物理必修2第七章___机械能守恒定律测试题

第七章第七章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律测试题 时间 60 分钟 满分 100 分 一 选择题 每小题一 选择题 每小题 4 4 分 共分 共 4040 分 分 1 关于功率公式和 P Fv 的说法正确的是 t W P A 由知 只要知道 W 和 t 就可求出任意时刻的功率 t W P B 由 P Fv 只能求某一时刻的瞬时功率 C 从 P Fv 知汽车的功率与它的速度成正比 D 从 P Fv 知当汽车发动机功率一定时 牵引力与速度成反比 2 下列物体中 机械能守恒的是 A 做平抛运动的物体 B 被匀速吊起的集装箱 C 光滑曲面上自由运动的物体 D 以的加速度竖直向上做匀减速运动的物体g 5 4 3 下列几种情况下力 F 都对物体做了功 水平推力 F 推着质量为 m 的物体在光滑水平面上前进了 s 水平推力 F 推着质量为 2m 的物体在粗糙 水平面上前进了 s 沿倾角为 的光滑斜面的推力 F 将质量为 的物体向上推了 s 下列说法中正确的是 A 做功最多 B 做功最多 C 做功都相等 D 不能确定 4 两个物体质量比为 1 4 速度大小之比为 4 1 则这两个物体的动能之比为 A 1 1 B 1 4 C 4 1 D 2 1 5 下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是 A 如果物体所受合外力为零 则合外力对物体做的功一定为零 B 如果合外力对物体所做的功为零 则合外力一定为零 C 物体在合外力作用下做变速运动 动能一定发生变化 D 物体的动能不变 所受合外力一定为零 6 质量为 m 的子弹 以水平速度 v 射入静止在光滑水平面上质量为 M 的木块 并留在其中 下列说法正 确的是 A 子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等 B 阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等 C 子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等 D 子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功 7 关于机械能是否守恒的叙述 正确的是 A 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B 做变速运动的物体机械能可能守恒 C 外力对物体做功为零时 机械能一定守恒 D 若只有重力对物体做功 物体的机械能一定守恒 8 物体在地面附近以 2 s2的加速度沿竖直方向匀减速上升 则在上升过程中 物体的机械能的变化是 A 不变 B 减少C 增加D 无法确定 9 质量为 m 的物体 在距地面 h 高处以的加速度由静止竖直下落到地面 下列说法中正确的是 g 3 1 A 物体重力势能减少 B 物体的机械能减少mgh 3 1 mgh 3 2 C 物体的动能增加 D 重力做功 mghmgh 10 如图所示 站在汽车上的人用手推车的力为 F 脚对车向后的静摩擦力为 F 下列说法正确的是 A 当车匀速运动时 F 和 F 所做的总功为零 B 当车加速运动时 F 和 F 的总功为负功 C 当车加速运动时 F 和 F 的总功为正功 D 不管车做何种运动 F 和 F 的总功都为零 二 填空题 每题二 填空题 每题 4 4 分 共分 共 2020 分 分 11 如图 用 F 40 的水平推力推一个质量 m 3 0 kg 的木块 使其沿着 光滑斜面向上移动 2 则在这一过程中 F 做的功为 J 重力做的功为 J g 10 s2 12 设飞机飞行时所受的阻力与其速度的平方成正比 如果飞机以速度 v 匀速 飞行时其发动机的功率为 P 则飞机以 2 v 的速度匀速飞行时其发动机的功率为 13 从离地面 H 高处落下一只小球 小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重力的 k 倍 而小球与地面 相碰后 能以相同大小的速率反弹 则小球从释放开始 直至停止弹跳为止 所通过的总路程为 14 一个质量为 m 的小球拴在绳一端 另一端受大小为 F1的拉力作用 在水平 面上做半径为 R1的匀速圆周运动 如图所示 今将力的大小变为 F2 使小球仍在水 平面上做匀速圆周运动 但半径变为 R2 则此过程中拉力对小球所做的功为 15 用汽车从井下提重物 重物质量为 m 定滑轮高 H 如图所示 已知汽 车由 A 点静止开始运动至 B 点时速度为 vB 此时细绳与竖直方向夹角为 则这一过程中绳的拉力做的功为 三 实验题 三 实验题 1212 分分 16 在 验证机械能守恒定律 的实验中 已知打点计时器所用电源的频 率为 50Hz 查得当地的重力加速度为 g 9 80m s2 某同学选择了一条理想 的纸带 用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺的读数如图所示 图中 O 点是打 点计时器打出的第一个点 A B C D 分别是每打两个点取出的计数点 则 重物由 O 点运动到 B 点时 求 重物质量为 m 1 重力势能减小量为多少 4 分 2 动能的增加量是什么 4 分 3 根据计算的数据可得出什么结论 