水平固定
B.实验时应先不挂小桶,适当抬高长木板的左端,平衡小车受到的摩擦力
C.实验时应先接通打点计时器的电源,再释放小车
D.实验时应先释放小车,再接通打点计时器的电源
(2)某次实验小桶和钩码的总质量为m,小车的质量为M,获得的纸带如图乙所示,图中1,2,3,4都为计数点,计数点2,3,4与点1间的距离分别为x1,x2,x3,相邻两计数点间的时间间隔为T。则:
①在打点计时器打“2”点时,小车运动的速度大小为　　　　;?
②在打点计时器打“2”点到打“3”点的过程中,外力对小车做的功为　　　　。
2、我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程,假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x=1.6×103
m时才能达到起飞所要求的速度v=80
m/s,已知飞机质量m=7.0×104
kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的,重力加速度取g=10
m/s2,求:
(1)飞机滑跑过程中加速度a的大小。
(2)飞机滑跑过程中牵引力的平均功率P。
3、如图所示，物体在光滑水平面匀速向左运动时具有的动能为100J，后来碰到一轻弹簧，当弹簧压缩到最短时弹簧的弹性势能为
J，在物体压缩弹簧的过程中，弹簧的弹力做了
J功。
2020春人教物理必修（二）必修二第七章
机械能守恒定律练习含答案
必修二第七章
机械能守恒定律
一、选择题
1、如图所示,水平粗糙地面上的物体被绕过光滑定滑轮的轻绳系着,现以大小恒定的拉力F拉绳的另一端,使物体从A点起由静止开始运动。若从A点运动至B点和从B点运动至C点的过程中拉力F做的功分别为W1,W2,图中AB=BC,且动摩擦因数处处相同,则在物体的运动过程中(　　)
A.摩擦力增大,W1>W2
B.摩擦力减小,W1C.摩擦力增大,W1D.摩擦力减小,W1>W2
解析:设系在物体上的细绳与水平方向间夹角为α,则物体对地面的压力FN=mg-Fsin
α,而物体所受的滑动摩擦力Ff=μFN,可见,随α的增大,Ff逐渐减小;因细绳拉力F的水平分力Fcos
α随α的增大而减小,由于AB=BC,故W1>W2,选项D正确。
【答案】D
2、体积相同的实心铜球和木球放在同一水平桌面上，铜球静止，木球在桌面上做匀速直线运动，则(　　)
A．铜球的动能小于木球的动能
B．铜球的重力势能小于木球的重力势能
C．铜球的机械能一定小于木球的机械能
D．铜球的机械能一定等于木球的机械能
【答案】A
【解析】铜球静止，没有动能，木球运动着，具有动能，铜球和木球都在水平桌面上，离地面的高度相同，但铜球的质量大于木球的质量，因此铜球的重力势能大于木球的重力势能．机械能等于物体的势能与动能之和，铜球的动能为零，但重力势能大；木球的动能大，但重力势能较小，由于不知它们的具体大小，所以无法比较铜球和木球机械能的大小．
3、有下列几种运动情况：
①用水平推力F推一质量为m的物体在光滑水平面上前进位移l；
②用水平推力F推一质量为2m的物体在粗糙水平面上前进位移l；
③用与水平方向成60°角斜向上的拉力F拉一质量为m的物体在光滑水平地面上前进位移2l；
④用与斜面平行的力F拉一质量为3m的物体在光滑斜面上前进位移l.
