春人教物理新教材必修機(jī)械能守恒定律習(xí)題及答案

2020春人教物理新教材必修第二冊第8章機(jī)械能守恒定律習(xí)題及答案*新教材必修第二冊第8章機(jī)械能守恒定律*1、(雙選)如圖所示，某商場的電動(dòng)扶梯坡面與水平面成θ角，質(zhì)量為m的人站在電梯上，并始終隨電梯一起從靜止開始勻加速上升，達(dá)到規(guī)定的速度后勻速上升，最后勻減速上升直到停止。若用G表示人受到的重力，用FN表示人受到的支持力，用Ff表示人受到的摩擦力，則下列說法中正確的是()A.上升過程中，F(xiàn)f一直做負(fù)功B.上升過程中，G一直做負(fù)功C.上升過程中，F(xiàn)N一直做正功D.上升過程中，F(xiàn)f一直做正功2、(雙選)如圖所示是汽車牽引力F和車速倒數(shù)eq\f(1,v)的關(guān)系圖象，若汽車質(zhì)量為2×103kg，由靜止開始沿平直公路行駛，阻力恒定，最大車速為30m/s，則以下說法正確的是()A．汽車的額定功率為6×104WB．汽車運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力為6×103NC．汽車先做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后再做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是5s3、如圖所示，在水平地面上平鋪著n塊磚，每塊磚的質(zhì)量為m，厚度為h.如果工人將磚一塊一塊地疊放起來，那么工人至少做功()A．n(n－1)mgh \f(1,2)n(n－1)mghC．n(n＋1)mgh \f(1,2)n(n＋1)mgh4、從地面豎直向上拋出一只小球，小球運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后落回地面．忽略空氣阻力，該過程中小球的動(dòng)能Ek與時(shí)間t的關(guān)系圖象是()ABCD5、如圖所示，光滑的曲面與光滑的水平面平滑相連，一輕彈簧右端固定，質(zhì)量為m的小球從高度h處由靜止下滑，則()A．小球與彈簧剛接觸時(shí)，速度大小為eq\r(2gh)B．小球與彈簧接觸的過程中，小球機(jī)械能守恒C．小球壓縮彈簧至最短時(shí)，彈簧的彈性勢能為eq\f(1,2)mghD．小球在壓縮彈簧的過程中，小球的加速度保持不變6、在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)重物減少的重力勢能總是略大于重物增加的動(dòng)能，造成這種現(xiàn)象的原因是()A.選用的重物質(zhì)量過大B.選用的重物質(zhì)量過小C.空氣對(duì)重物的阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力D.實(shí)驗(yàn)時(shí)操作不規(guī)范，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量不準(zhǔn)確7、關(guān)于功率公式P＝eq\f(W,t)和P＝Fv的說法正確的是()A．由P＝eq\f(W,t)可知，只要知道W和t就可求出任意時(shí)刻的功率B．由P＝Fv只能求某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率C．從P＝Fv知汽車的功率和它的速度成正比D．從P＝Fv知，當(dāng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，牽引力與速度成反比8、如圖所示，某物塊分別沿三條不同的軌道由離地面高h(yuǎn)的A點(diǎn)滑到同一水平面上，軌道1、2是光滑的，軌道3是粗糙的，則()A．沿軌道1滑下重力做的功多B．沿軌道2滑下重力做的功多C．沿軌道3滑下重力做的功多D．沿三條軌道滑下重力做的功一樣多9、將距離沙坑表面上方1m高處質(zhì)量為kg的小球由靜止釋放，測得小球落入沙坑靜止時(shí)距離沙坑表面的深度為10cm.若忽略空氣阻力，g取10m/s2，則小球克服沙坑的阻力所做的功為()A．J B．2JC．J D．4J10、從地面豎直上拋兩個(gè)質(zhì)量不同的小球，設(shè)它們的初動(dòng)能相同，當(dāng)上升到同一高度時(shí)(不計(jì)空氣阻力，選拋出點(diǎn)為參考面)，則()A．所具有的重力勢能相等B．所具有的動(dòng)能相等C．所具有的機(jī)械能不等D．所具有的機(jī)械能相等11、如圖所示，拖著舊橡膠輪胎跑是身體耐力訓(xùn)練的一種有效方法。如果某受訓(xùn)者拖著輪胎在水平直道上跑了100m，在此過程中(1)輪胎受幾個(gè)力的作用？