产生误差的主要原因是什么 4 分 四 计算题 共四 计算题 共 2828 分 分 17 8 分 某人利用如图所示的装置 用100N 的恒力F 作用于不计质量的细绳的一端 将物体从水平面上 的 A 点移到B 点 已知 1 30 2 37 h 1 5m 不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦 求绳的拉力对物体所做的 功 如图所示 斜面足够长 其倾角为 质量为 m 的滑块 距挡板 P 为 S0 以初速度 V0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沿斜面方向的重力分力 若滑块每次与 挡板相碰均无机械能损失 求滑块在斜面上经过的总路程为多少 10 如图所示 AB是倾角为 的粗糙直轨道 BCD是光滑的圆弧轨道 AB恰 好在B点与圆弧相切 圆弧的半径为R 一个质量为m的物体 可以看作质点 从直轨道上的P点由静止释放 结果它能在两轨道间做往返运动 已知P点与圆弧的圆心O等高 物体与轨道AB间的动摩擦因数为 求 1 物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程 2 最终当物体通过圆弧轨道最低点E时 对圆弧轨道的压力 3 为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D 释放点距B点的距离L 应满足什么条件 一个半径 R 为 0 6m 的光滑半圆细环竖直放置并固定在水平桌面上 O 为圆心 A 为半圆环左边最低点 C 为半圆环最高点 环上套有一个质量为1kg 的小球 甲 甲可以沿着细环轨道在竖直平面内做圆周运动 在水平桌面上方固定了 B D 两个定滑轮 定滑轮的大小 不计 与半圆环在同一竖直平面内 它们距离桌面的高度均为 h 0 8m 滑轮 B 恰好在 O 点的正上方 现通过 两个定滑轮用一根不可以伸长的细线将小球甲与一个质量为 2kg 的物体乙连在一起 一开始 用手托住物体乙 使小球甲处于 A 点 细线伸直 当乙由静止释放后 1 甲运动到 C 点时的速度大小是多少 2 甲 乙速度相等时 甲距离水平桌面的高度是多少 3 甲 乙速度相等时 它们的速度大小是多少 结果可以用根式表示 V 0 S0 P 参考答案参考答案 1 D 2 AC 3 C 4 C 由动能定义 Ek1 Ek2 m1v12 m2v22 4 1 2 1 2 1 5 A 如果合外力做的功为零 但合外力不一定为零 可能物体的合外力和运动方向垂直而不做功 B 选项 错 物体做变速运动可能是速度方向变化而速度大小不变 所以 做变速运动的物体 动能可能不变 C 选项错 物体动能不变 只能说合外力不做功 但合外力不一定为零 D 选项错 6 BD 子弹击中木块打入一定的深度并留在其中 子弹和木块所受水平作用力 相互摩擦力 大小相等 可认为是恒力 但二者的位移大小不同 做功不同 故二者的动能变化并不相等 7 BD 判断机械能是否守恒 依据是重力以外的力是否做了功 不管物体是做匀速运动还是变速运动 也不管物体是做直线运动还是做曲线运动 只要重力以外的力不做功 机械能就一定守恒 外力做功为零 并 不意味着重力以外的力做功为零 所以 机械能不一定守恒 选项 B D 正确 8 C 物体加速度 2m s2 方向向下 除重力外 必定受到向上的作用力 物体上升过程中除重力外其它力 对物体作正功 其机械能一定增加 9 B D 10 A B 11 69 3 J 30 J 12 8P 13 H k 14 F2R2 F1R1 2 1 15 WT mgH mvB2sin2 cos cos1 2 1 16 解 1 重力势能的减小量为 J mmghE OBP 911 1 2 重锤下落到 B 点时的速度为 m s 944 1 2 T h v AC B 重锤下落到 B 点时增加的动能为 J mmvE BkB 89 1 2 1 2 3 在实验误差允许的范围内 重锤减小的重力势能等于其动能的增加 验证了机械能守恒定律 重锤减小的重力势能略大于其增加的动能 其原因是重锤在下落时要受到阻力作用 对纸带的摩擦力 空 气阻力 必须克服阻力做功 减小的重力势能等于增加的动能加上克服阻力所做的功 点拨点拨 本题是一个非常典型的验证机械能守恒定律的题目 它涉及到了验证机械能守恒定律的基本原理和 误差来源的分析 要验证机械能守恒定律必须利用力学知识及动能 势能知识来解决 17 解析 绳对物体的拉力虽然大小不变 但方向不断变化 所以 不能直接根据 W Fscos 求绳的拉 力对物体做的功 由于不计绳与滑轮的质量及摩擦 所以恒力 F 做的功和绳的拉力对物体做的功相等 本题可以 通过求恒力 F 所做的功求出绳的拉力对物体所做的功 由于恒力 F 作用在绳的端点 需先求出绳的端点的位移 s 再求恒力 F 的功 由几何关系知 绳的端点的位移为 0 5m hhh hh s 3 1 3 5 2 37sin30sin 在物体从 A 移到 B 的过程中 恒力 F 做的功为 W Fs 100 0 5J 50J 所以 绳的拉力对物体做的功为 50J 18 解析 人的心脏每跳一次输送的血液看作长为 L 截面积为 S 的液柱 心脏每跳一次需做的功为 FL pSL p V 心跳每分钟 70 次 则心脏工作的平均功率为 W 1 4W 60 108105 170 54 t nW P 说明说明 这类题目的研究对象不是太明确 解题时首先要明确心脏对血液做功 其次 要建立研究