关于以上四种情况下力F做功的判断，正确的是(　　)
A．②情况做功最多　　
B．①情况做功最少
C．④情况做功最少
D．四种情况做功一样多
【答案】D
4、如图所示,质量为m的小球,从离桌面H高处由静止下落,桌面离地高度为h。若以桌面为参考平面,那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是(　　)
A.mgh,减少mg(H-h)
B.mgh,增加mg(H+h)
C.-mgh,增加mg(H-h)
D.-mgh,减少mg(H+h)
解析:以桌面为参考平面,落地时小球的重力势能为-mgh,即末状态的重力势能为-mgh,初状态的重力势能为mgH,重力势能的变化即为-mgh-mgH=-mg(H+h),重力势能减少了mg(H+h)。故选D。
【答案】D
5、一辆质量为m的汽车,在平直的公路上行驶时的功率恒为P,受到的阻力也恒定不变,当汽车经过甲地时速度达到v1,仍在加速行驶,汽车经过乙地时速度达到v2,恰好变为匀速行驶,下列解题思路哪些是正确的(　　)
A.可根据s=求出甲、乙两地间的位移s
B.可根据t=求出汽车从甲地到乙地的时间t
C.可根据F2=和F2=f求出阻力f
D.可根据F1=和F1=ma1求出汽车在速度v1时的加速度a1
解析:由于功率恒定,根据P=Fv得,汽车启动过程中的牵引力逐渐减小,汽车做加速度逐渐减小的变加速运动,有关匀变速直线运动的规律不再适用,故A,B错误;汽车经过乙地时速度达到v2,恰好变为匀速行驶,则有F2=f,又F2=,综合可求出阻力f,C正确;公式P=Fv中的“F”为牵引力,牛顿第二定律F=ma
中的“F”为合外力,均反映的是瞬时关系,应根据F1=
和F1-f=ma1求出汽车在速度v1时的加速度a1,故D错误。
【答案】C
6、如图所示，一物体从A点出发，分别沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上抛出，运动后到达同一水平面上的B、C、D三点．关于重力的做功情况，下列说法正确的是(　　)
A．沿AB面滑下时，重力做功最多
B．沿AC面滑下时，重力做功最多
C．沿AD抛物线运动时，重力做功最多
D．三种情况下运动时，重力做的功相等
【答案】D　[由于重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关．故D正确．]
7、如图,在“探究弹性势能的表达式”活动中,为计算弹簧弹力所做的功,把拉伸弹簧的过程分为很多小段,拉力在每小段可以认为是恒力,用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功,物理学中把这种研究方法叫做“微元法”。下列几个实例中应用到这一思想方法的是(　　)
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用点来代替物体,即质点
B.一个物体受到几个力共同作用产生的效果与某一个力产生的效果相同,这个力叫做那几个力的合力
C.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看做匀速直线运动,然后把各小段的位移相加
D.在探究加速度与力、质量之间关系时,先保持质量不变探究加速度与力的关系,再保持力不变探究加速度与质量的关系
解析:选项A是建立理想化模型法,选项B是等效替代法,选项D是控制变量法,只有选项C应用了微元法。
【答案】C
8、在下列几种运动中,机械能守恒的是(　　)
A.物体沿斜面匀速下滑
B.汽车在平直路面上加速行驶
C.物体在空中以8
m/s2的加速度下落
D.物体以8
m/s的初速度冲上光滑固定斜面
解析:机械能守恒的条件是系统内只有重力或弹力做功。选项A中除重力外,有阻力做功,机械能不守恒;汽车在平直路面上加速行驶,汽车的牵引力对汽车做功,所以汽车的机械能不守恒,选项B错误;物体以8
m/s2的加速度下落,说明物体受重力和空气阻力的作用,阻力做负功,所以机械能不守恒,选项C错误;选项D中只有重力做功,机械能守恒。
【答案】D
9、关于“探究功与速度变化的关系”实验，下列叙述正确的是(　　)
A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C．放小车的长木板应该尽量使其水平
D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
【答案】D
10、质量为M的汽车在平直的公路上行驶，发动机的输出功率P和汽车所受的阻力f都恒定不变，在时间t内，汽车的速度由V0增加到最大速度vm．汽车前进的距离为s，则在这段时间内发动机所做的功可用下列哪些式子计算（　　）
A．W=fs??
B．W=（v0+vm）ft
C．W=fvmt??