(2)輪胎所受力是否對(duì)輪胎做功？如果做功，做正功還是負(fù)功？12、粗糙的1/4圓弧的半徑為m，有一質(zhì)量為kg的物體自最高點(diǎn)A從靜止開始下滑到圓弧最低點(diǎn)B.然后沿水平面前進(jìn)m到達(dá)C點(diǎn)停止.設(shè)物體與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(取g＝10m/s2)，求：(1)物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小；(2)物體在圓弧軌道上克服摩擦力所做的功．13、(1)在利用重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，有關(guān)重錘的質(zhì)量，下列說法正確的是()A.應(yīng)選用質(zhì)量較大的重錘，使重錘和紙帶所受的重力遠(yuǎn)大于它們所受的阻力B.應(yīng)選用質(zhì)量較小的重錘，使重錘的慣性小一些，下落時(shí)更接近于自由落體運(yùn)動(dòng)C.不需要稱量重錘的質(zhì)量D.必須稱量重錘的質(zhì)量(2)在該實(shí)驗(yàn)中，選定了一條較為理想的紙帶，如圖所示，“0”為起始點(diǎn)，以后紙帶上所打的各點(diǎn)依次記為1、2、3…，測得的x1、x2、x3…是重錘從開始運(yùn)動(dòng)到各時(shí)刻的位移。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，重錘質(zhì)量為m，重力加速度為g，則當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)“4”時(shí)，重錘動(dòng)能的表達(dá)式為________；從“0”點(diǎn)到“4”點(diǎn)的過程中重錘重力勢能的減少量表達(dá)式為______________。2020春人教物理新教材必修第二冊第8章機(jī)械能守恒定律習(xí)題及答案*新教材必修第二冊第8章機(jī)械能守恒定律*1、(雙選)如圖所示，某商場的電動(dòng)扶梯坡面與水平面成θ角，質(zhì)量為m的人站在電梯上，并始終隨電梯一起從靜止開始勻加速上升，達(dá)到規(guī)定的速度后勻速上升，最后勻減速上升直到停止。若用G表示人受到的重力，用FN表示人受到的支持力，用Ff表示人受到的摩擦力，則下列說法中正確的是()A.上升過程中，F(xiàn)f一直做負(fù)功B.上升過程中，G一直做負(fù)功C.上升過程中，F(xiàn)N一直做正功D.上升過程中，F(xiàn)f一直做正功解題關(guān)鍵：受力分析，確定力與物體位移的夾角大小。解析選項(xiàng)過程分析結(jié)論A向上加速時(shí)摩擦力水平向右，與位移夾角始終為銳角，此時(shí)摩擦力做正功×B因?yàn)槿说母叨壬?，故重力一直做?fù)功√C上升過程中支持力豎直向上，與位移的夾角始終為銳角，故支持力一直做正功√D減速上升過程中，人受到的摩擦力水平向左，與位移夾角為鈍角，故摩擦力做負(fù)功×答案BC2、(雙選)如圖所示是汽車牽引力F和車速倒數(shù)eq\f(1,v)的關(guān)系圖象，若汽車質(zhì)量為2×103kg，由靜止開始沿平直公路行駛，阻力恒定，最大車速為30m/s，則以下說法正確的是()A．汽車的額定功率為6×104WB．汽車運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力為6×103NC．汽車先做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后再做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是5s【答案】AD[由圖象可知，汽車先做牽引力恒定的勻加速運(yùn)動(dòng)，再做額定功率恒定的變加速運(yùn)動(dòng)，P額＝F·v＝2×103×30W＝6×104W，A正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)汽車速度最大時(shí)牽引力F＝f＝2×103N，B錯(cuò)誤；汽車勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a＝eq\f(F－f,m)＝2m/s2，汽車剛達(dá)到額定功率時(shí)的速度v＝eq\f(P額,F)＝10m/s，所以汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝eq\f(v,a)＝5s，D正確．]3、如圖所示，在水平地面上平鋪著n塊磚，每塊磚的質(zhì)量為m，厚度為h.