2013高中物理 7.8《机械能守恒定律》同步试题

1 机械能守恒定律测试题机械能守恒定律测试题 一 选择题一 选择题 每小题每小题 4 4 分 共分 共 2828 分分 1 质量为m的物体 从静止出发以g 2 的加速度竖直下降h 下列几种说法 物体的机械能增加了 2 1 mg h 物体的动能增加了 2 1 mg h 物体的机械能减少了 2 1 mg h 物体的重力势能减少了mg h 以上说法中正确的是 A B C D 2 如图 7 34 所示 质量为m的物体 以水平速度v0离开桌面 若以桌面为零势能面 不计空气阻力 则当它经过离地高度为h的A点时 所具有的机械能是 图 7 34 A 2 1 mv02 mg h B 2 1 mv02 mg h C 2 1 mv02 mg H h D 2 1 mv02 3 质量为m的滑块沿着高为h 长为l的粗糙斜面匀速下滑 在滑块从斜面顶端滑至 底端的过程中 下列几种说法中 重力对滑块所做的功为mgh 滑块的机械能守恒 滑块的重力势能减少了mgh 滑块克服摩擦力所做的功为mgh 上述说法中正确的是 A B C D 4 水平传送带以速度v匀速传动 一质量为m的小物块A由静止轻放在传送带上 若小物块与传送带间的动摩擦因数为 如图 7 35 所示 在小木块与传送带相对静止时 系统转化为内能的能量为 图 7 35 A mv2B 2mv2 C 4 1 mv2D 2 1 mv2 5 三个质量相同的物体以相同大小的初速度v0在同一水平面上分别进行竖直上抛 2 沿光滑斜面上滑和斜上抛 若不计空气阻力 它们所能达到的最大高度分别用H1 H2和H3 表示 则 A H1 H2 H 3B H1 H2 H3 C H1 H2 H 3D H1 H2 H 3 6 如图 7 36 所示 通过空间任意一点A可作无数个斜面 如果物体从A点分别沿这 些倾角各不相同的光滑斜面滑下 那么物体在这些斜面上速率相同的点所构成的面是 图 7 36 A 球面B 抛物面C 水平面D 不规则的曲面 7 质量为m的小球在竖直平面内的圆环轨道内做圆周运动 如图 7 37 所示 某时刻 运动到最高点A 受到轨道的弹力与其所受的重力相等 它继续运动到最低点B时 受到 轨道的弹力是其重力的 7 倍 图 7 37 小球只能再通过最高点 1 次 小球能通过最高点多次 小球运动到某位置时 受到的弹力可能为零 小球运动到任意位置时 受到的弹力都不为零 上述说法正确的是 A B C D 二 非选择题二 非选择题 共共 3232 分分 8 4 分 功率为P 质量为M的汽车 下坡时关闭油门 则速度不变 若不关闭油门 且保持功率不变 则在时间 t 内速度增大为原来的 2 倍 则汽车的初速度为 9 4 分 质量为 1 kg 的物体在水平面上滑行 且动能随位移变化的情况如图 7 38 所 示 取g 10 m s2 则物体滑行持续的时间是 图 7 38 3 10 4 分 质量为m 2 kg 的物体 在水平面上以v1 6 m s 的速度匀速向西运动 若 有一个F 8 N 方向向北的恒力作用于物体 在t 2 s 内物体的动能增加了 J 11 6 分 如图 7 39 中两物体质量分别为m和 2m 滑轮的质量和摩擦都不计 开始时 用手托住 2m的物体 释放后 当 2m的物体从静止开始下降h后的速度是多少 图 7 39 12 7 分 如图 7 40 所示 斜面倾角为 质量为m的滑块距挡板P为s 以初速度 v沿斜面上滑 滑块与斜面间的动摩擦因数为 滑块所受摩擦力小于滑块重力沿斜面的 分力 若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失 求滑块经过的路程有多大 图 7 40 13 7 分 如图 7 41 所示 一固定的楔形木块 其斜面的倾角 30 另一边与 地面垂直 顶上有一定滑轮 一柔软的细绳跨过定滑轮 两端分别与物块A和B连接 A 的质量为 4m B的质量为m 开始时将B按在地面上不动 然后放开手 让A沿斜面下滑 而B上升 物块A与斜面间无摩擦 若A沿斜面下滑s距离后 细线突然断了 求物块B 上升的最大高度H 图 7 41 4 参考答案参考答案 一 选择题 每小题 4 分 共 28 分 1 解析 物体匀加速下降h时 v2 2a 2 2 g 易得 v gh 则物体的动能增加 2 1 mv2 2 1 mg h 对 物体的重力势能减少mg h 对物体的机械 能减少mg h 2 1 mv2 2 1 mg h 对 故选项 B 正确 答案 B 2 