D．W=Mv﹣mv
【答案】解：A、牵引力所做的功W=Fs，而本题中汽车做加速运动，牵引力并不等于摩擦力，故功不能等于fs，故A错误；B、C、因汽车的功率恒定，故W=Pt，P=fVm，故W=fvmt，故C正确，而B错误的原因是因为速度等于v0时功率不等于fv0；
故不能用两时刻的功率平均值来求功，故B错误；D、由动能定理可求得功，而动能的变化量等于合外力的功，故D式中的W应为发动机的功减去摩擦力的功；故D错误；故选C．
11、快艇在运动中受到的阻力与速度平方成正比(即Ff=kv2)。若油箱中有20
L燃油,当快艇以10
m/s匀速行驶时,还能行驶40
km,假设快艇发动机的效率保持不变,则快艇以
20
m/s匀速行驶时,还能行驶(　　)
A.80
km
B.40
km
C.10
km
D.5
km
解析:发动机的功率P=Ffv=kv3,以10
m/s匀速行驶40
km的时间t1==
4
000
s,总功一定,由于发动机的效率不变,发动机输出的有用功相等即kt1=kt2,得t2=500
s,x2=v2t2=10
000
m=10
km。
【答案】C
12、（双选）如图所示，小滑块从一个固定的光滑斜槽轨道顶端无初速开始下滑，用v、t和h分别表示小球沿轨道下滑的速率、时间和距轨道顶端的高度．如图所示的v?t图象和v2?h图象中可能正确的是(　　)
解析：小滑块下滑过程中，小滑块的重力沿斜轨道切向的分力逐渐变小，故小滑块的加速度逐渐变小，故A错误，B正确；由机械能守恒得：mgh＝mv2，故v2＝2gh，所以v2与h成正比，C错误，D正确．
【答案】BD
13、如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升．若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2，滑块经B、C两点时的动能分别为EKB、EKc，图中AB=BC，则一定有（
）
(A)Wl>W2
(B)W1(C)EKB>EKC
(D)EKB【答案】A
二、非选择题
用如图甲所示的装置来完成“探究功与速度变化的关系”实验,将细绳一端拴在小车上,跨过滑轮后,细绳另一端固定一小桶,在小桶内放入砝码,牵引小车运动,并把小桶和砝码所受的总重力当做小车受到的拉力,探究拉力对小车做的功与小车获得的速度的关系,则:
(1)下列说法正确的是　　　　。
A.本实验不需要平衡摩擦力,可以直接将长木板水平固定
B.实验时应先不挂小桶,适当抬高长木板的左端,平衡小车受到的摩擦力
C.实验时应先接通打点计时器的电源,再释放小车
D.实验时应先释放小车,再接通打点计时器的电源
(2)某次实验小桶和钩码的总质量为m,小车的质量为M,获得的纸带如图乙所示,图中1,2,3,4都为计数点,计数点2,3,4与点1间的距离分别为x1,x2,x3,相邻两计数点间的时间间隔为T。则:
①在打点计时器打“2”点时,小车运动的速度大小为　　　　;?
②在打点计时器打“2”点到打“3”点的过程中,外力对小车做的功为　　　　。
答案:(1)BC　(2)①　②mg(x2-x1)　
2、我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程,假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x=1.6×103
m时才能达到起飞所要求的速度v=80
m/s,已知飞机质量m=7.0×104
kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的,重力加速度取g=10
m/s2,求:
(1)飞机滑跑过程中加速度a的大小。
(2)飞机滑跑过程中牵引力的平均功率P。
解析:(1)飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动,有v2=2ax,
代入数据解得a=2
m/s2。
(2)设飞机滑跑受到的阻力为F阻,根据题意有
F阻=mg,
设发动机的牵引力为F,根据牛顿第二定律有
F-F阻=ma
设飞机滑跑过程中的平均速度为,有=
在滑跑阶段,牵引力的平均功率P=F
联立解得P=8.4×106
W。
答案:(1)2
m/s2　(2)8.4×106
W
3、如图所示，物体在光滑水平面匀速向左运动时具有的动能为100J，后来碰到一轻弹簧，当弹簧压缩到最短时弹簧的弹性势能为
J，在物体压缩弹簧的过程中，弹簧的弹力做了
J功。
【答案】100
、100
v
v