如果工人將磚一塊一塊地疊放起來，那么工人至少做功()A．n(n－1)mgh \f(1,2)n(n－1)mghC．n(n＋1)mgh \f(1,2)n(n＋1)mgh【答案】B[把n塊磚看成一個(gè)整體，其總質(zhì)量是M＝nm，以地面為零勢能面，n塊磚都平放在地上時(shí)，其重心都在eq\f(h,2)高處，所以n塊磚的初始重力勢能為E1＝eq\f(nmgh,2).當(dāng)n塊磚疊放在一起時(shí)，其總高度為H＝nh，其總的重心位置在eq\f(H,2)＝eq\f(nh,2)處，所以末態(tài)重力勢能為E2＝nmgeq\f(H,2)＝eq\f(n2mgh,2)，人做的功至少等于重力勢能的增量，即W＝ΔEp＝E2－E1＝eq\f(nn－1mgh,2).]4、從地面豎直向上拋出一只小球，小球運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后落回地面．忽略空氣阻力，該過程中小球的動(dòng)能Ek與時(shí)間t的關(guān)系圖象是()ABCD【答案】A[小球做豎直上拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度v＝v0－gt，根據(jù)動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2得Ek＝eq\f(1,2)m(v0－gt)2，故圖象A正確．]5、如圖所示，光滑的曲面與光滑的水平面平滑相連，一輕彈簧右端固定，質(zhì)量為m的小球從高度h處由靜止下滑，則()A．小球與彈簧剛接觸時(shí)，速度大小為eq\r(2gh)B．小球與彈簧接觸的過程中，小球機(jī)械能守恒C．小球壓縮彈簧至最短時(shí)，彈簧的彈性勢能為eq\f(1,2)mghD．小球在壓縮彈簧的過程中，小球的加速度保持不變【答案】A[小球在曲面上下滑過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mgh＝eq\f(1,2)mv2，得v＝eq\r(2gh)，即小球與彈簧剛接觸時(shí)，速度大小為eq\r(2gh)，故A正確．小球與彈簧接觸的過程中，彈簧的彈力對(duì)小球做負(fù)功，則小球機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤．對(duì)整個(gè)過程，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒可知，小球壓縮彈簧至最短時(shí)，彈簧的彈性勢能為mgh，故C錯(cuò)誤．小球在壓縮彈簧的過程中，彈簧彈力增大，則小球的加速度增大，故D錯(cuò)誤．]6、在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)重物減少的重力勢能總是略大于重物增加的動(dòng)能，造成這種現(xiàn)象的原因是()A.選用的重物質(zhì)量過大B.選用的重物質(zhì)量過小C.空氣對(duì)重物的阻力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力D.實(shí)驗(yàn)時(shí)操作不規(guī)范，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量不準(zhǔn)確【解析】造成題中所述誤差的主要原因是來自于各方面的阻力，選項(xiàng)C正確?！敬鸢浮緾7、關(guān)于功率公式P＝eq\f(W,t)和P＝Fv的說法正確的是()A．由P＝eq\f(W,t)可知，只要知道W和t就可求出任意時(shí)刻的功率B．由P＝Fv只能求某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率C．從P＝Fv知汽車的功率和它的速度成正比D．從P＝Fv知，當(dāng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，牽引力與速度成反比【解析】公式P＝eq\f(W,t)所計(jì)算的應(yīng)是時(shí)間t內(nèi)的平均功率，而公式P＝Fv涉及三個(gè)物理量之間的關(guān)系，因此必須在一個(gè)物理量是確定不變的數(shù)值時(shí)，才能判斷另外兩個(gè)物理量之間的關(guān)系．【答案】D8、如圖所示，某物塊分別沿三條不同的軌道由離地面高h(yuǎn)的A點(diǎn)滑到同一水平面上，軌道1、2是光滑的，軌道3是粗糙的，則()A．沿軌道1滑下重力做的功多B．沿軌道2滑下重力做的功多C．沿軌道3滑下重力做的功多D．沿三條軌道滑下重力做的功一樣多【答案】D[重力做功的多少只與初、末位置的高度差有關(guān)，與路徑無關(guān)，D選項(xiàng)正確．]