解析 因不计空气阻力 仅有重力做功 故机械能守恒 选桌面为势能参考面 故 物体在抛出时的机械能为 2 1 mv02 则在运动过程中任何位置的机械能均为 2 1 mv02 则选项 D 正确 答案 D 3 解析 物块下滑过程中 受到重力 支持力和动摩擦力 其中支持力不做功 重力 做正功W1 物体克服摩擦力做功W2 在物块从顶端滑至底端的过程中 W1 mg h 对 重力势能减少了mgh 对 根据动能定理 有 W1 W2 0 W2 W1 mgh 对 错 故选项 C 正确 答案 C 4 解析 小物块A放到传送带上后 在摩擦力作用下匀加速运动 最终与传送带有 相同速度v 设在此过程中物块A的位移为 A 传送带的位移为 B 则 加速度为 mg m a a g 所需时间为t v a v g 物块A的位移sA 2 v t v2 2 g 传送带的位移sB v t v2 g 内能的增量 E mg sB sA 2 1 mv2 故选项 D 正确 答案 D 5 解析 因不计空气阻力 故三个物体的机械能均守恒 竖直上抛和沿光滑斜面上滑 至最高点时 速度均为零 但斜上抛的物体到达最高点时 水平方向仍有速度 即 2 1 mv02 mgH1 mgH2 mgH3 2 1 mv水2 故H1 H2 H3 所以选项 B 正确 答案 B 6 解析 物体沿光滑斜面滑下 仅有重力做功 机械能必守恒 因在A点时速度均为 零 即初态机械能相等 故速率相同 末动能相同 的点 其势能必相同 即离A点的高度 相同 因此这些点所构成的面是水平面 选项 C 正确 答案 C 7 解析 设小球在A点的速度为vA 在B点的速度为vB 根据牛顿第二定律 有 5 FA mg m R vA2 即 2mg m R vA2 假设小球从A到B机械能守恒 则 2 1 mvA2 mg 2R 2 1 mvB2 即mvB2 6mgR 在机械能守恒的条件下 小球在B点时 所受弹力FB应为 FB mg m R vB2 FB mg 根据上述计算可知 题中所给的小球的机械能守恒 所以小球能通过最高点多次 故 选项 错 对 因为小球在A点的速度最小 所受向心力最小 即所受弹力最小 因此小 球运动在任意位置时 受到的弹力都不为零 则 错 对 故选项 D 正确 答案 D 二 非选择题 共 32 分 8 解析 由题意 汽车在不开发动机时所受合外力为零 开动发动机后 根据动能定 理应有Pt 2 1 M 2v0 2 2 1 Mv02解得 v0 MPt 3 2 答案 MPt 3 2 9 解析 根据题意及图象可得到Ek与s的关系式 F F s可见图象斜率的大小代表摩擦力的大小F 25 50 N 2 N 物体的加速度 大小a F m 2 m s2 而初速度v0 1 502 2 mEkm s 10 m s 可知持续滑行 时间t 10 2 s 5 s 答案 5 s 10 解析 物体原来在平衡力作用下西行 受向北的恒力F作用后将做类似于平抛的 曲线运动 如图所示 物体在向北方向上的加速度a F m 4 m s2 2 s 后在向北方向上 的速度分量v2 at 8 m s 故 2 s 后物体的合速度v 2 2 2 1 vv 10 m s 所以物体在 2 s内增加的动能为 Ek 2 1 mv2 2 1 mv12 64 J 答案 64 11 解析 细绳的拉力分别对物m和物 2m做正功和负功 所以物m和物 2m各自的机 械能都不守恒 但物m和物 2m构成的系统机械能守恒 故以系统为研究对象 此过程中系统减少的势能为 6 2mgh mgh mgh 系统增加的动能为 2 1 3m v2 根据机械能守恒定律 有 mgh 2 1 3m v2 v 3 2gh 答案 3 2gh 点评 机械能守恒定律也可以说 物体减少的势能等于增加的动能 这种说法的 优点在于 不需选择零势能面 12 解析 由于滑块重力沿斜面向下的分力大于滑块所受摩擦力 所以可断定滑块最 终将停靠在挡板处 从以v向上滑动至最终停下 设滑块经过的路程为l 则重力做正功 摩擦力做负功 解法一 此过程重力对滑块做功WG mgssin 摩擦力做功Wf mglcos 对滑块由动能定理 有 mgssin mglcos 0 2 1 mv2 解得l cos 2 sin 2 g vgs 解法二 由能量转化与守恒求解 此过程滑块机械能的减少 E1 mgssin 2 1 mv2 克服摩擦力做功转化的内能 E2 mgcos l 由能量守恒定律有 E1 E2 即mgssin 2 1 mv2 mglcos 同样可解出l 答案 cos2 sin2