9、將距離沙坑表面上方1m高處質(zhì)量為kg的小球由靜止釋放，測得小球落入沙坑靜止時(shí)距離沙坑表面的深度為10cm.若忽略空氣阻力，g取10m/s2，則小球克服沙坑的阻力所做的功為()A．J B．2JC．J D．4J【答案】C[由動(dòng)能定理得mg(h＋d)－Wf＝0，解得小球克服沙坑的阻力所做的功為Wf＝J，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．]10、從地面豎直上拋兩個(gè)質(zhì)量不同的小球，設(shè)它們的初動(dòng)能相同，當(dāng)上升到同一高度時(shí)(不計(jì)空氣阻力，選拋出點(diǎn)為參考面)，則()A．所具有的重力勢能相等B．所具有的動(dòng)能相等C．所具有的機(jī)械能不等 D．所具有的機(jī)械能相等【答案】D[因兩小球質(zhì)量不等，由重力勢能表達(dá)式Ep＝mgh可知，上升到同一高度時(shí)，所具有的重力勢能不相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；上升過程中只有重力做功，故小球機(jī)械能守恒，因初始動(dòng)能相同，機(jī)械能相等，故上升到同一高度時(shí)機(jī)械能相等，從而動(dòng)能不相等，選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤，D正確．]11、如圖所示，拖著舊橡膠輪胎跑是身體耐力訓(xùn)練的一種有效方法。如果某受訓(xùn)者拖著輪胎在水平直道上跑了100m，在此過程中(1)輪胎受幾個(gè)力的作用？(2)輪胎所受力是否對(duì)輪胎做功？如果做功，做正功還是負(fù)功？答案(1)輪胎受四個(gè)力的作用，如圖所示，重力、拉力、支持力和摩擦力。(2)輪胎受到的拉力對(duì)輪胎做正功；輪胎受到地面的摩擦力對(duì)輪胎做了負(fù)功；輪胎受到的重力對(duì)輪胎不做功；輪胎受到地面的支持力對(duì)輪胎不做功。12、粗糙的1/4圓弧的半徑為m，有一質(zhì)量為kg的物體自最高點(diǎn)A從靜止開始下滑到圓弧最低點(diǎn)B.然后沿水平面前進(jìn)m到達(dá)C點(diǎn)停止.設(shè)物體與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(取g＝10m/s2)，求：(1)物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)物體在圓弧軌道上克服摩擦力所做的功．[解析](1)物體從B運(yùn)動(dòng)到C的過程，由動(dòng)能定理得：－μmgx＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)解得：vB＝2m/s.(2)物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過程，由動(dòng)能定理得：mgR－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－0解得：Wf＝J.[答案](1)2m/s(2)J13、(1)在利用重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，有關(guān)重錘的質(zhì)量，下列說法正確的是()A.應(yīng)選用質(zhì)量較大的重錘，使重錘和紙帶所受的重力遠(yuǎn)大于它們所受的阻力B.應(yīng)選用質(zhì)量較小的重錘，使重錘的慣性小一些，下落時(shí)更接近于自由落體運(yùn)動(dòng)C.不需要稱量重錘的質(zhì)量D.必須稱量重錘的質(zhì)量(2)在該實(shí)驗(yàn)中，選定了一條較為理想的紙帶，如圖所示，“0”為起始點(diǎn)，以后紙帶上所打的各點(diǎn)依次記為1、2、3…，測得的x1、x2、x3…是重錘從開始運(yùn)動(dòng)到各時(shí)刻的位移。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，重錘質(zhì)量為m，重力加速度為g，則當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)“4”時(shí)，重錘動(dòng)能的表達(dá)式為________；從“0”點(diǎn)到“4”點(diǎn)的過程中重錘重力勢能的減少量表達(dá)式為______________。【解析】(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇質(zhì)量較大的重錘，使